前沿研究

CT 尿路成像中腹部脂肪分布与 CT 值差异的相关性研究

发布时间:2026-07-10 10:07:25      浏览  次

作者:陈艳,邓秀莲(通信作者),张进慧,潘冬梅,朱柳红

单位:复旦大学附属中山医院厦门医院 (福建厦门 361015)

〔关键词〕泌尿系统疾病;CT;尿路成像;虚拟平扫;真实平扫;腹部脂肪面积;内脏脂肪;皮下脂肪面积

〔中图分类号〕R81  〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1002-2376(2026)10-0019-05

平扫 CT 图像在泌尿生殖系统疾病诊断中具有关键价值,不仅可通过测量未增强状态下的基线CT 值判断肾脏肿块的强化程度,还能精准识别钙化、脂肪成分,有效检出泌尿系结石。然而,为进一步明确诊断,临床常采用平扫联合多期对比剂增强的 CT 扫描方案。对于需多次复查的泌尿系统疾病患者,反复 CT 检查带来的辐射累积风险不容忽视 [1-2]。能谱 CT 成像技术的出现为解决这一难题提供了新方向。该技术可基于增强扫描图像重建虚拟平扫(virtual unenhanced examination, VUE)图像,替代传统的真实平扫(true unenhanced examination,TUE)图像,在不影响获取诊断信息的前提下,还能提供更多能谱数据,同时降低患者的辐射暴露剂量 [3-4]。然而,有研究显示,VUE 与 TUE 图像的 CT 值测量结果存在一定差异,且这种差异可能与患者个体特征相关 [5-7]。如何筛选出 VUE 与 TUE图像 CT 值差值较小的人群,明确 VUE 技术的适用条件,从而在保证诊断准确性的基础上最大限度降低辐射剂量,成为当前临床亟待解决的重要问题。基于此,本研究旨在探究 CT 尿路成像(CT urography, CTU)中腹部脂肪与 VUE、TUE 图像在肾脏皮质、髓质及不同类型病灶上 CT 值差异的相关性,为优化能谱 CT 在泌尿系统疾病诊断中的应用提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性选取 2024 年 5 月至 10 月医院泌尿系统疾病患者 69 例。其中,男 46 例,女 23 例;年龄17 ~ 87 岁,平均(59.68±14.89)岁。病变类型:结石 14 例,囊肿 25 例,肿瘤 30 例。所有患者均签署知情同意书。本研究获得复旦中山厦门医院医学伦理委员会批准(伦理审批号:B2024-128)。

纳入标准:经 CTU 检查确诊为肾脏结石、肾囊肿、肾肿瘤;目标病灶最大径 < 1 cm;CTU 图像质量良好,无明显运动伪影、造影剂充盈不良等异常影响测量;临床及影像资料完整,可完成脂肪参数与 CT 值测量。排除标准:碘对比剂过敏史或禁用含碘造影剂;合并严重肝、肾功能衰竭,无法耐受增强 CT 检查;因呼吸配合差、躁动等导致图像伪影严重,无法准确测量;病灶边界不清、合并出血、感染、钙化等,干扰感兴区(region of interest,ROI)勾画与 CT 值测量;既往手术、外伤史,影响肾脏解剖结构与脂肪测量。

1.2 方法

所有患者均采用 GE 256 排 Revolution CT 扫描仪进行检查。检查前,嘱患者饮水 800 ~ 1000 mL,待膀胱充盈后进行检查。检查范围覆盖肾脏上缘至膀胱底的整个泌尿系统。扫描参数:采用 30%前置迭代重建算法,管电压 80、140 kVp 瞬时切换,管电流采用自动管电流调制技术,准直器宽度 8.0 cm,螺距 0.992,转速 0.8 s/ 转。能谱 CT 增强扫描与平扫扫描参数相同。采用高压注射器经上肢静脉注入碘美普尔注射液 [Patheon Italia S.P.A,国药准字 HJ20140751,规格:50 mL‥12.5 g(I)],注射速率为 2.5 ~ 3.0 mL/s,剂量为 1.2 mL/kg。扫描流程:首先行平扫检查,对比剂注射后 35 s 进行增强动脉期(arterial phase, AP)扫描,90 s 进行静脉期(venous phase, VP)扫描;完成后,嘱患者排尿并重新憋尿,待膀胱再次充盈(约 20 ~30 min)后进行延迟期(delayed, D)扫描。最后将所有扫描图像数据传至后处理工作站,利用后处理软件对 AP、VP 进行重建,得到 VUE_AP、VUE_VP 图像。

