能谱成像在肿瘤的高级临床应用进展

1、能谱成像在肿瘤的能谱成像在肿瘤的高级临床应用进展高级临床应用进展能谱能谱CTCT原理原理GSI扫描扫描瞬时高低压切换系统瞬时高低压切换系统GSI数据采集数据采集宝石晶体探测器宝石晶体探测器能谱能谱CTCT原理原理空间吸收空间吸收投影数据投影数据物质密度物质密度投影数据投影数据精准的精准的CT值值单参数成像单参数成像（CT值）值）多参数成像多参数成像(不同不同keV下的下的CT值多种基物质密度值多种基物质密度)物质定量分析物质定量分析能谱曲线分析能谱曲线分析用于肿瘤诊断的能谱成像的分析用于肿瘤诊断的能谱成像的分析工具工具 有效原子序数有效原子序数物质分离物质分离单能量图像单能量图像能谱曲线能谱曲

2、线单能量图像单能量图像65keV 40keV单能量图像及基物质分析图像单能量图像及基物质分析图像A. 最佳单能量图像（最佳单能量图像（65keV）B. 碘基图碘基图C. 水基图水基图ABC碘抑制（碘抑制（MSIMSI）图像）图像能谱增强扫描能谱增强扫描碘抑制图碘抑制图（虚拟平扫）（虚拟平扫）单能量图像单能量图像碘抑制图像碘抑制图像单能量图像及碘基单能量融合图像单能量图像及碘基单能量融合图像65keV单能量图像单能量图像碘基单能量融合图像碘基单能量融合图像能谱曲线能谱曲线A.ROI测量图测量图ABB.能谱曲线图能谱曲线图最佳单能量水平最佳单能量水平研究表明，甲状腺显示最好的研究表明，甲状腺显示最

3、好的单能量水平为单能量水平为 6570keV，与，与常规常规 CT 图像相比，单能量图像图像相比，单能量图像具有更高的图像质量、信噪比具有更高的图像质量、信噪比和对比噪声比和对比噪声比能谱能谱CTCT肿瘤诊断的临床应用肿瘤诊断的临床应用判断肿瘤判断肿瘤是否存在是否存在/ /位置位置 提高小病灶和多发病灶的检出率提高小病灶和多发病灶的检出率( (早期发现早期发现/ /筛查筛查) )肿瘤肿瘤性质诊断及鉴别诊断性质诊断及鉴别诊断肿瘤病变的分级肿瘤病变的分级明确淋巴结有无转移明确淋巴结有无转移原发肿瘤与继发转移同源性分析原发肿瘤与继发转移同源性分析疗效评价和疗后随访预测疗效疗效评价和疗后随访预测疗效

4、小病灶检出小病灶检出混合能量图像混合能量图像单能量图像单能量图像碘基碘基+单能量融合图像单能量融合图像碘基与单能量融合图像对碘基与单能量融合图像对甲状腺微小病灶的显示更甲状腺微小病灶的显示更为清晰，有助于检出微小为清晰，有助于检出微小病变病变小病灶检出小病灶检出 QC图图65KeV碘基图碘基图融合图融合图小病灶检出小病灶检出甲状腺微小乳头状癌甲状腺微小乳头状癌小病灶检出小病灶检出甲状腺微小乳头状癌甲状腺微小乳头状癌小病灶检出小病灶检出QC图图65KeV碘基图碘基图声像图声像图甲状腺微小癌检出甲状腺微小癌检出 能谱能谱CT vs. CT vs. 高频超声高频超声通过分析通过分析4646个病理证实

5、个病理证实PTMCPTMC灶灶: :1.1.能谱能谱CT (CT (单能量单能量+ +碘基图碘基图) ) 与与超声超声分别检出分别检出4444例例(95.7%),45(95.7%),45例例(97.8%), (97.8%), ( (x x2 2=0.046=0.046，P P=0.829)=0.829) 2.2.二者在二者在各种征象各种征象 ( (形态形态/ /边界边界/ /密度密度/ /回声回声/ /微小钙化灶微小钙化灶) ) 显示下显示下无明显差异无明显差异 ( (P P值均大于值均大于0.05)0.05)3.3.病理证实病理证实8282个区个区淋巴结转移淋巴结转移, ,能谱能谱CTCT与

