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目的：肺癌(Lung cancer，LC)的发病率不断上升，其作为世界上最常见的恶性肿瘤之一，会引起癌症相关性死亡，早期精确诊断对于制定治疗计划和评估患者预后是至关重要的。常规CT主要通过形态学特征来评价肺结节(Pulmonary nodule,PN)，但CT在显示形态学特征方面存在较大重叠部分。宝石能谱CT成像(Gemstone spectral imaging,GSI)具有多指标定量参数可以直接反映肺结节内部的异质性，为肺结节精确定性诊断和肺癌准确组织病理学分型提供可行性。但目前国内外研究中形态学特征和能谱CT多参数对肺结节的精确诊断尚存在不一致性和争议。因此，本文通过对肺结节行能谱CT多参数成像，旨在①探讨基于能谱CT形态学特征和多参数成像评估肺结节良恶性的临床应用价值；②探讨基于能谱CT多参数成像评估肺癌组织病理学类型的临床应用价值。
方法：收集临床行肺部CT首诊检出肺结节并行CT引导下穿刺活检证实患者173例，其中良性肺结节(Benign pulmonary nodule,BPN)61例，恶性肺结节(Malignant pulmonary nodule,MPN)112例，MPN中小细胞肺癌(Small cell lung cancer,SCLC)27例，非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer,NSCLC)85例，NSCLC中肺腺癌(Adenocarcinoma,AC)53例和肺鳞癌(Squamous cell cancer,SCC)32例。采用能谱CT双期增强检查，扫描完成后重建70keV平扫及动脉期1.25mm能谱图像。在70keV平扫图像观察肺结节形态学特征(包括结节位置、大小、支气管截断、密度、形态、分叶、毛刺、棘突、血管集束征、边界、空洞、坏死、淋巴结、胸膜侵犯、胸腔积液)，在70keV动脉期图像观察肺结节强化方式和血管侵犯情况。在动脉期1.25mm能谱图像上分别测量肺结节40keV-140keV单能量CT值、有效原子序数(Effective-Z)，并测量肺结节及同层面主动脉血浓度(Blood concentration, BC)、碘浓度(Iodine concentration,IC)、水浓度(Water concentration,WC)，并计算曲线斜率(SlopeofspectralHUcurve,λ)及标准化血浓度(Normalized blood concentration,NBC)、标准化碘浓度(Normalized iodine concentration,NIC)、标准化水浓度(Normalized water concentration,NWC)。同时绘制受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic, ROC),计算曲线下面积(Area under curve， AUC)评价各指标参数的诊断效能。
结果：良性肺结节与恶性肺结节、不同组织病理学类型肺癌患者一般资料均无统计学差异(P＞0.05)。形态学特征鉴别BPN与MPN时，支气管截断、结节形态不规则、分叶征、胸腔积液以及血管侵犯征象在MPN组发生率显著高于BPN组(P＜0.05)，肺结节位置、大小、密度、毛刺征、棘突征、血管集束征、边界、空洞征、坏死、淋巴结肿大、胸膜侵犯、强化是否均匀在MPN组与BPN组中均无显著统计学差异(P＞0.05)，分叶征在BPN与MPN中的鉴别效能显著高于其它征象。能谱CT多参数鉴别BPN与MPN时，BPN组40keV-90keV单能量CT值、λ40keV-90keV、λ100keV-140keV、λ40keV-140keV、BC、IC、NBC、NIC、Effective-Z值显著高于MPN组(P＜0.05)，100keV-140keV单能量CT值、WC、NWC值在MPN组与BPN组间均无显著统计学差异(P＞0.05)，以NIC值0.116为阈值鉴别BPN与MPN的效能显著高于其他能谱参数。形态学特征联合能谱多参数鉴别BPN与MPN的诊断效能显著提高(AUC值0.891)，明显高于联合形态学特征(AUC值0.726)或联合能谱多参数(AUC值0.843)。在能谱多参数鉴别肺癌组织病理学类型中，NSCLC与SCLC的能谱参数存在显著差异(P＜0.05)，AC组、SCC组、SCLC组40keV-120keV单能量CT值、λ40keV-90keV、λ100keV-140keV、λ40keV-140keV、BC、IC、NBC、NIC、Effective-Z值均存在显著统计学差异(P＜0.05)，且AC组＞SCC组＞SCLC组。任意两种肺癌比较，AC组与SCC组40keV-90keV单能量CT值、AC组与SCLC组40keV-120keV单能量CT值、SCC组与SCLC组40keV-110keV单能量CT值均存在显著统计学差异(P＜0.05)，λ40keV-90keV、λ100keV-140keV、λ40keV-140keV、BC、IC、NBC、NIC、Effective-Z在AC组与SCC组、AC组与SCLC组、SCC组与SCLC组间均存在统计学差异(P＜0.05)，AC组、SCC组、SCLC组130keV-140keV单能量CT值、WC、NWC值无显著统计学差异(P＞0.05)。能谱多参数鉴别任意两种肺癌中，以60keV单能量CT值77.84HU为阈值鉴别AC与SCC(AUC值0.675)、以50keV单能量CT值92.18HU为阈值鉴别AC与SCLC(AUC值0.861)、以50keV单能量CT值87.37HU为阈值鉴别SCC与SCLC(AUC值0.749)的诊断效能显著高于其它能谱参数，联合能谱多指标参数鉴别AC与SCC(AUC值0.938)、AC与SCLC(AUC值0.958)、SCC与SCLC(AUC值0.903)的综合诊断效能显著高于单一能谱参数。
