能谱CT三期增强在鉴别肝脏局灶性结节增生和肝细胞癌中的价值

王雪雪 贾宁阳 邵丹丹 俞 莺 崔晓东 徐卫国 王金红

能谱CT三期增强在鉴别肝脏局灶性结节增生和肝细胞癌中的价值

王雪雪1,2贾宁阳3邵丹丹3俞 莺3崔晓东2徐卫国2王金红1,2

目的：探讨能谱CT定量分析在鉴别肝脏局灶性结节增生(FNH)与肝细胞癌（HCC）中的价值。方法：回顾性分析2013年2月至12月期间经病理证实的肝占位患者35例，其中FNH 14例，HCC 21例，所有患者均行CT平扫及能谱模式三期动态增强扫描。测量增强三期病灶、肝组织以及腹主动脉的能谱参数，包括：55～75keV（间隔5keV）CT值和碘浓度。分别计算三期病灶与腹主动脉、病灶与肝组织各能谱参数的比值，包括：55～75keV的病灶与腹主动脉CT值之比（LARHU）、病灶与腹主动脉碘浓度比值(LARIC)、55～75keV的病灶与肝组织CT值之比（LHRHU）、病灶与肝组织碘浓度比值(LHRIC)。对FNH和HCC两组间上述指标进行两独立样本t检验和ROC曲线分析。结果：除动脉期（55～65keV）LHRHU、LHRIC值外，参数单能量CT值、碘浓度、LARHU、LARIC、LHRHU、LHRIC在三期增强FNH均明显高于HCC（P＜0．05）。ROC曲线分析示：联合应用定量参数门脉期60keV-LARHU 、延迟期75keV-LHRHU 对两种疾病进行鉴别，能够提高诊断敏感度和特异度，分别为92．9%和100%。结论：三期增强能谱CT的单能量图像及碘浓度，在鉴别FNH和HCC中具有重要价值。

体层摄影术，X线计算机；肝局灶性结节增生；肝细胞癌；能谱成像；鉴别诊断

肝脏局灶性结节增生(focal nodular hyperplasia，FNH)和 肝 细 胞 癌 (hepatocellular carcinoma，HCC)是肝脏常见的占位性富血供病变。FNH是一种无恶变的良性肿瘤，有部分病灶可自行消退[1]，一般不需要处理；肝癌恶性程度及病死率高，早期诊断是使患者获得早期治疗和延长生存期的关键。传统螺旋CT是目前临床上诊断肝脏疾病最常用的影像检查技术，能谱CT在优化图像质量、物质定量分析等方面均较传统CT有重大突破，是具有多参数、定量分析的新成像模式[2]。国内外应用能谱CT双期增强扫描鉴别诊断FNH和HCC的研究报道，碘浓度定量分析能够提高诊断准确性[3-4]。本研究首次将能谱多参数分析应用于肝脏三期增强扫描，旨在进一步探讨三期增强的单能量成像和碘浓度定量分析对FNH和HCC 的鉴别诊断价值。

方 法

1．临床资料

回顾性分析第二军医大学附属东方肝胆外科医院2013年2月至12月期间经病理证实的35例肝占位患者资料。包括14例FNH和21例HCC，35例患者均为单发病灶。其中，男22例、女13例，年龄3～73岁，平均(48±15)岁。所有患者术前行CT平扫及能谱扫描模式三期增强检查。本研究获得了医院伦理委员会的批准和患者的知情同意。

2．检查方法

所有患者均采用64层能谱CT (Discovery CT750 HD，GE Healthcare，Mliwaukee，美国 )行上腹部扫描，先行常规上腹部平扫，增强扫描采用能谱成像( gemstone spectral imaging，GSI ) 模式，螺旋扫描速度0．6～0．8s／周，螺距为0．984，层厚5mm，电压为高低能量(140kVp和80kVp)瞬时高速切换，管电流约为600mA。增强扫描为三期动态扫描，采用高压注射器推注非离子型对比剂(300mg I/ml)，注射流率为 3．0 ～ 3．5ml/s，剂量 1．5ml/kg。动脉期扫描开始时间采用腹腔干水平腹主动脉内CT值监测 (Smart Prep技术)促发扫描，监测阈值为100 HU，达到阈值后延迟8s开始扫描，门静脉期开始时间为动脉期结束后28s，延迟期开始时间为动脉期结束后90s。