6、超声分别检出与超声分别检出6767和和6363个区个区,CT,CT与超与超声的敏感性及特异性分别为声的敏感性及特异性分别为81.7% vs.76.8%81.7% vs.76.8%和和99.3% vs.99.0%,99.3% vs.99.0%,但但二者差二者差异不明显异不明显4.4.能谱能谱CTCT与与超声超声诊断正确分别为诊断正确分别为3636例例(78.3%)(78.3%)和和4040例例(87%)(87%) , , 差异无统计学差异无统计学意义意义能谱能谱CTCT肿瘤诊断的临床应用肿瘤诊断的临床应用判断肿瘤判断肿瘤是否存在是否存在/ /位置位置 提高小病灶和多发病灶的检出率提高小病灶和多发

7、病灶的检出率( (早期发现早期发现/ /筛查筛查) )肿瘤肿瘤性质性质诊断及鉴别诊断诊断及鉴别诊断肿瘤病变的分级肿瘤病变的分级明确淋巴结有无转移明确淋巴结有无转移原发肿瘤与继发转移同源性分析原发肿瘤与继发转移同源性分析疗效评价和疗后随访预测疗效疗效评价和疗后随访预测疗效结节性甲状腺肿结节性甲状腺肿L1：碘含量：碘含量4.65mg/ml 标化碘含量约标化碘含量约0.86 斜率斜率6.02 腺瘤样增生区腺瘤样增生区L2：碘含量：碘含量0.079mg/ml 标化碘含量约标化碘含量约0.02 斜率斜率0.14 胶质潴留区胶质潴留区L3：正常甲状腺：正常甲状腺L4：颈部血管：颈部血管结节性甲状腺肿结节性

8、甲状腺肿 病灶碘含量病灶碘含量4.53mg/ml4.53mg/ml，斜率，斜率5.35.3甲状腺腺瘤甲状腺腺瘤 本例病灶碘含量本例病灶碘含量6.14mg/ml6.14mg/ml，斜率，斜率7.17.1甲状腺腺瘤囊变甲状腺腺瘤囊变L1：碘含量：碘含量0.77mg/ml 标化碘含量约标化碘含量约0.13 L2：正常甲状腺：正常甲状腺L3：颈部血管：颈部血管肉芽肿性甲状腺炎肉芽肿性甲状腺炎 病灶碘含量病灶碘含量2.37mg/ml2.37mg/ml，斜率，斜率2.752.75 良性病变能谱参数定量分析结果良性病变能谱参数定量分析结果病理类型病理类型ICIC病灶病灶（mg/mlmg/ml）ICIC甲状腺

9、甲状腺（mg/mlmg/ml）WCWC病灶病灶（mg/mlmg/ml）NICNICA ANICNICT THUHU结甲结甲(n=49)(n=49)3.853.851.791.795.205.201.331.331032.761032.7618.3418.340.580.580.260.260.840.840.660.664.604.601.981.98腺瘤腺瘤(n=4)(n=4)5.635.632.332.335.925.921.131.131028.671028.6727.1427.140.740.740.310.310.910.910.220.225.465.461.331.33甲炎甲炎(

10、n=4)(n=4)1.991.990.830.834.384.381.211.211029.061029.0614.2614.260.340.340.150.150.450.450.120.122.872.871.111.11F F4.1444.1441.9261.9260.1490.1492.4452.4450.7520.7522.0252.025P P0.0210.0210.1560.1560.8620.8620.0960.0960.4760.4760.1420.142病灶在病灶在碘含量碘含量方面有差异，其中腺瘤方面有差异，其中腺瘤炎症炎症参数由高到低依次为参数由高到低依次为甲状腺腺瘤甲状

11、腺腺瘤结节性甲状腺肿结节性甲状腺肿甲状腺炎甲状腺炎甲状腺乳头状癌甲状腺乳头状癌 病灶碘含量病灶碘含量1.93mg/ml1.93mg/ml，斜率，斜率2.352.35 甲状腺乳头状癌甲状腺乳头状癌病灶碘含量为病灶碘含量为3mg/ml,斜率为斜率为3.58甲状腺滤泡癌甲状腺滤泡癌碘含量为碘含量为5.7mg/ml 斜率为斜率为6.88甲状腺髓样癌甲状腺髓样癌碘含量为碘含量为5.3mg/ml, 斜率为斜率为6.38甲状腺未分化癌甲状腺未分化癌碘含量为碘含量为1.6mg/ml，斜率为，斜率为1.95甲状腺淋巴瘤甲状腺淋巴瘤碘含量为碘含量为1.3mg/ml，斜率为，斜率为1.50 病理类型病理类型病灶碘含

