宝石能谱CT在肺部病变诊断中的应用

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1、工程硕士学位论文宝石能谱CT在肺部病变诊断中的应用作者姓名孟铁豹工程领域生物医学工程校内指导教师郭圣文教授校外指导教师张卫东教授所在学院材料科学与工程学院论文提交日期2018年4月20日GemstonesenergyspectrumCTintheearlydiagnosisoflunglesionADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：MengTiebaoSupervisor：Prof.GuoShengwenSouthChinaUniversityofTechnologyGuangzhou,China摘要随着环境污染的

2、加重、老龄化人口的改变等，肺部病变呈多样化的趋势，肺癌的发病率也逐渐升高。肺癌是严重影响人类健康的恶性疾病，其发病率和死亡率列举全球恶性肿瘤之首。早期肺癌的5年生存率可达80%，晚期肺癌的5年生存率仅为10%，因此肺癌患者如果得到早期诊断并及时治疗，可大大提高其生存率。本文阐述了医学影像学在鉴别肺部病变中的应用进展，并引入宝石能谱在肺部病变鉴别诊断中的新方法。宝石能谱CT采用宝石作为探测器材料，通过单源瞬时切换技术实现高低电压快速切换获取两组投影数据，重建生成40～140keV共101组单能量图像和物质分离图像。能谱CT作为一种功能成像，不仅提供病灶形态学信息，还提供了诸多定量分析

3、指标，通过对人体组织的定性定量分析，使CT由宏观研究转变为微观研究。传统的CT主要依靠CT值和病变形态学信息对病变做出诊断，根据能谱基础实验研究发现。传统CT下具有相同CT值的盐水和糖水，其能谱曲线却不一样；能谱曲线是单能量CT值随keV的变化而变化构成的曲线，它反映的是不同物质随能量变化的X线吸收衰减，不同的物质对应唯一的能谱曲线，这也是能谱CT能够鉴别不同病变组织的根本所在。肺部病变良恶性判别及恶性病变的分型分期一直以来是临床诊断的难点。本文选取中山大学肿瘤防治中心自2014年1月至2016年3月期间的肺部病变患者90例，良性病变共计14例，其中炎性假瘤6例，支气管粘膜慢性炎5

4、例，慢性肉芽肿性炎2例，结核1例；恶性病变76例，其中腺癌40例，鳞癌21例，小细胞肺癌7例，淋巴上皮瘤样癌3例，腺鳞癌1例，局灶原位癌1例，未确定性质的低分化癌3例。根据病理结果分为良性病变组和恶性病变组两组，以及恶性病变组中腺癌、鳞癌和小细胞肺癌细进一步分为三个亚组。应用GE宝石能谱CT（DiscoveryCT750HD）在GSI扫描模式下行胸部平扫及动脉期、静脉期双期增强扫描，扫描数据通过GSIViewer软件分析处理，选取病变实质成分中心层面作为感兴趣区（Regionofinterest，ROI），分别提取平扫、动脉期和静脉期CT值，碘浓度、有效原子序数，并根据40keV-

5、90keV能量水平下的单能量CT值计算得出能谱曲线斜率。应用独立样本t检验分析不同组别的CT值、能谱曲线、碘浓度和有效原子序数参数差异。实验结果表明：（1）恶性病变组在平扫40~80keV段、动脉期40~100keV段和静脉期40~80keV段的CT值均高于良性组，差异具有统计学意义（P<0.05），恶性病变组在I动静脉双期的碘浓度、能谱曲线斜率及标准化CT值、标准化碘浓度、标准化能谱曲线斜率均高于良性组，差异具有统计学意义（P<0.05）；（2）腺癌组在平扫40～70keV段的CT值低于鳞癌组，差异具有统计学意义（P<0.05），腺癌组在动脉期40～50keV段、静脉期40～70

6、keV段的CT值高于鳞癌组，差异具有统计学意义（P<0.05）,腺癌组在动静脉双期的能谱曲线斜率、碘浓度及动静脉双期的标准化能谱曲线斜率、标准化碘浓度均高于鳞癌组，差异具有统计学意义（P<0.05）；（3）腺癌组在平扫40~60keV段的CT值低于小细胞肺癌组，差异具有统计学意义（P<0.05）,腺癌组在静脉期的能谱曲线斜率和碘浓度均高于小细胞肺癌组，差异具有统计学意义（P<0.05）。说明利用能谱CT成像技术的能谱曲线和碘浓度等参数，可以有效地用于区分肺部良恶性病变以及恶性病变的亚型，具有重要的临床应用价值。关键词：宝石能谱CT；肺部病变；能谱曲线；碘浓度IIAbstractAl

7、ongwiththedeteriorationoftheenvironmentpollutionandthechangesanagingpopulation,lunglesionshaveshowedatrendofdiversification,alsotheincidenceoflungcancerhasincreased.Lungcancerisamalignantdiseasewithseriousimpactonhumanhealth,anditsmorbi