3．图像分析与测量

图像分析与测量均在工作站A W4．6(GE Health Care，美国)上，由2名具有4～6年腹部诊断经验的医师盲法评测。将1．25mm薄层单能量（40～140keV，间隔5keV）图像载入能谱后处理软件，图像分析时首先观察病灶强化特点、确认病灶动脉期强化明显区域，然后采用尽量放大图像的方式在病灶高强化区域勾画圆形或类圆形的兴趣区（region of interest，ROI），最终病灶ROI范围为15～80mm2；测量肝组织时ROI尽可能避开大血管和硬化伪影明显的区域，取值范围为400～600mm2；腹主动脉ROI取值范围均接近或等于100mm2。ROI的大小、形状和位置在三期扫描的测定中通过复制黏贴模式保持一致(图1，图2)。保存相应的ROI数据文件，提取并计算本研究所需数据包括：①病灶、肝组织、腹主动脉的55～75keV （间隔5keV）CT值（hounsfield unit ， HU）和碘(水)浓度（iodine concentration， IC）；②55～75keV的病灶与腹主动脉CT值之比（HU of lesion-toabdominal aorta ratio，LARHU）= HU病 灶 ／HU腹主动脉；③病灶与腹主动脉碘浓度比值（IC of lesion-to-abdominal aorta ratio，LARIC）=IC病灶／IC腹主动脉；④55～75keV的病灶与肝组织CT值之比（HU of lesion-to-hepatic tissue ratio，LHRHU）= HU病灶/HU肝脏；⑤病灶与肝组织碘浓度比值（IC of lesion-to-hepatic tissue ratio，LHRIC）=IC病灶/IC肝脏。

4．统计学方法

所有数据的统计学分析均使用SPSS18．0软件，定量指标（55～75keV HU、IC、LARHU、LARIC、 LHRHU、 LHRIC）的两组间比较采用独立样本t检验。将具有统计学意义的数据建立ROC曲线并判定阈值，计算相应的敏感度、特异度及曲线下面积。

结 果

1．FNH和HCC间不同能谱参数的比较

单能量CT值、碘浓度用于鉴别FNH和HCC的结果见表1；LARHU、LARIC用于鉴别FNH和HCC的结果见表2； LHRHU、LHRIC用于鉴别FNH和HCC的结果见表3。

表1 FNH和HCC的单能量CT值、碘浓度定量参数比较

表2 FNH和HCC的LAR定量参数比较

表3 FNH和HCC的LHR定量参数比较

表4 不同能谱参数鉴别 FNH和HCC 的能力判定

图1 肝尾状叶FNH。A～C．三期增强显示病灶和肝实质的ROI测量区以及70keV水平ROI数据；D～F．三期增强显示腹腔干分支层面腹主动脉的ROI测量区以及70keV水平ROI数据。

图2 肝右叶HCC。A～C．三期增强显示病灶和肝实质的ROI测量区以及70keV水平ROI数据；D～F．三期增强显示腹腔干分支层面腹主动脉的ROI测量区以及70keV水平ROI数据。

图3 不同能谱参数鉴别FNH和HCC的ROC曲线。

2．ROC曲线分析

应用参数单能量CT值、碘浓度鉴别FNH和HCC时，ROC曲线分析示最大曲线下面积出现在延迟期的75keV，其敏感度和特异度分别为71．4%、95．2%。应用参数 LARHU、LARIC 鉴别FNH和HCC时，ROC曲线分析示最大曲线下面积出现在门脉期的60keV，其敏感度和特异度分别为71．4%、100%。应用参数LHRHU、LHRIC鉴别FNH和HCC时，ROC曲线分析示最大曲线下面积出现在延迟期的75keV，其敏感度和特异度分别为92．9%、81%。联合应用定量能谱参数门脉期60keVLARHU和延迟期75keV-LHRHU对两种疾病进行鉴别，能够获得最大的诊断敏感度、特异度，即92．9%、100%（图 3，表 4）。

