胸部能谱CT揭示艾滋病合并肺病变

2.7　艾滋病合并肺部病变的研究

【病例】

病例1

（1）病例摘要　①病史:女，56岁，感染途径不详。1994年曾于私人诊所堕胎，具体不详，2005年确诊HIV（＋）。临床表现为间断性发热3个月，最高温度38.5℃，咳嗽、胸闷，咳白色黏痰。现为进一步了解情况接受了能谱CT平扫与增强扫描。②体格检查:无特殊。③实验室检查:HIV（＋），CD4＝72/mm³（500～1 600/mm³）。痰培养:肺炎克雷白杆菌，药敏试验:对头孢菌素、多黏菌素敏感。

（2）能谱CT检查图例　参见图2.13及表2.2、表2.3。

图2.13　细菌性肺炎的CT平扫能谱图像

图2.13（续）　细菌性肺炎的CT平扫能谱图像

注解:图①～④显示两肺野内显示斑片状、索条状高密度影，边缘不清晰，周围见薄片状高密度影，局部病灶与胸壁关系密切。图⑤、⑥纵隔窗:两肺野内显示不规则软组织密度影，边缘较清晰，部分病灶内见空气支气管征，纵隔内未见肿大淋巴结影。图⑦显示病灶直方图，图⑧显示为病灶的能谱曲线图，图⑨显示病灶组织的肺穿刺病理图片，最后诊断为两肺感染（克雷白杆菌）。

表2.2　平扫期细菌性肺炎的水基值及能谱曲线的斜率

注解:K_40～70keV、K_70～100keV及K_100～140keV分别为40～70keV，70～100keV及100～140keV的能谱曲线的斜率，计算公式为:K_40～70keV＝CT_40keV-CT_70keV∕40-70；斜率K_70～100keV＝CT_70keV-CT_100keV∕70-100；斜率K_100～140keV＝CT100keV-CT140keV∕100-140。

表2.3　静脉期细菌性肺炎的碘基值、能谱曲线斜率及不同单能量水平下的CT值

注解:NIC为标准化碘浓度（normalized iodine concentration，NIC），即碘基值比，计算公式为NIC＝IC_lesion∕IC_aorta，即病灶的碘浓度与同层胸主动脉内碘浓度比值。

病例2

（1）病例摘要　①病史:男，62岁，有冶游史。2009年3月发病，咳嗽，咳白色黏痰，体温最高38℃。②体格检查:无特殊。③实验室检查:HIV（＋），CD4＝169/mm³（500～1　600/mm³）。

（2）能谱CT检查图例　参见图2.14及表2.4。

图2.14　结核性肺炎的CT平扫能谱图像

图2.14（续）　结核性肺炎的CT平扫能谱图像

注解:图①～④肺窗:右肺上叶内显示斑片状影，边缘模糊不清，与侧胸壁关系紧密。图⑤、⑥纵隔窗:右肺上叶显示大片软组织密度实变影，边缘模糊，其内可见含气支气管征，右侧胸膜受累增厚。图⑦示在病灶水基物质密度图像的不同层面上放置感兴趣区（region of interest，ROI）。图⑧显示图⑦内病灶ROI 1～4的水基值散点图。图⑨显示为图⑦内病灶ROI 1～4的能谱曲线。图⑩显示病灶组织的肺穿刺病理图片，最后诊断为肺结核。

表2.4　平扫期结核性肺炎的水基值及能谱曲线的斜率

注解:K_40～70keV、K_70～100keV及K_100～140keV分别为40～70keV，70～100keV及100～140keV的能谱曲线的斜率，计算公式为:K_40～70keV＝CT_40keV-CT_70keV∕40-70；斜率K_70～100keV＝CT_70keV-CT_100keV∕70-100；斜率K_100～140keV＝CT100keV-CT140keV∕100-140。

病例3

（1）病例摘要　①病史:男，54岁，配偶HIV（＋），性传播。2006年1月发病。咳嗽，咳痰，间断发热1个月，体温38℃左右。②体格检查:无特殊。③实验室检查:HIV（＋），CD4＝28/mm³（500～1　600/mm³）；使用异烟肼、利福平、乙胺丁醇、比嗪酰胺治疗8个月好转，病灶明显减小，症状消失。

（2）能谱CT检查图例　参见图2.15及表2.5。

图2.15　结核性肺炎的能谱CT静脉期图像

图2.15（续）　结核性肺炎的能谱CT静脉期图像

图①、②右肺中叶及左上肺下舌段显示片团样高密度影，边缘不清晰，病灶间可见云絮样影，以右肺中叶较明显。图③、④右肺中叶及左上肺下舌段显示团状软组织样密度影，局部与相邻胸膜粘连，增强扫描后呈轻中度不均匀强化。图⑤、⑥不同层面的水基物质密度图像上，分别将ROI 1～2置于病灶内。图⑦为图⑤、⑥中病灶ROI 1～2的散点图，图⑧为图⑤、⑥中病灶ROI 1～2的能谱曲线图。图⑨显示病灶组织的肺穿刺病理图片，最后诊断为肺结核。

