能谱成像在包虫病诊断中的临床应用研究

能谱成像在包虫病诊断中的临床应用研究1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS国内现状国外现状肝泡型包虫病（HAE）具有潜在致命性，类似恶性肿瘤特性，对人体健康危害大手术切除率低，药物治疗效果不满意*流行区域呈扩大，感染人群增长

诊断和治疗标准尚未统一，疗效评价及时限仍未达成共识1研究背景RESEARCHBACKGROUNDSCase1male,Tibet,type3,IIIB,

Primarilycystoid–widespread，focalcalcifications,P2N1M0,operationIII7Case2male,Kazak,type1,II,

withoutcystoidportion，focalcalcifications,P1N0M0,operationVI9HE的诊断和治疗早期诊断术前评估随访监测疗效评价/安全撤药BreadPPT1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS主题研究RESEARCHTOPIC+早期临床表现不典型，AE诊断主要依靠影像学常规影像学方法解决了AE形态结构诊断问题然而较难获得虫体功能代谢活性信息+≠影像学的临床任务

--HAE的定性诊断--分期(PNM)/治疗前评估

--治疗后随访(手术/化疗)

诊断PNM分期手术

化疗

如何随访……根治性切除（20%）

姑息性切除10CTA图像CTA图像超声造影图像CTP图像DWIMRS图像

功能成像常规影像CTA,CTC,Mip,MPR,MRCP.超声图像CT图像MRCP图像CTC图像MR图像HAE影像学检查的三个阶段功能成像FDG-PET-CTCTP,SCTMRI-DWI,MRS超声造影

PET-CT是判断病灶生物活性的首选方法…...PET10，000MRI1，000CT1，000¥与CT/MRI对比,PET-CT费用高而且设备不普及，从而限制了PET-CT对HAE评估的临床应用，特别是在发展中国家/地区

工作流程?经济成本?我们能在常规影像设备上做出创新吗?

答案是肯定的!

最初的实践经验在……MRICTUS1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS新生血管化研究AE病灶血供状态是评价其活性和疗效的重要指标*

CT为临床一线手段,一直处于AE诊断核心地位,适用于医疗

资源匮乏地区

CT增强检查是评价病变血供的重要方法传统CT成像缺乏定量评价指标1研究背景RESEARCHBACKGROUNDSMR超声PETCT灌注扫描时间长，检查受到约束普及较差，检查费用昂贵辐射剂量高首选检查，随访，受制于操作者1研究背景RESEARCHBACKGROUNDSAE影像检查临床应用CT成像AE特征提取及活性评价能谱CT1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS简单Simple有效Effective多种能量分析工具多种能谱分析参数单能量图像基物质成像能谱曲线有效原子序数1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS研究目的泡型包虫病能量CT成像研究通过能谱CT多参数成像技术对泡球蚴病灶形态、组织成分和病灶边缘结构进行定性、定量分析研究，找出新的评价和诊断HAE病灶影像特征和血供状态的影像学技术和指标

诊断与鉴别诊断

活性评价随访监测1研究背景RESEARCHBACKGROUNDS2研究内容RESEARCHFRAMWORKS2研究内容RESEARCHCONTENTS123肝泡型包虫病能谱CT成像及其临床应用初探

能谱CT成像评估肝泡型包虫病血供分布

能谱CT碘图与18F-FDGPET评价肝泡球蚴病活性对比研究

3研究方法RESEARCHMETHODS能谱CT诊断研究评价能谱CT成像技术对肝泡型包虫病的诊断价值，为HAE诊断与治疗提供新的诊断途径和信息组织病理检查传统影像多模态影像系统3研究方法RESEARCHMETHODSVS研究对象

患有泡型包虫疾病的人群

研究设备3研究方法RESEARCHMETHODSSpectral

CT

PET-CT目录1肝泡型包虫病能谱CT成像临床应用初探能谱CT对HAE成像技术可行性多参数成像指标筛选诊断效能比较材料与方法ResearchApproach45例HAE，男性30人，女性15人，年龄17～68岁，平均年龄39.7±12.5岁

所纳入病例符合HAE诊断标准20例肝脏囊性包虫病（CE）,男15人，女5人，年龄32~66岁，平均47.6±10.2岁

病例收集GEDiscoveryHD750CT

Tennessee

XD2003,Ulrich

高压注射器优维显320mgI/mL扫描模式高低能量瞬时高速切换电压120kV电流600mA探测器准直0.625mm×64球管转速0.6~0.8s/r螺距0.984扫描方向头-足层厚5.0mm层间距5.0mm重建算法标准算法重建组数2（混合能量图像及单能图像）扫描参数检查设备单能量图，碘图，能谱曲线,最佳对比噪声比CNR）图测量值：碘(水)浓度；CT值,