讨 论

肝脏局灶性结节增生(focal nodular hyperplasia，FNH)是由肝细胞、小胆管和kuffer细胞构成的一种良性病变。其发病率仅次于肝血管瘤，为肝脏第二大良性肿瘤样病变。典型的FNH具有中央星芒状的瘢痕表现，CT三期动态增强具有一定特征性，动脉期病灶实质部分明显强化，门脉期及延迟期逐渐退出呈稍高或等密度，中央瘢痕在动脉期强化不明显呈相对低密度，门脉期中央瘢痕开始逐渐强化并持续至延迟期[5]。然而，这些特征并不是在所有的FNH病灶中均有表现。FNH不典型的表现包括：病变动脉期强化不均匀，病灶门脉期、延迟期呈低密度，大于3cm的病灶内缺乏中央瘢痕，增强后延迟期中央瘢痕始终没有强化；还有一些少见的表现包括：病灶周围出现假包膜（表现为延迟期病灶周围的强化环），病灶内出现出血及坏死[6]。FNH缺乏典型影像表现时与HCC有不同程度的相似之处，造成临床上两者的鉴别困难。因此本研究通过能谱CT的定量参数这个工具为临床提供新的诊断手段。

本研究表1～3的结果显示，除动脉期（55～65keV）LHRHU、LHRIC值外，三期动态增强参数值：单能量CT值、碘浓度、LARHU、LARIC、LHRHU、LHRIC 在FNH均明显高于HCC。这可能与FNH及HCC的生物学特性有关。普遍认为FNH病因是由于血管异常造成局部肝细胞的反应性增生[5-7]。FNH供血动脉是由一条或数条增粗的动脉从病灶中心向周围辐射状分布，病灶周围无异常增多紊乱的血管网[8]；而HCC主要由周边走形不规则、管腔大小不一的肝动脉供血，血管数量比周围肝组织明显增多且存在异常扩张、扭曲的网状结构[9]。两种疾病均具有富血供特性，以往CT灌注研究提示FNH的肝动脉灌注指数及肝动脉灌注量均明显高于HCC[10]，本研究显示动脉期大部分能谱参数值FNH均明显高于HCC，两类研究结果具有一致性。另外，近期利用能谱CT碘浓度定量参数鉴别FNH和HCC的研究提示[3-4]，在动脉期和门脉期双期肝脏扫描中，病灶/腹主动脉、病灶/肝组织的碘浓度定量参数值在鉴别FNH和HCC诊断中有较大价值。本研究有关LARIC在鉴别FNH和HCC诊断中的帮助与前述研究结果一致，并且本研究更进一步提示除了能谱CT碘浓度的诊断价值之外，55～75keV单能量图像（参数LARHU、LHRHU）在定量鉴别FNH和HCC中改善了诊断的敏感度和特异性，提示其更大的诊断信心。此外，以往利用传统螺旋CT及MRI鉴别FNH与HCC时[11]，其中一个重要的表现为：FNH在门脉期及延迟期强化稍高于或等于周围肝组织，而HCC在延迟期呈快进快出的低强化特征。本研究门脉期及延迟期的定量能谱参数值FNH均明显高于HCC，这与以往研究结论具有一致性。造成这种表现的原因可能与FNH的血液引流途径有关，FNH的血液引流存在两种途径，先引流到周围肝窦再到肝静脉，或者血液直接引流到病灶周围肝组织的中心静脉或肝静脉。Pei等认为[12]前者血液引流方式造成的对比剂滞留可能与延迟期FNH等或稍高强化有关，后者与同期相FNH不典型的稍低强化有关。

