双层探测器光谱CT 碘密度值对不同功能状态下肾上腺的评估

唐广磊 孙梦雅 伏文皓 王珂 李瑞希 邓薇薇 关键 杨建勇

肾上腺是机体最重要内分泌器官之一，分泌皮质醇等多种调节代谢的重要激素，其CT 强化特点可随着功能状态的不同发生相应变化［1-5］。例如在感染性休克或多发外伤等重症状态下，肾上腺反射性分泌更多皮质醇，以应对应激情况下对激素需求的增加和糖皮质激素抵抗［6-8］。其肾上腺强化程度可明显增高在感染性休克患者中甚至可能出现特殊的增强模式［4,5］。

既往研究对病变强化特点的评估主要根据增强前后密度值的变化，其准确性受限于增强前后对位差异、管电压的波动及患者体重等诸多因素，因此多为定性评估［3-5］。光谱CT 碘密度值测定可更好地反映组织微血管分布及真实血供［9］，用于定量研究优于传统螺旋［10-12］。本研究通过测定不同功能状态下肾上腺碘密度值，探讨肾上腺碘密度定量对其功能状态的评估价值。

资料与方法

1.研究对象

由于右侧肾上腺与周围组织分界欠清，勾画边界相对困难，尤其是腹膜后脂肪量较少的瘦弱体型者。为保证测量的准确性，本研究均选择左侧肾上腺作为研究对象。

2018 年6 月～2020 年8 月于我院完成肾上腺光谱CT 增强扫描的检查者中，按照不同的肾上腺功能状态收集病例，分为三组：A组，感染性休克（双侧肾上腺肿大）26 例，纳入标准为我院ICU 收治的感染性休克患者（符合中国严重脓毒症/脓毒性休克治疗指南［13］），均在诊断后一周内完成光谱CT 增强检查；B组，肾上腺增生（双侧或左侧）14例，纳入病例经临床实验室检查诊断皮质醇增多症，肾上腺增生经手术治疗；C组，右侧功能性肾上腺皮质醇腺瘤，且左侧无明确病灶者17 例（单侧功能性肾上腺皮质醇腺瘤，反馈抑制对侧肾上腺致其萎缩且功能减低［2,3］），均经临床实验室检查证实皮质醇增高，手术病理证实为肾上腺皮质腺瘤；D组，对照组，匹配同期完成相同检查并无明确异常者30 例。记录三组患者及对照组受检者临床资料，包括性别、年龄及身体质量指数（body mass index,BMI）。

统一排除标准包括：（1）年龄小于18 岁；（2）非单一肾上腺疾病状态（如休克组并肾上腺腺瘤、肾上腺腺瘤并感染性休克）；（3）合并其他肾上腺疾病（包括肾上腺腺癌、转移瘤、梗死、结核、肾上腺出血等）；（4）肾上腺手术史；（5）无光谱重建数据或图像质量差。所有患者均签署知情同意书，并获得本院伦理委员会批准。

2.检查及后处理方法

均行IQon Spectral CT 扫描（IQon Spectral CT，Philips Healthcare）。扫描内容包括上腹部平扫和增强扫描。采用单筒高压注射器注射对比剂优维显（370 mg I/ml，拜耳医药），剂量1.5 ml/kg，流率2～3 ml/s。于注射后35 s 行动脉期扫描，70 s 行静脉期扫描。扫描参数：管电压120 kVp，管电流采用自动管电流调节技术（170～360 mAs），准直器宽度64×0.625 mm，螺距0.891，X 线管转速0.5 秒/周，矩阵512×512。扫描完成后将动脉期获得的数据进行光谱重组（Spectral，Level 3；Philips Healthcare），获得光谱基图像（spectral based imagine，SBI），选择其中40 keV 虚拟单能量图像（virtual monoenergetic imaging，VMI）和碘密度图（iodine density imaging，IDI）进行研究。图像重组层厚为1 mm、层间距为1 mm，窗宽360 HU、窗位60 HU。