所有原始扫描数据传输至 GE Advanced Workstation 4.7 工作站,采用手动绘制 ROI 及图像重组技术进行后处理。CT 值测量:将 TUE、VUE_AP 及 VUE_VP 3 组图像同步导入后处理工作站,以 TUE 图像为基准,选取肾门层面病灶显示最大的层面图像。在病灶实性区域手动绘制尽可能大的椭圆形 ROI,避开液化、坏死、钙化及血管区域,测量 TUE图像中病灶的 CT 值;随后将该 ROI 精准复制至VUE_AP 及 VUE_VP 图像的对应层面及位置,分别测量 2 组 VUE 图像中病灶的 CT 值。采用相同方法,在 3 组图像中分别测量肾皮质及肾髓质的 CT 值。根据公式 ΔHU= HUVUE-HUTUE,计算肾髓质 CT值差值(ΔHU_ 髓质)、肾皮质 CT 值差值(ΔHU_皮质)及病灶 CT 值差值(ΔHU_ 病灶)。 所有ROI 的选取均由 2 名具有 5 年以上经验的医师独立完成,确保测量结果的一致性与可靠性。

1.3 观察指标

(1) 比较 TUE、VUE_AP、VUE_VP 图像中肾皮质、肾髓质及病灶(结石、囊肿、肿瘤)的ΔHU。(2)腹部脂肪测量:参照文献 [6] 中方法,选取 TUE 薄层重建图像中脐周水平的轴位图像,沿腹壁肌肉外缘、脊柱前缘勾画内脏脂肪面积(visceral fat area, VFA)ROI,沿脐周腹部皮肤轮廓外缘勾画全腹脂肪面积(total abdominal fat area,TFA)ROI,根据公式皮下脂肪面积(subcutaneous fat area, SFA)= TFA-VFA,计算 SFA 及 SAT%。脂肪 CT 值衰减范围为 -200 ~ 20 HU。(3)相关性分析指标:分析不同脂肪参数与肾皮质、肾髓质、各病灶 ΔHU 的相关性,并按病灶类型进行亚组相关性比较。

1.4 统计学处理

采用 SPSS 26.0 统计软件进行数据分析。计量资料以 x ±s 表示,采用 Wilcoxon 及 Friedman 检验。计数资料以率表示,采用 χ2 检验。图像质量一致性分析采用 Kappa 检验,组间线性非正态分布采用Spearman 相关检验。相关系数 r 反映变量间关联的方向与强度,r > 0 为正相关,r < 0 为负相关;按绝对值划分,|r|< 0.3 为弱相关,0.3< |r|< 0.5 为中度相关,|r|> 0.5 为强相关。P< 0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 VUE_AP、VUE_VP 图像中肾皮质、肾髓质及病灶的 ΔHU 比较

VUE_AP 和 VUE_VP 图像上的 ΔHU_ 肾髓质比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。VUE_AP的 ΔHU_ 肾皮质大于 VUE_VP,差异有统计学意义(P< 0.05)。VUE_AP 和 VUE_VP 的 ΔHU_ 病灶比较,差异无统计学意义(P> 0.05)。但 VUE_AP 的 ΔHU_ 囊肿、ΔHU_ 肿瘤均大于 VUE_VP;VUE_AP 的 ΔHU_ 结石小于 VUE_VP。见表 1。

表 1 VUE_AP、VUE_VP 图像中肾皮质、肾髓质及病灶的 ΔHU 比较(HU,x ±s

注:Wilcoxon 检验值 Z 值与 P 值相关,因此仅保留 P 值;VUE_AP 为重建虚拟平扫后动脉期图像,VUE_VP 为重建虚拟平扫后静脉期图像;ΔHU 为 CT 值差值。

2.2 VUE 与 TUE 的 ΔHU 与腹部脂肪参数的相关性

VUE_AP、VUE_VP 的 ΔHU_ 肾皮质和 ΔHU_肾髓质与腹部脂肪参数无显著相关性(P> 0.05)。VUE_AP_ΔHU_ 病 灶 与 TFA、VFA、SFA 呈 中 度负相关;VUE_VP_ΔHU_ 病灶与 SFA 呈弱负相关(P< 0.05)。见表 2。

表 2 腹部脂肪参数与 ΔHU 的相关性

注:ΔHU 为 CT 值差值,TFA 为全腹部脂肪面积,VFA为内脏脂肪面积,SFA 为皮下脂肪面积,VUE_AP 为重建虚拟平扫后动脉期图像,VUE_VP 为重建虚拟平扫后静脉期图像。

2.3 腹部脂肪参数与 ΔHU_ 病灶的相关性

ΔHU_ 囊肿(AP) 与 TFA、VFA、SFA 均呈中度负相关(P< 0.05);ΔHU_ 囊肿(VP)与VFA、SFA 呈中度负相关(P< 0.05)。ΔHU_ 结石(AP、VP)与所有腹部脂肪参数均无相关性(P > 0.05)。ΔHU_ 肿瘤(AP) 与 TFA、VFA呈中度负相关(P < 0.05);ΔHU_ 肿瘤(VP)与TFA、VFA、SFA 呈中度负相关(P < 0.05)。见表 3、图 1、图 2。