12、量病灶碘含量(IC)(IC)mg/mlmg/ml病灶水含量病灶水含量(WC)(WC)mg/mlmg/ml斜率斜率(HUHU) )乳头状癌乳头状癌(n=44)(n=44)2.772.771.191.191033.521033.5218.9418.943.353.351.501.50滤泡癌滤泡癌(n=2)(n=2)4.054.052.332.331051.651051.6520.7220.723.693.693.013.01髓样癌髓样癌(n=9)(n=9)3.103.101.361.361023.261023.2624.9924.993.643.641.671.67未分化癌未分化癌(n=7)(n=

13、7)0.980.980.440.441023.861023.8611.1111.111.461.461.141.14淋巴瘤淋巴瘤(n=5)(n=5)1.291.290.390.391025.821025.8214.4314.431.521.520.240.24F F6.4726.4721.4951.4953.9153.915p p0.0000.0000.2150.2150.0070.007各病理类型甲状腺恶性肿瘤各病理类型甲状腺恶性肿瘤能谱参数两两比较能谱参数两两比较 病理类型碘含量(IC)斜率(HU)均值差显著性均值差显著性乳头状癌Vs滤泡癌-12.900.127-0.350.758乳头状癌

14、Vs髓样癌-3.370.428-0.290.606乳头状癌Vs未分化癌17.840.0001.890.000乳头状癌Vs淋巴瘤14.740.0091.820.015滤泡癌Vs髓样癌9.520.2950.050.965滤泡癌Vs未分化癌30.740.0012.230.007滤泡癌Vs淋巴瘤27.640.0062.170.009髓样癌Vs未分化癌21.210.0012.180.007髓样癌Vs淋巴瘤18.110.0072.120.017未分化癌Vs淋巴瘤-3.100.648-0.060.944甲状腺良恶性鉴别诊断甲状腺良恶性鉴别诊断甲状腺腺瘤甲状腺腺瘤甲状腺癌甲状腺癌研究提示良性病变碘含量较研究提

15、示良性病变碘含量较恶性病变高，斜率接近正常恶性病变高，斜率接近正常甲状腺，恶性病变远低于正甲状腺，恶性病变远低于正常甲状腺常甲状腺病灶曲线明显低于正常腺病灶曲线明显低于正常腺体，斜率较小体，斜率较小病灶曲线与正常腺体走行病灶曲线与正常腺体走行一致，斜率较大一致，斜率较大能谱参数诊断甲状腺恶性肿瘤的效能能谱参数诊断甲状腺恶性肿瘤的效能阈值阈值敏感度敏感度( () ) 特异度特异度( () )准确度准确度( () )曲线下面积曲线下面积IC3.2mg/ml71.168.470.40.709NICT0.5546.284.255.70.700HU3.7368.275.470.00.705 IC NIC

16、T HU 能谱参数与形态学联合诊断能谱参数与形态学联合诊断甲状腺恶性肿瘤的效能甲状腺恶性肿瘤的效能联合参数联合参数敏感度（敏感度（% %）特异度（特异度（% %）AUCAUC准确度（准确度（% %）81.581.589.589.50.9080.90884.884.885.085.086.086.00.9040.90483.983.982.182.189.589.50.9080.90884.884.886.186.184.284.20.9060.90684.384.382.182.189.589.50.9090.90984.384.386.186.186.086.00.9070.90783.98

17、3.986.186.186.086.00.9080.90883.983.9注：注：IC;IC;NICNICT T; ;HUHU; ;边界边界; ;微小钙化灶微小钙化灶; ;颈部可疑淋巴结转移颈部可疑淋巴结转移碘含量碘含量或或斜率斜率联合联合形态学参数形态学参数可获得可获得最好的准确度最好的准确度碘含量碘含量加加斜率斜率与与形态学参数形态学参数联合可获得联合可获得最大的曲线下面积最大的曲线下面积；很高的特异度很高的特异度标化碘含量标化碘含量与与其他参数联合其他参数联合，可获得，可获得很高的敏感度很高的敏感度36多形性腺瘤多形性腺瘤IC, NIC，HU分别为分别为0.64mg/cm3, 0.07

18、和和 0.76腮腺肿瘤鉴别诊断腮腺肿瘤鉴别诊断37腺淋巴瘤腺淋巴瘤IC, NIC，HU分别为分别为2.00mg/cm3, 0.48 和和 2.37腮腺肿瘤鉴别诊断腮腺肿瘤鉴别诊断38腮腺癌腮腺癌IC, NIC，HU分别为分别为1.22mg/cm3, 0.16和和 1.45腮腺肿瘤鉴别诊断腮腺肿瘤鉴别诊断39腮腺肿瘤鉴别诊断腮腺肿瘤鉴别诊断40腮腺肿瘤鉴别诊断腮腺肿瘤鉴别诊断腺癌腺癌IC 0.95mg/ml斜率斜率1.18黑色素瘤黑色素瘤IC 1.87mg/ml斜率斜率1.52神经内分泌癌神经内分泌癌IC 3.33mg/ml斜率斜率2.2横纹肌肉瘤横纹肌肉瘤IC 4.93mg/ml斜率斜率4.7