3.影像数据测量

将图像上传至Philips IntelliSpace Portal 9.0 后处理工作站（Philips Healthcare），对动脉期40 keV虚拟单能量图像和碘密度图进行测量和分析。具体方法：（1）左侧肾上腺轮廓勾画（肾上腺兴趣区，ROIadrenal）：在40 keV 虚拟单能量图像上手动勾勒左侧肾上腺轮廓作为ROIadrenal,ROI 置于肾上腺最大横断切面上，勾勒肾上腺边缘时避开周围脂肪组织和血管，将ROI 复制至同层面碘密度图上测量左侧肾上腺碘密度（IDadrenal）（图1）。（2）腹主动脉碘密度的测量（腹主动脉兴趣区，ROIaorta）：在40 KeV虚拟单能级图像上选择左侧肾上腺最大的层面，在腹主动脉腔内勾画尽可能大的ROI，同时注意避开周围血管壁，将ROI 复制至同层面碘密度图上测量腹主动脉碘密度值（IDaorta）（图2）。（3）每个指标均重复测量三次后取平均值，并计算肾上腺标准化碘密度（normalized iodine density，NID，NID=IDarenal/IDaorta）。测量由两名有5 年以上腹部CT 诊断经验的放射科医师独立完成，对定量结果取两者平均值。

图1 左肾上腺ROI 勾画示例

4.统计学分析

采用SPSS22.0 软件进行统计分析。Kolmogorov-Smirnov 检验计量资料是否符合正态分布，符合正态分布的计量资料用表示，偏态分布数据用中位数（四分位间距）表示。性别采用卡方检验；年龄、体重指数、动脉期ID、动脉期NID 采用单因素方差分析，组间差异有统计学意义者采用LSD 法进行组内两两比较。两名放射科医师测量动脉期ID 及NID 结果的一致性采用ICC 评价。P<0.05 为差异有统计学意义。

结果

各组间的年龄、BMI 及性别组成均无显著统计学差异（P 均＞0.05），见表1。三组患者及对照组受检者的NID 总体差异有统计学意义（P＜0.001）。其中，两两分析得出A组NID（0.22±0.11）较C组（0.16±0.04）和D组（0.15±0.07）显著增高（P 均<0.001）。B组的NID（0.24±0.06）亦较C组和D组显著增高（P=0.01，P=0.004，均＜0.05）。A组与B组、C组与D组的NID 差异均无统计学意义。四组患者的ID 总体差异无统计学意义（P=0.09）。其中两两分析得出，A组左侧肾上腺ID（2.00±0.85 mg/ml）明显高于D组（ID=1.41±0.76 mg/ml），差异有显著性意义（P=0.023<0.05）。其余各组间左侧肾上腺ID两两比较均无显著性差异，参见表2 及图3～6。两名放射科医师测量ID 及NID组内一致性分析ICC值分别为0.87 和0.86，一致性良好。

图3 男，50 岁，D组正常对照者。碘密度融合图示左肾上腺大小形态基本正常，伪彩呈黄绿色，ID 值为1.45 mg/ml，相应NID 为0.16 图4 女，52 岁，C组右肾上腺皮质醇腺瘤（箭），左肾上腺体积稍小，以外侧支明显，伪彩外侧肢呈蓝绿色，内侧支为橙黄色。碘密度融合图示左肾上腺ID 值为1.50 mg/ml，相应NID 为0.15 图5 男，55 岁，B组双侧肾上腺增生者。碘密度融合图示左肾上腺增粗，伪彩呈黄绿色，ID值为1.75 mg/ml，相应NID 为0.25图6 女，58 岁，A组感染性休克患者。碘密度融合图示双侧肾上腺肿大，伪彩呈橙红色，ID 值为2.2 mg/ml，相应NID 为0.24