曲线斜率，CNR值ROI分别选取病灶中心、病灶边缘区域与正常肝实质交界区、正常肝实质，测量点保持在一条直线，避开脉管结构和钙化组织；感兴趣区域的大小、形状、位置保持一致对所有数据均进行3次测量，并取其平均值

测量指标指标及感兴趣区选择

SPSS20（SPSSInc,Chicago,Illinois）统计软件采用一般线性模型单因素方差分析对不同扫描期相不同HAE成分及肝实质的碘定量、CT值，曲线斜率，CNR值进行组间比较，以P＜0.05表示差异具有统计学意义采用独立样本t检验对不同病种碘值进行比较，以P＜0.05表示差异具有统计学意义对能谱曲线斜率鉴别AE和CE的效能进行受试者工作特征曲线(ROC)分析

统计学方法结果Results45例AE，共检出53个病灶；病灶直径87.6±50.7mm(范围:15~186mm)。24个病灶位于肝右叶，19个病灶位于肝左叶，10个病灶跨叶或多肝叶生长，6例合并远处脏器转移，肺转移2例，胰腺转移2例，腹腔种植转移1例，肾上腺转移1例20例CE为单发病灶，病灶直径约112.8±52.6mm,范围约60~200mm，病灶位于肝左叶6个，肝右叶12个，呈跨叶生长的有2个

基线资料泡球蚴病灶表现为边界模糊低密度实性占位，可见颗粒状或无定型钙化灶；45个HAE病灶中，实体型占14个，假囊肿型占6个，混合型25个。能谱CT碘图上病灶边缘可显示为5-10mm厚的连续或不连续的环形较高碘值区域。能谱CT检出边缘强化病灶71.6%（38/53），常规CT检出50.9%（27/53）；碘图示病灶边缘的碘浓聚程度高于病灶的实性成分及正常肝组织

定性诊断12Solid

type33Morphology

Pseudo-cystictype34Morphology

Mixed

type35COMPANYMorphology

Withnocalcification

36COMPANYCalcification

Withfocalcalcifications

37COMPANYCalcification

Withedge

calcifications38COMPANYCalcification

Withdiffusecalcifications

39COMPANYCalcification

碘图显示HAE病灶边缘血流灌注区域能谱CTVS常规CT单能量图像显示中，发现65keV下HAE病灶结构及与肝脏的对比度显示较佳，最佳CNR曲线图也提示65keV为病灶与肝脏对比的最佳单能量水平HAE病灶内代表虫体密度的能谱曲线呈现出较为特异的“倒马鞍样”曲线特征能谱CT表现-定性诊断12单能量图像45keV

55keV

65keV

75keV

最佳CNR曲线AE组织成分能谱曲线泡型包虫病囊型包虫病肝癌肝血管瘤HAE具有独特的能谱曲线

HAE病灶实性成分能谱曲线特征基本相同病变大小：常规CT图像上对病灶的测量范围约71.36±50.16mm双能量碘图成像所测量的病灶大小为79.53±53.77mm，在病灶大小测量上二者无明显统计学差异（p

=

0.52）CNR值:在65keV下具有最佳CNR，为4.27±2.38,

病灶边缘区65keV下的CT值（162.74±30.38Hu）高于常规图像下的CT值（129.36±22.62Hu），差异有统计学意义（P<0.05）定量诊断12病灶成分碘值（mg/mL)

动脉期门静脉期静脉期边缘区2.15±0.713.08±0.852.93±0.77实性成分0.17±0.090.10±0.080.07±0.07囊性成分0.02±0.040.03±0.060.01±

0.01正常肝实质13.5±0.2920.4±04118.6±0.35P值<0.01<0.01<0.01肝泡型包虫病不同组织成分和部位碘定量值测定

定量诊断-碘定量表1-3肝泡型包虫病不同组织成分能谱曲线斜率比较

部位40~60keV60~70keV70~140keV病灶实性成分0.27±0.10.47±0.180.03±0.01病灶边缘区6.97±1.733.78±0.870.88±0.23正常肝实质5.88±1.842.73±0.910.76±0.23

AE病变实性成分与病灶边缘区及正常肝实质在各个能级水平下的能谱曲线斜率均存在统计学差异，而病灶边缘区和正常肝实质在40~60keV和60~70keV下存在统计学差异（P<0.05），而在70~140keV下无明显统计学差异(P>0.05)定量诊断-能谱曲线斜率AEvsCE泡型和囊型包虫病能谱曲线图