表 3 腹部脂肪参数与泌尿系统病灶 ΔHU 的相关性

注:ΔHU 为 CT 值差值,TFA 为腹部脂肪面积,VFA 为内脏脂肪面积,SFA 为皮下脂肪面积,AP 为动脉期,VP 为静脉期。

注:ΔHU 为 CT 值差值,VUE_AP 为重建虚拟平扫后动脉期图像,TFA 为全腹脂肪面积。

图 1 VUE 中 TFA 与 ΔHU_ 病灶的线性相关性

注:ΔHU 为 CT 值差值,VUE_VP 为重建虚拟平扫后静脉期图像,SFA 为皮下脂肪面积。

图 2 VUE 中 SFA 与 ΔHU_ 病灶的线性相关性

3 讨论

随着能谱 CT 尿路成像技术的广泛应用,VUE可替代 TUE 减少辐射,但两者存在 CT 值偏差,腹部脂肪或为重要干扰因素,不同病灶下 VUE 适用人群尚待明确 [8-9]

本研究结果显示,VUE_AP、VUE_VP 的ΔHU_ 肾皮质和 ΔHU_ 肾髓质与腹部脂肪参数无显著相关性(P> 0.05)。VUE_AP_ΔHU_ 病灶与TFA、VFA、SFA 呈中度负相关;VUE_VP_ΔHU_病灶与 SFA 呈弱负相关(P< 0.05)。表明 VUE 可替代 TUE 用于解剖结构的评估。同时,由于 VUE_VP 的 ΔHU 普遍小于 VUE_AP,故优先推荐采用VUE_VP 图像以减少测量误差。

分析 ΔHU 与脂肪参数相关性发现,VUE_AP、VUE_VP 的 ΔHU_ 肾皮质 和 ΔHU_ 肾髓质与腹部脂肪参数无显著相关性(P> 0.05)。VUE_AP_ΔHU_ 病灶与 TFA、VFA、SFA 呈中度负相关;VUE_VP_ΔHU_ 病灶与 SFA 呈弱负相关。表明VUE 对肿瘤、囊肿的检出和定性诊断仍具可行性,但需警惕肥胖患者 ΔHU 增大的风险。究其原因为:(1)脂肪组织的 X 线衰减特性。脂肪对低能 X 线的吸收高于软组织,会干扰能谱重建的准确性 [10];尽管 ΔHU 可能影响增强幅度的精确计算,但既往研究认为 ΔHU< 10 HU 时不影响肉眼诊断 [5]。(2)对比剂分布差异:肥胖患者对比剂在脂肪中的滞留可能改变能谱分解的结果;(3)代谢活性影响:内脏脂肪的血管丰富性可能加剧能谱重建误差。因此,对于腹部肥胖的肿瘤患者,VUE 与 TUE 的 ΔHU更显著,需谨慎使用 VUE 评估增强幅度 [11];而脂肪面积较小者可能更适合 VUE 替代 TUE。建议对高 VFA 患者延长 VP 的扫描时间(如 120 s), 以改善对比剂廓清状态下的 VUE 重建效果 [12-13]

分析脂肪参数与 ΔHU 病灶相关性发现,ΔHU_ 囊肿(AP)与 TFA、VFA、SFA;ΔHU_ 囊肿(VP) 与 VFA、SFA 均呈中度负相关。ΔHU_结石(AP、VP)与所有腹部脂肪参数均无相关性(P> 0.05)。ΔHU_ 肿瘤(AP) 与 TFA、VFA 呈中度负相关(P< 0.05);ΔHU_ 肿瘤(VP) 与TFA、VFA、SFA 呈中度负相关(P< 0.05),与杨彩凤等 [10] 的研究结果具有一致性。进一步分析发现,ΔHU_ 肿瘤与脂肪组织的相关性强于 ΔHU_囊肿,提示肿瘤的血供特性可能放大脂肪组织对CT 值测量的干扰;而 ΔHU_ 结石受脂肪组织的干扰极小,与既往研究中“高密度结石(> 100 HU)的 ΔHU 通常无统计学意义”[6] 具有一致性,但需要注意低密度结石的漏诊风险。此外,VFA是影响 ΔHU 的核心参数,验证了内脏脂肪代谢活跃、辐射衰减干扰更强,对 VUE 精度的影响显著 [14-15]

本研究存在一定局限性,如样本量偏差,女性病例较少,且病灶亚组样本不均衡,可能影响统计效力;脂肪测量时单层面(脐周)VFA 无法全面反映腹部脂肪分布;未评估临床结局,缺乏 ΔHU 对诊断灵敏度及特异度的影响评价。后续将通过扩大样本量、完善指标检测维度及随访远期疗效等方式,为泌尿系统疾病患者制定个体化低剂量 CT 扫描方案、精准筛选虚拟平扫适用人群,提供更可靠的量化参考依据。

综上所述,腹部 VFA 是影响 VUE 测量偏差的核心因素,不同肾脏病灶受脂肪干扰差异显著。

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