表1 各组基本信息

表2 各组动脉期肾上腺ID、NID 比较

讨 论

肾上腺在机体多种物质与能量代谢调控中起重要作用，其功能状态在不同疾病状态下可发生明显改变。可能引起肾上腺功能变化的疾病包括感染性休克、肾上腺增生、肾上腺皮质醇腺瘤、Addison 病等。感染性休克时因机体应激的需求且对糖皮质激素抵抗性增高［6,7,14］，肾上腺可分泌更多皮质醇［8］；而肾上腺增生可引起皮质醇分泌增多及库欣综合征［15,16］。对于单侧功能性肾上腺皮质醇腺瘤，由于反馈抑制，其对侧肾上腺往往萎缩且功能减低［17,18］。以上情况分别对应了三种不同的肾上腺功能状态，本研究按照相应的临床标准纳入病例，并匹配同期正常者作为对照，以此开展研究。

对于不同功能状态下的肾上腺，既往影像学研究涉及肾上腺体积［19］、强化程度的变化［1-3］，或特殊强化模式［4,5］，其中不同的强化特征反映了肾上腺的血供变化。这已得到较多的文献支持，尤其是在重症病例的相关研究中,比如Schek 等［2］发现多发创伤患者肾上腺强化程度可显著升高；Boos等［3］证明ICU 患者出现肾上腺的高强化与较高的病死率相关；另有研究发现感染性休克患者存在提示预后不良的特殊强化模式——肾上腺中空征（hallow adrenal gland sign，HAGS）［4,5］，即动脉期肾上腺不均匀强化，其中心强化明显低于外周，而静脉期呈均匀强化。

但由于既往研究多基于传统螺旋CT，对病变强化的评估主要根据增强前后密度值的变化，其准确性受前后对位差异、管电压波动及患者体重等诸多因素影响较大，因此上述研究中对于患者CT 强化特点的改变仅为定性判断，目前尚缺少针对不同肾上腺功能状态血供差异的定量研究。

光谱CT 碘密度值测定可更准确反映组织微血管分布及真实血供［9-12］，因此本研究尝试通过碘密度值评估不同肾上腺功能状态下的血供情况。此外，考虑到不同患者检查时具体施用的对比剂剂量、患者全身循环状态（尤其是休克状态下）等因素可能存在差异，本研究以腹主动脉碘密度对肾上腺碘密度进行标准化。结果表明，在发生库欣综合征相关的肾上腺增生或感染性休克时，其动脉期血供显著高于正常者或肾上腺反馈抑制患者（皮质醇腺瘤引起的肾上腺萎缩），印证了既往研究结果［7,8］。

同时说明肾上腺血供增多可能与肾上腺皮质高功能状态密切相关。因此，通过行肾上腺ID 测定可能为相关疾病的临床诊疗，包括肾上腺功能状态的评估、后续激素疗法的精细化用药等提供一定参考信息。此外，虽然肾上腺萎缩与正常肾上腺间动脉期ID 及NID 水平均无显著差异，但考虑到两者肾上腺体积往往存在明显差异［17,18］，因此萎缩肾上腺的总碘摄取量仍可能显著低于正常者，后续研究中将进一步论证。

通过对不同肾上腺功能状态者的ID 比较，本研究结果提示肾上腺NID 可在一定程度上反映肾上腺的高功能状态，但不能有效区分肾上腺正常和低功能状态。该方法可以用于无创性判断肾上腺高功能状态，尤其是双侧肾上腺形态上都表现为增粗时，帮助判断肾上腺功能亢进侧，即鉴别肾上腺增生与形态学增粗。

本研究尚存在以下局限性：（1）为单中心研究；（2）尽管既往多项临床及基础研究表明感染性休克可通过多种机制促使肾上腺皮质醇分泌增多，本研究中的大部分感染性休克患者缺少激素检查或ACTH 兴奋试验结果，死亡患者未行尸检，缺乏能证明肾上腺皮质醇分泌增多的直接证据；（3）本研究ROI 为人工勾画，可能受操作者主观判断影响，如能进行自动分割勾画，有望进一步提高结果的可重复性。