19、甲状腺癌淋巴结转移甲状腺癌淋巴结转移碘含量碘含量4.51 mg/ml,斜率斜率6.95腮腺癌颈淋巴结转移腮腺癌颈淋巴结转移碘含量碘含量2.30 mg/ml，斜率，斜率3.14鼻咽癌淋巴结转移鼻咽癌淋巴结转移碘含量碘含量1.90 mg/ml，斜率，斜率2.57淋巴瘤淋巴瘤 碘含量碘含量1.16 mg/ml，斜率，斜率1.57纵隔肿瘤鉴别诊断纵隔肿瘤鉴别诊断单能量图像单能量图像碘基图碘基图能谱曲线能谱曲线直方图直方图散点图散点图单能量图像单能量图像碘基图碘基图能谱曲线能谱曲线胸腺瘤胸腺瘤成熟型畸胎瘤成熟型畸胎瘤上升型曲线有助于脂质成分的鉴别（典型）上升型曲线有助于脂质成分的鉴别（典型）肺部肿块鉴别

20、诊断肺部肿块鉴别诊断标化碘含量标化碘含量0.350.35；能谱曲线形态为；能谱曲线形态为“下降型下降型”右肺下叶鳞癌右肺下叶鳞癌标准化碘含量标准化碘含量-0.009-0.009；能谱曲线形态为；能谱曲线形态为“上升型上升型”左肺干酪型肺结核左肺干酪型肺结核上升型曲线有助于类脂质成分的鉴别上升型曲线有助于类脂质成分的鉴别肾脏肿瘤鉴别诊断肾脏肿瘤鉴别诊断透明细胞癌透明细胞癌病灶明显强化区能谱曲线与皮质接近病灶明显强化区能谱曲线与皮质接近嫌色细胞癌嫌色细胞癌病灶能谱曲线介于皮质与髓质之间病灶能谱曲线介于皮质与髓质之间乳头状癌乳头状癌病灶能谱曲线接近髓质病灶能谱曲线接近髓质通过皮髓质期能谱曲线的差异，

21、有助于各种病理类型肾癌的鉴别通过皮髓质期能谱曲线的差异，有助于各种病理类型肾癌的鉴别能谱能谱CTCT肿瘤诊断的临床应用肿瘤诊断的临床应用判断肿瘤判断肿瘤是否存在是否存在/ /位置位置 提高小病灶和多发病灶的检出率提高小病灶和多发病灶的检出率( (早期发现早期发现/ /筛查筛查) )肿瘤肿瘤性质诊断及鉴别诊断性质诊断及鉴别诊断肿瘤肿瘤病变的分级病变的分级明确淋巴结有无转移明确淋巴结有无转移原发肿瘤与继发转移同源性分析原发肿瘤与继发转移同源性分析疗效评价和疗后随访预测疗效疗效评价和疗后随访预测疗效肿瘤分化级别评估肿瘤分化级别评估高高-中分化腺癌中分化腺癌中中-低分化腺癌低分化腺癌病灶内组织成分均匀

22、一致，曲线形态重叠，说明分化程度好病灶内组织成分均匀一致，曲线形态重叠，说明分化程度好病灶内成分不均一时，曲线形态相似，但斜率明显不同，说明分化程度低病灶内成分不均一时，曲线形态相似，但斜率明显不同，说明分化程度低能谱能谱CTCT肿瘤诊断的临床应用肿瘤诊断的临床应用判断肿瘤判断肿瘤是否存在是否存在/ /位置位置 提高小病灶和多发病灶的检出率提高小病灶和多发病灶的检出率( (早期发现早期发现/ /筛查筛查) )肿瘤肿瘤性质诊断及鉴别诊断性质诊断及鉴别诊断肿瘤病变的分级肿瘤病变的分级明确明确淋巴结有无转移淋巴结有无转移、原发肿瘤与继发转移同源性、原发肿瘤与继发转移同源性分析分析疗效评价和疗后随访预