表2.5　静脉期结核性肺炎的碘基值、能谱曲线斜率及不同单能量水平下的CT值

注解:NIC为标准化碘浓度（normalized iodine concentration，NIC），即碘基值比，计算公式为NIC＝IC_lesion∕IC_aorta，即病灶的碘浓度与同层胸主动脉内碘浓度比值。

病例4

（1）病例摘要　①病史:男，41岁，1990年有多次单采血液成分史，2010年10月发病，咳嗽，咳少量白色黏痰，胸闷，呼吸困难，无发热。②体格检查:无特殊。③实验室检查:HIV（＋），CD4＝34/mm³（500～1　600/mm³）；痰培养结果:白色念珠菌生长。

（2）能谱CT检查图例　参见图2.16及表2.6。

图2.16　真菌性肺炎的CT平扫能谱图像

图2.16（续）　真菌性肺炎的CT平扫能谱图像

注解:图①～④右肺中上叶内显示斑片状、结节状影，边缘不清晰；左肺上叶内显示多发结节状高密度影，边缘模糊。图⑤、图⑥两肺上叶显示不规则软组织密度影，边缘较清晰。图⑦水基物质密度图像上将ROI置于病灶内，连续3个不同的层面。图⑧显示图⑦中病灶ROI的病灶的水基值散点图；图⑨显示图⑦中病灶ROI的病灶的能谱曲线图。图⑩显示病灶组织的肺穿刺病理图片，最后诊断为两肺真菌感染（白色念珠菌）。(www.xing528.com)

表2.6　平扫期真菌性肺炎的水基值及能谱曲线的斜率

注解:K_40～70keV、K_70～100keV及K_100～140keV分别为40～70keV，70～100keV及100～140keV的能谱曲线的斜率，计算公式为:K_40～70keV＝CT_40keV-CT_70keV∕40-70；斜率K_70～100keV＝CT_70keV-CT_100keV∕70-100；斜率K_100～140keV＝CT100keV-CT140keV∕100-140。

病例5

（1）病例摘要　①病史:男，54岁，1994年因外伤输血，2009年发病，咳嗽，咳大量白色黏痰，发热，体温最高39℃，多于午后及夜间发热。②体格检查:无特殊。③实验室检查:HIV（＋），CD4＝180/mm³（500～1600/mm³）；痰涂片找到真菌孢子及菌丝。

（2）能谱CT检查图例　参见图2.17及表2.7。

图2.17　真菌性肺炎的CT静脉期扫描能谱图像

注解:图①、图②肺窗在左肺上叶内显示斑片状高密度影，边缘不清晰，局部融合呈片。图③、④纵隔窗左肺上叶显示不规则软组织密度影，边缘较清晰。图⑤显示病灶的散点图，图⑥显示为病灶的能谱曲线图，图⑦显示病灶组织的肺穿刺病理图片，最后诊断为两肺真菌感染。

表2.7　静脉期真菌性肺炎的碘基值、能谱曲线斜率及不同单能量水平下的CT值

注解:NIC为标准化碘浓度（normalized iodine concentration，NIC），即碘基值比，计算公式为NIC＝IC_lesion∕IC_aorta，即病灶的碘浓度与同层胸主动脉内碘浓度比值。

【扫描方案】

采用能谱扫描模式，电压行高低能量（80kVp和140kVp）瞬时切换（0.5ms），电流为自动毫安（mA）技术。转速0.5s/r，螺距1.375∶1，重建层厚0.625mm，重建层间距0.625mm；对比剂流速3.5ml/s。将图像载入GSI Viewer软件，在轴位图像上病灶区域内测量进行能谱分析，分别选取3个层面中进行对ROI测量，感兴趣区面积不小于40mm²，所测参数包括40～140keV每10keV为分隔的各能量水平的CT值及碘-水基物质对的浓度等，同时测量胸主动脉内的碘含量，保存相应ROI的相应数据求其平均CT值，并计算出相应的定量参数（能谱曲线中40～70keV、70～100keV、100～140 keV三区间的斜率，水基值，标准化碘浓度）的平均值，放置ROI时，应避开明确液化坏死区。