本研究利用不同能谱定量参数鉴别两种疾病时，ROC曲线分析示最大曲线下面积均出现在门脉期或延迟期。其中，延迟期75keV单能量CT值、门脉期60keV- LARHU、延迟期75keV- LARHU的鉴别诊断敏感度分别为 71．4%、71．4%、92．9%，特异度分别为95．2%、100%、81%。因此，联合应用能谱参数：门脉期60keV- LARHU和延迟期75keVLHRHU做诊断，能够同时获得92．9%的诊断敏感度和100%的诊断特异度。本研究提示三期动态增强的门脉期、延迟期的能谱定量参数值在鉴别FNH和HCC中具有更高的敏感度和特异性，这与既往研究结果具有一致性。既往van Leeuwen等[13]的研究提示三期动态增强肝脏CT检查能够更好地显示肝脏局灶性占位，Iannaccone等[14]有关疾患肝癌风险病人的一项研究提示延迟期的肝脏CT扫描是双期增强的有效补充，Brancatelli等[5]报道多期动态增强检查可获得典型FNH的诊断信心。

综上所述，本研究提示三期动态增强能谱CT成像的单能量图像、碘浓度参数在鉴别FNH和HCC中具有重要价值。

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Spectral CT Imaging in Differentiation between Focal Nodular Hyperplasia and Hepatocellular Carcinoma

WANG Xue-xue1, JIA Ning-yang2, SHAO Dan-dan2, YU Ying2,CUI Xiao-dong1, XU Wei-guo1, WANG Jin-hong1,3

Purpose:To explore the value of spectral CT imaging in differentiating between focal nodular hyperplasia(FNH) and hepatocellular carcinoma (HCC).Methods:From Feb. to Dec. 2013, 14 patients with pathologically confirmed FNH and 21 patients with pathologically confirmed HCC underwent three-phase CT spectral imaging. The spectral parameters of the lesions, normal hepatic tissues and the aortas, such as CT values of monochromatic imaging from 55 keV to 75keV with 5keV increment and iodine concentration, were obtained. The quantitative values, including the lesion-to-aorta ratio of CT value (LARHU), the lesion-to-aorta ratio of iodine concentration (LARIC), the lesion-to-liver ratio of CT value (LHRHU), the lesion-to-liver ratio of iodine concentration (LHRIC), were analyzed with two-sample t test and ROC curve analysis.Results:The parameters of three-phase CT spectral imaging (CT value of monochromatic imaging, iodine concentration, LARHU, LARIC, LHRHU, and LHRIC) in patients with FNH were significantly higher than those of HCC (P＜0.05), except of LHRHU (55 ～ 65keV) and LHRIC in the arterial phase.ROC analysis showed that combination of LARHU at 60keV in the portal vein phase and the LHRHU at 75keV in the delayed phase could improve the sensitivity (92.9%) and the specificity (100%) in differentiating FNH from HCC.Conclusion:Monochromatic and iodine concentration imaging of the three-phase CT spectral imaging are useful in differentiating FNH from HCC.

Shanghai Municipal Commission of Health and Family Planning research funds No.20134y120

Computed tomography; Liver neoplasms; Spectral imaging; Differential diagnosis

R445.3

A

1006-5741（2017）-05-0427-06

中国医学计算机成像杂志，2017，23：427-432

1 上海交通大学医学院附属精神卫生中心医学影像科

2同济大学附属同济医院医学影像科

3 第二军医大学附属东方肝胆外科医院影像科

通信地址：上海市宛平南路600号 ，上海 200030

王金红 (电子邮箱：jinhongw2004@foxmail.com)

上海市卫生和计划生育委员会科研基金 No.20134y120

Chin Comput Med Imag，2017，23：427-432

1 Department of Medical Imaging, Mental Health Center, Shanghai Jiao Tong University School of Medicine

2 Department of Medical Imaging, Tongji Hospital, Shanghai Tongji University

3 Department of Medical Imaging, Eastern Hepatobiliary Surgery Hospital,Second Military Medical University

Address:600 Wanping South Rd, Shanghai 200030, P.R.C

Address Correspondence to WANG Jin-hong (E-mail: jinhongw2004@foxmail.com)

2016.08.22;修回时间：2016.09.23)