结论：联合CT形态学特征(支气管截断、结节形态、分叶征、胸腔积液以及血管侵犯征象)和能谱CT多参数(40keV-90keV单能量CT值、能谱曲线及斜率、基物质浓度和有效原子序数)可以帮助鉴别诊断良恶性肺结节；能谱CT多参数(40keV-120keV单能量CT值、能谱曲线及斜率、BC、IC、NBC、NIC及Effective-Z)为小细胞肺癌与腺癌、鳞癌的鉴别诊断提供多项影像学参数，为临床肺结节的精确诊断和鉴别诊断提供影像学依据。
方法：收集临床行肺部CT首诊检出肺结节并行CT引导下穿刺活检证实患者173例，其中良性肺结节(Benign pulmonary nodule,BPN)61例，恶性肺结节(Malignant pulmonary nodule,MPN)112例，MPN中小细胞肺癌(Small cell lung cancer,SCLC)27例，非小细胞肺癌(Non-small cell lung cancer,NSCLC)85例，NSCLC中肺腺癌(Adenocarcinoma,AC)53例和肺鳞癌(Squamous cell cancer,SCC)32例。采用能谱CT双期增强检查，扫描完成后重建70keV平扫及动脉期1.25mm能谱图像。在70keV平扫图像观察肺结节形态学特征(包括结节位置、大小、支气管截断、密度、形态、分叶、毛刺、棘突、血管集束征、边界、空洞、坏死、淋巴结、胸膜侵犯、胸腔积液)，在70keV动脉期图像观察肺结节强化方式和血管侵犯情况。在动脉期1.25mm能谱图像上分别测量肺结节40keV-140keV单能量CT值、有效原子序数(Effective-Z)，并测量肺结节及同层面主动脉血浓度(Blood concentration, BC)、碘浓度(Iodine concentration,IC)、水浓度(Water concentration,WC)，并计算曲线斜率(SlopeofspectralHUcurve,λ)及标准化血浓度(Normalized blood concentration,NBC)、标准化碘浓度(Normalized iodine concentration,NIC)、标准化水浓度(Normalized water concentration,NWC)。同时绘制受试者工作特征曲线(Receiver operating characteristic, ROC),计算曲线下面积(Area under curve， AUC)评价各指标参数的诊断效能。
结果：良性肺结节与恶性肺结节、不同组织病理学类型肺癌患者一般资料均无统计学差异(P＞0.05)。形态学特征鉴别BPN与MPN时，支气管截断、结节形态不规则、分叶征、胸腔积液以及血管侵犯征象在MPN组发生率显著高于BPN组(P＜0.05)，肺结节位置、大小、密度、毛刺征、棘突征、血管集束征、边界、空洞征、坏死、淋巴结肿大、胸膜侵犯、强化是否均匀在MPN组与BPN组中均无显著统计学差异(P＞0.05)，分叶征在BPN与MPN中的鉴别效能显著高于其它征象。能谱CT多参数鉴别BPN与MPN时，BPN组40keV-90keV单能量CT值、λ40keV-90keV、λ100keV-140keV、λ40keV-140keV、BC、IC、NBC、NIC、Effective-Z值显著高于MPN组(P＜0.05)，100keV-140keV单能量CT值、WC、NWC值在MPN组与BPN组间均无显著统计学差异(P＞0.05)，以NIC值0.116为阈值鉴别BPN与MPN的效能显著高于其他能谱参数。形态学特征联合能谱多参数鉴别BPN与MPN的诊断效能显著提高(AUC值0.891)，明显高于联合形态学特征(AUC值0.726)或联合能谱多参数(AUC值0.843)。在能谱多参数鉴别肺癌组织病理学类型中，NSCLC与SCLC的能谱参数存在显著差异(P＜0.05)，AC组、SCC组、SCLC组40keV-120keV单能量CT值、λ40keV-90keV、λ100keV-140keV、λ40keV-140keV、BC、IC、NBC、NIC、Effective-Z值均存在显著统计学差异(P＜0.05)，且AC组＞SCC组＞SCLC组。任意两种肺癌比较，AC组与SCC组40keV-90keV单能量CT值、AC组与SCLC组40keV-120keV单能量CT值、SCC组与SCLC组40keV-110keV单能量CT值均存在显著统计学差异(P＜0.05)，λ40keV-90keV、λ100keV-140keV、λ40keV-140keV、BC、IC、NBC、NIC、Effective-Z在AC组与SCC组、AC组与SCLC组、SCC组与SCLC组间均存在统计学差异(P＜0.05)，AC组、SCC组、SCLC组130keV-140keV单能量CT值、WC、NWC值无显著统计学差异(P＞0.05)。能谱多参数鉴别任意两种肺癌中，以60keV单能量CT值77.84HU为阈值鉴别AC与SCC(AUC值0.675)、以50keV单能量CT值92.18HU为阈值鉴别AC与SCLC(AUC值0.861)、以50keV单能量CT值87.37HU为阈值鉴别SCC与SCLC(AUC值0.749)的诊断效能显著高于其它能谱参数，联合能谱多指标参数鉴别AC与SCC(AUC值0.938)、AC与SCLC(AUC值0.958)、SCC与SCLC(AUC值0.903)的综合诊断效能显著高于单一能谱参数。
结论：联合CT形态学特征(支气管截断、结节形态、分叶征、胸腔积液以及血管侵犯征象)和能谱CT多参数(40keV-90keV单能量CT值、能谱曲线及斜率、基物质浓度和有效原子序数)可以帮助鉴别诊断良恶性肺结节；能谱CT多参数(40keV-120keV单能量CT值、能谱曲线及斜率、BC、IC、NBC、NIC及Effective-Z)为小细胞肺癌与腺癌、鳞癌的鉴别诊断提供多项影像学参数，为临床肺结节的精确诊断和鉴别诊断提供影像学依据。