【病案分析】

获得性免疫缺陷综合征（acquired immune deficiency syndrome，AIDS）患者随CD4＋细胞计数下降，合并机会性感染的概率大大增加，明显降低了病人存活率以及生活质量，AIDS合并肺部机会性感染（pulmonary opportunistic infection）亦是AIDS患者致死的主要原因。影像检查对艾滋病伴肺部感染的诊断和鉴别诊断有不可替代的作用。由于AIDS合并肺部机会感染的起病方式、症状及影像学改变均不典型，特别是患者在艾滋病期合并肺部感染病灶影像形态学上表现为斑片状影的时候，细菌性感染、肺结核及真菌性感染中均较常遇到。目前CT检查在AIDS合并肺部机会感染方面的研究，主要集中在多层螺旋CT（multislice computed tomography，MSCT）对肺部病变的形态学的分析上，然而，对于能谱CT成像技术对AIDS合并肺部机会性感染进行能谱综合诊断的方法国内外未见文献报道。

大量的能谱CT基础实验及临床研究发现，单能量衰减曲线对不同成分的物质鉴别有很大帮助。不同脏器的肿瘤、同一脏器不同组织起源的肿瘤以及同一肿瘤内的不同组织成分，在能谱CT的单能量衰减曲线、基物质分离图像、物质含量分布图（散点图、直方图）的表现也不一样，由此可见综合利用能谱成像技术有助于对不同组织或同一组织不同组织来源的病变的定位、定性及分级的诊断和鉴别诊断［1～5］。

3组病例能谱CT平扫及静脉期扫描的差异是基于病灶的病理变化以及病灶内成分的差异［6～9］。细菌性炎症的病理变化为病灶内多以炎性渗出为主，肺泡内主要以浆液及蛋白渗出物为主，肺间质血管扩张充血。支气管周围的肺实质炎症，以小叶支气管为中心经过终末细支气管波及肺泡，在支气管和肺泡内产生炎性渗出物。结核性炎症的病理变化常为渗出及增殖性病变，以化脓性及干酪样坏死显著，艾滋病患者的结核肉芽肿不典型，上皮样细胞和巨细胞较少；易侵袭血管，发生血行播散。肺结核病的渗出性病变，气腔实变，内有纤维素，中性粒细胞和组织细胞；经常可见广泛坏死和多量的抗酸结核杆菌。在艾滋病病程的晚期，特别是CD4^＋T淋巴细胞数通常少于0.1×10⁹/L时，病灶内局部结构都被组织细胞团所取代，组织细胞高度肿胀，条纹状或泡沫样，胞浆黄染或蓝染，核染色深，极少形成巨细胞，很少或没有坏死，无钙化和纤维化［10～12］。抗酸染色显示巨噬细胞肿胀，充满大量的分枝杆菌。真菌感染的病理变化主要为渗出性或肉芽肿性反应表现，病灶中有巨噬细胞、淋巴细胞和多核巨噬细胞浸润，很少形成化脓性病变，巨噬细胞吞噬能力明显减弱，渗出改变较少，仅引起无反应先坏死性炎症，病灶内常多发微小脓肿［9］。另外，真菌感染常常侵犯血管形成坏死性血管炎，本组病例中平扫病灶的平均水含量及40～140keV各能量水平的CT值的不同，亦可以证明3种感染病灶内成分差异本研究通过分析不同感染病灶能谱曲线斜率、水含量、碘浓度以及标准化碘浓度，初步探讨能谱CT在AIDS合并机会性感染病灶的诊断及鉴别诊断的价值。

在3组病例能谱曲线的斜率方面，平扫的40～70keV段斜率、静脉期的40～70keV、70～100keV段斜率差异存在统计学差异。在3组病例的平扫图像能谱定量分析中，3组病例的40～70keV段斜率分别为:细菌性感染为-0.92±0.35，结核感染为-1.39±0.42，真菌性感染为-1.16±0.38；在3组病例的静脉期图像能谱定量分析中，3组病例的40～70keV、70～100keV段斜率分别:细菌性感染为-4.16±0.64和-1.00±0.14，结核感染为-2.23＋0.61和-0.46±0.12，真菌性感染为-4.80±0.84和-0.78±0.27。

3组病灶静脉期的平均碘含量、标准化碘浓度的差异存在统计学差异，并且3组病例中静脉期病灶的平均碘含量的依次为:结核感染＞真菌性感染＞细菌性感染，3组病例中静脉期病灶的平均碘含量分别为:细菌性感染为0.46mg/ml；结核感染为0.70mg/ml，真菌性感染的0.59mg/ml，三者间的差异有统计学意义。

能谱CT成像在AIDS合并机会性感染病灶的定量综合诊断的准确率明显高于传统诊断手段，能谱CT的定量诊断可以作为鉴别艾滋病合并肺部细菌性、结核、真菌性感染的一种新的方法。

（李贞旭　高剑波）

参考文献

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［6］柳学国，译.艾滋病临床影像学诊断［M］.天津:天津科技翻译出版有限公司，2002:104-168.

［7］高剑波.艾滋病胸部影像学［M］.郑州:郑州大学出版社，2009，96-220.

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