23、测疗效疗效评价和疗后随访预测疗效同源性分析同源性分析 转移淋巴结同源性分析转移淋巴结同源性分析 脏器转移同源性分析脏器转移同源性分析同源性分析同源性分析病变曲线与原发肿瘤重叠或一致，有助于同源性诊断病变曲线与原发肿瘤重叠或一致，有助于同源性诊断乙状结肠癌伴肠系膜转移和肝多发转移乙状结肠癌伴肠系膜转移和肝多发转移同源性分析同源性分析病变曲线与原发肿瘤重叠或一致，有助于同源性诊断病变曲线与原发肿瘤重叠或一致，有助于同源性诊断胃癌，伴肝脏、腹膜后淋巴结转移胃癌，伴肝脏、腹膜后淋巴结转移L1：3.2mg/ml、3.83 L2：4.7mg/ml，5.55 L3：1.24mg/ml,0.37 L1-2.6

24、mg/ml、3.09L2-4.0mg/ml、4.97L3-4.3mg/ml、5.13 L4-1.7mg/ml、2.17L5-1.5mg/ml、1.67Evaluation of single source dual energy CT in differentiating metastatic from non-metastatic lymph nodes in papillary thyroid carcinoma: Initial experienceJTD59GroupIodine concentration（IC）Normalized iodine concentration（NIC）

25、Spectral curve slope（HU）Metastatic3.931.580.700.554.631.91Non-metastatic1.7.80.710.290.162.190.91Primary lesion3.031.340.460.183.581.58ta10.8666.7009.917Pa0.0010.0012.5683.391.285.3NIC0.7260.8750.28996.1.76.591.2Spectral curve slope0.7060.9072.69288.282.486.8Evaluation of single source dual energy C

26、T in differentiating metastatic from non-metastatic lymph nodes in papillary thyroid carcinoma: Initial experienceJTD能谱能谱CTCT肿瘤诊断的临床应用肿瘤诊断的临床应用判断肿瘤判断肿瘤是否存在是否存在/ /位置位置 提高小病灶和多发病灶的检出率提高小病灶和多发病灶的检出率( (早期发现早期发现/ /筛查筛查) )肿瘤肿瘤性质诊断及鉴别诊断性质诊断及鉴别诊断肿瘤病变的分级肿瘤病变的分级明确淋巴结有无转移明确淋巴结有无转移、原发肿瘤与继发转移同源性分析、原发肿瘤与继发转移同源性分析

27、疗效评价疗效评价和和疗后随访预测疗效疗后随访预测疗效疗效评估疗效评估下咽癌放疗前：下咽癌放疗前：碘含量碘含量 0.96mg/ml曲线斜率曲线斜率 1.20放疗后放疗后MR提示无明显肿瘤残存，提示无明显肿瘤残存，局部粘膜强化均匀、连续局部粘膜强化均匀、连续CR放疗前单能量图像放疗前单能量图像放疗前碘基图放疗前碘基图放疗前能谱曲线放疗前能谱曲线放疗后放疗后MR低碘含量，低碘含量，低曲线斜率提低曲线斜率提示预后良好示预后良好疗效评估疗效评估下咽癌放疗前：下咽癌放疗前：碘含量碘含量 1.29mg/ml曲线斜率曲线斜率 1.70放疗后放疗后MR提示肿瘤明显缩小，但局提示肿瘤明显缩小，但局部仍有肿瘤强化部

28、仍有肿瘤强化PR放疗前单能量图像放疗前单能量图像放疗前碘基图放疗前碘基图放疗后放疗后MR放疗前能谱曲线放疗前能谱曲线高碘含量，高碘含量，高曲线斜率提高曲线斜率提示预后欠佳示预后欠佳能谱曲线能谱曲线碘基图碘基图碘含量碘含量1.78mg/ml水基图水基图水含量水含量1038.57mg/ml疗后疗后70kev单能量图单能量图 男性男性, 44y,下咽癌下咽癌, 疗效评价疗效评价PR男性男性, 43y, 下咽癌，疗效评价下咽癌，疗效评价CR碘基图碘基图碘含量碘含量1.50mg/ml 水基图水基图水含量水含量1033.43mg/ml能谱曲线能谱曲线斜率为斜率为2.05疗后疗后70kev单能量图单能量图疗前疗前70kev单能量图单能量图疗前疗前70kev单能量图单能量图斜率为斜率为2.39喉及下咽鳞癌能谱参数疗效预测及喉及下咽鳞癌能谱参数疗效预测及ROC曲线分析曲线分析临界值AUCP敏感度（%）特异度（%）碘含量1.7440.740.037572