能谱曲线斜率k鉴别泡型和囊型包虫病的ROC曲线图门静脉期不同能量区间AE和CE能谱曲线斜率k比较

病种40~60keV60~70keV70~140keVAE0.54±0.07-0.26±0.03-0.27±0.02CE-0.38±0.08-0.14±0.02-0.05±0.02P<0.0010.0190.001AEvsCE不同能级区间k值鉴别AE和CE的ROC曲线下面积、阈值、敏感性和特异性比较（%）项目40~60keV60~70keV70~140keV曲线下面积(AUC)10.6750.847阈值-0.24-0.29-0.87敏感性100%90%90%特异性100%45%75%AEvsCE常规CT图像肝囊肿？肝包虫？单能量成像-CT

value((40-140keV)碘(水)浓度(Iodineconcentration,

IC)水(碘)浓度(Waterconcentration,

WC)标准化碘浓度(normalizediodineconcentration，NIC)病灶正常肝组织碘浓度比值(Lesion-to-normalhepatictissueratio，LNR)有效原子序数（Effective.Z）成像测量指标材料与方法肝包虫肝囊肿单能量图像能谱曲线50kev50kev结果结果肝包虫肝囊肿基物质图像有效原子序数碘基图水基图结果

包虫内囊摘除+外囊剥除术

肝左外叶缘肝囊肿结果Table1QuantitativeAssessmentofuHCEandHCatCTSpectralImaging结果测量指标曲线下面积阈值敏感度（％）特异度（％）平扫40kev0.9155.44～7.069575平扫IC0.8720.12～0.219075平扫

Effective.Z0.8767.45～7.569575动脉期40kev0.8057.98～8.649065动脉期IC0.7640.18～0.309065动脉期

Effective.Z0.7617.52～7.759065Thresholds,Sensitivities,andSpecificitiesfor

distingulshing

HCand

uHCE结果4分析与讨论ANALYSISANDDISCUSSION4分析与讨论ANALYSISANDDISCUSSION65keV最佳单能图像对比噪声比高，图像噪声低，提高了图像质量，利于病变观察碘图提高了HAE血供的显示能力，有助于病变范围的判断能谱曲线形态和曲线斜率k对肝脏泡型包虫病和囊性包虫病的鉴别诊断有一定价值碘定量指标能有效对HAE病灶血流灌注状态做定量分析，揭示HAE病灶血供分布情况目录2双能量CT成像评估肝泡性包虫病血供分布

能量CT血供特征微血管密度能谱CT成像研究经验HAE病灶血供分布材料与方法ResearchApproach

排除8名患者被排除（2例拒绝参加本项研究，4例已经在外院做过CT检查，2例存在肾功能损害），有6例因为经济原因中途出院，还有3例选择姑息性药物治疗

纳入所有病例均为首次诊断HAE且未曾接受药物治疗或手术治疗，同时能够实行手术切除治疗纳入人群25人(男22,女10;平均年龄,52.2±12.9岁

)DECT扫描腹部动态CT多期(AP,

PVP,

VP)增强扫描手术所有患者在影像检查后一月内行手术治疗病理及免疫组织化学分析

Haematoxylin-eosin(H&E)andMasson

染色.

MonoclonalantibodiesagainstCD34染色

图像重建：碘图成像测量值：碘(水)浓度(Iodineconcentration,

IC)；测量区分别选取病灶中心、病灶边缘区域与正常肝实质交界区、正常肝实质，测量区域的大小、形状、位置保持一致，取3次测量数据平均值

手术全程跟踪，取标本，完成标本影像匹配取材CD-34染色微血管密度计数测量指标指标及感兴趣区选择CD-34染色的评分系统依照细胞阳性着色程度依照阳性细胞数量1分,1%-25%;2分,26-50%;3分,

50-75%;4分,≥75%，0分–，无着色1分+,弱阳性(淡黄色)2分+,阳性(棕黄色);3分+,强阳性(棕色)

×0分：（-）1-2分：（+）3-4分：

（++）>4分：

（+++）结果Results27个病灶中，碘图示8个病灶无明显强化，19个病灶边缘发现不连续的环形强化区及病灶内部间隔强化，宽度大概约4～12mm

HAE边缘区CD34染色阳性表达率为92.5%(25/27),其中强阳性占18.5%(5/27),中等阳性为62.7%(17/27),弱阳性占11.1%(3/27),7.4%(2/27)为阴性。结果组织标本及病理涂片染色情况HEstain

（X200）Massonstain

（X200）免疫组化CD

34染色结果CD34stain

（X200）CD34stain

（X400）HAE不同成分及CT诊断类型

IC和

MVD相关性分析注：IC=碘浓度,AP=动脉期,PVP=门静脉期,VP=静脉期,MVD=微血管密度；

Correlationissignificantat^P>0.05,*P<0.05and**P<0.01.

结果MVD

IC(mgI/ml)

APPVPDP边缘区

0.39*0.65**0.53**实性部分-0.06^-0.05^-0.37^肝实质0.51**0.55**0.48*表2-4

泡型包虫病灶边缘区碘定量值与CD-34染色评分比较

CD-34染色评分分组例数(个)碘定量（mgI/mL）-21.6±0.14+32.2±0.05++173.1±0.54+++54.0±0.87整体比较：F,p

10.32,0.000多重比较：Scheffe,p-vs+0.674

-vs++0.019

+vs++0.169

+vs+++0.005

++vs+++0.059结果4分析与讨论ANALYSISANDDISCUSSIONCD34染色实验显示在HAE病灶边缘区域血管内皮细胞胞浆内有大量的被染成黄褐色的血管结构,说明了泡型包虫病组织中确实存在新生血管的迹象高IC与MVD出现在HAE病灶边缘区域，这提示HAE的微血管分布于病灶的周缘

HAE病灶边缘区的碘值与相应组织的MVD计数有较好的相关性，提示碘值能够评价HAE病灶的血供状态4分析与讨论ANALYSISANDDISCUSSION肝泡球蚴病灶碘定量与组织病理学之对照分析碘值并不能严格区分各个评分等级，只在跨区间等级如阴性（-）与阳性（++），弱阳性（+）和强阳性（+++）间碘值存在统计学差异，这说明碘值测量目前还不能精确到可以评估HAE血管生成的各个等级程度，只能大略对血流灌注的状态进行有或无、强和弱的进行初步的判断

4分析与讨论ANALYSISANDDISCUSSIONCD-34染色评分与碘定量比较研究临床意义对泡型包虫病血管形成的研究有助于深入了解泡型包虫病生长浸润的发生机制，对临床上通过应用抗血管生成药物治疗泡型包虫病提供有力依据源自药代动力学的碘定量指标在相对固定的注射造影剂浓度和注射速率下，相当于局部病灶血流灌注量，可称为简单易行的评价病变的血供状态的又一项影像指标

4分析与讨论ANALYSISANDDISCUSSION目录3能谱CT碘图与18F-FDGPET评价肝泡球蚴病活性对比研究

材料与方法ResearchApproach18例HAE，男性10人，女性5人，年龄19~59岁，平均39.14±11.34岁

汉族3例、藏族6例、蒙古族1例，柯尔克孜族1例，回族1例，维吾尔族1例，哈萨克族2例

，病程三个月至两年不等纳入病例符合HAE诊断标准，并行PET-CT和能谱CT检查病例收集检查设备MSCT:DiscoveryCT750HD,GEHealthcareAdvantageWorkstationwithGSIViewer(GEHealthcare)高压注射器:Tennessee

XD2003,Ulrich

GmbH

&

Co.

KGDiscoveryVCTPET／CT统计学分析单因素方差分析.

Pearson’scorrelation，一致性分析（Kappa）

图像重建：单能量图谱，碘图测量值：碘(水)浓度(Iodineconcentration,

IC)；测量区分别选取病灶中心、病灶边缘区域内外侧正常肝实质，测量点保持在一条直线，避开脉管结构和钙化组织；测量区域的大小、形状、位置在三期扫描中保持一致，3次测量数据取平均值选取相同位点测量PET-CT的SUVmax值测量指标指标及感兴趣区选择AE活性评估评估标准能谱CT碘定量(IC)（++）病灶边缘明显强化且强化带的范围大于10mm，IC高于测量值平均水平以上（+）病灶边缘轻度强化，强化带小于10mm，IC低于组内测量值平均水平但高于正常肝实质（-）病灶边缘均无强化，碘定量值等同于正常肝实质PET-CT（8F-FDG

摄取）（++）:SUVmax>4.0（+）:18F-FDG稍高摄取，

SUVmax高于背

景肝实质（-）:

病灶中央或边缘无

18F-FDG摄取结果Results图一：平扫图二：增强扫描图三：碘图图四：伪彩碘图PET-CTPET-CTVSSpectralCTPET-CT显示18个病灶中有13个病灶存在FDG高摄取，占72.2%。能谱CT碘图直观反映出11个包虫病灶边缘的环形强化，占病灶总数的61.1%。PET-CT所显示的“热结节”在能谱CT碘图上同样可显示病灶边缘5-10mm厚的连续或不连续的环形较高碘值区域PET-CTVSSpectralCT能谱CT与PET-CT对HAE病灶代谢活性和强化模式比较示二者对病灶活性评估的一致性较好（Kappa=0.673，P<0.001）

PET-CT上测量病灶的大小（70.58±54.79mm）与能谱CT上测量病灶及周围强化区的范围（68.53±54.53