医学界IQon光谱CT照出肺结节，是不是肺癌？离真相更近了……

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IQon光谱CT独有的每一例病例都有能谱信息，随时进行光谱信息分析，优化了临床流程，奠定了CT能谱成像能够广泛应用于临床的基础。
由于人口老龄化和空气污染呈不断加重趋势，且吸烟率居高不下，自21世纪初期，肺癌已成为我国死亡率最高的恶性肿瘤。 2019年国家癌症中心（GLOBOCAN）发布了中国人群的癌症报告，肺癌的发病率占总体肿瘤的1/4 ，中国每年新增肺癌患者73万例。

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图1
2015年，我国肺癌的发病和死亡例数分别达733,300人和610,200人，发病率和死亡率非常接近，其原因主要是临床诊断病例多已为晚期，错过了手术的最佳时机。同时，肺癌的预后极差，我国肺癌的5年生存率仅为16.1% 。因此，肺癌的早期诊断和早期治疗是提高肺癌生存率、降低肺癌死亡率的重要措施。

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图2：2015年恶性肿瘤发病及死亡前十位
X线胸片和痰细胞学检查曾是最常见的肺癌筛查试验。 20世纪60至70年代开始的大样本随机对照研究表明， X线胸片虽能检出更多肺癌、提高手术切除率，但并未降低肺癌病死率，故目前不推荐X线胸片作为肺癌筛查工具。
自20世纪90年代起，随着胸部低剂量CT（low-dose computed tomography ， LDCT）技术的发展，肺癌筛查研究进入LDCT时代。 2011年，美国国家肺癌筛查试验（National Lung Screening Trial ， NLST）的随机对照研究结果显示，与X线胸片相比，采用LDCT对肺癌高危人群进行筛查可使肺癌病死率下降20%。

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图3：X线胸片肺癌筛查
虽然胸部低剂量CT的普及大大提高了肺癌的检出率，但是，由于传统CT技术以CT值为标准的单一参数成像，对缺乏特征性的肺内病变仍难以鉴别及诊断。

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图4：飞利浦IQon彩色光谱CT
为满足临床需求（在获得常规CT图像的同时，力求获得包括单能级图（40-200keV）、碘密度图、有效原子序数图、虚拟平扫、光谱曲线等多参数光谱影像），飞利浦全新推出的IQon彩色光谱CT ，采用立体双层探测器设计，在不改变传统CT扫描流程的基础上，实现一切扫描皆能量，可以有效地降低辐射剂量、提高肺癌检出率、鉴别肺内病变以及肺癌的精确分期和疗效评估。

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图5：IQon彩色光谱CT立体双层探测器设计

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IQon彩色光谱CT——肺癌筛查利器
IQon彩色光谱CT遵循DoseWise剂量管理方法。在扫描期间，使用管电流调制技术改变不同身体部位的X线辐射剂量。每个诊断任务的图像质量由DoseRight Index（DRI）根据不同扫描区域进行调节，以确保单次采集中达成合适的辐射剂量与图像质量。

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图6：IQon彩色光谱CT低剂量技术优势
根据《中国肺癌低剂量螺旋CT筛查指南（2018年版）》中的LDCT扫描参数建议：
（1）采用螺旋CT容积扫描技术，依据受试者体重，管电压采用100kVp-140kVp ，管电流分页标题
（2）扫描后原始数据行薄层重建，重建层厚为0.625mm-1.25mm 。
我们来看一下这个案例，一位老年男性拟行胸部CT低剂量检查，所需的扫描条件：100kVp ， 15mAs；DLP：30.9mGy*cm ， ED：0.43mSv 。

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图7：胸部CT低剂量图像：A、横轴位， B、冠状位
图8：胸部CT辐射剂量信息表
我们可以看到该病例扫描条件：100kVp ， 15mAs ，总辐射剂量：0.43mSv ，远低于指南推荐总辐射剂量临界值11倍以上，而且重建层厚最薄0.57mm ，图像噪声低，无颈肩部伪影，支气管血管束及相关肺内外组织结构显示清晰，图像质量完全满足临床诊断需求。
对于数字影像，图像矩阵的大小意味着包含信息量的多少，矩阵越大，能观察到的组织信息就越丰富、越清晰；相反，矩阵越小，能观察到的组织信息越少、越模糊。 IQon彩色光谱CT能够利用原始数据可实现768×768 及1024×1024 两种超高分辨率重建，大幅度提高图像组织分辨率，更加清晰显示肺内病变的细微结构。
第二个临床病例是中年女性，行胸部CT检查，对比下面2张CT图片，两者在视觉上的感受是不一样的， IQon光谱CT的图像呈现更加清晰。

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图9：胸部CT：A、常规512×512重建算法B、飞利浦超高分辨率1024×1024重建算法
IQon彩色光谱CT基于探测器端的能谱成像方式，和常规CT扫描流程完全一样，将常规低辐射剂量技术、超高分辨率成像技术与自身完美结合，加之光谱虚拟平扫图像（VNC）可以在不影响图像质量及病灶检出的同时降低辐射剂量，真正实现肺部超高清、低剂量光谱成像，进一步拓宽了能谱成像临床常规化的可行性。
IQon彩色光谱CT——肺癌诊断利器
IQon彩色光谱CT基于光谱大数据AI引擎， 6组服务器集群同时运行，一次扫描生成一个SBI（ Spectral Base Images）光谱基数据包，可以在CT主机、工作站、PACS上一键式切换至任何光谱图像。
SBI光谱基数据包不仅含有所有的光谱数据，同时还包括了常规的CT图像，真正实现了常规CT图像与光谱多参数图像的直接对比读片，即 “多轨制读片”。
IQon彩色光谱CT多参数的同步呈现和分析，为肺癌影像学诊断提供了更多的诊断信息，有利于病变的检出、鉴别特异性病变组织或肿瘤占位，对肿瘤的定位、定性和分级诊断具有极大的临床应用价值。

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图10：IQon彩色光谱CT的诊断流程：（1）一切扫描皆光谱、无需预判；（2）同步获得120kVp常规图像和多参数光谱能量图像；（3）主机+工作站+PACS同步浏览、处理能量数据。
病例1：老年女性，吸烟史， 80包/年，肺筛查时发现肺结节，为明确肺内结节性质而就诊。

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图11：患者常规增强CT图像
常规增强CT显示：双上肺可见类圆形结节，边缘较光滑，与临近胸膜相连，强化不明显；右肺结节：13mm×15mm ， CT值：71HU ，左肺结节：19mm×20mm ， CT值：44HU；结合临床病史，双肺结节均不能排除恶性可能。

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图12：患者IQon彩色光谱CT碘密度图
而通过IQon彩色光谱CT碘密度图显示：右肺结节碘含量：2.1mg/ml ，左肺结节碘含量：0.6mg/ml ，右肺结节碘摄取明显高于左肺结节碘摄取以及肺内其他组织的碘摄取，根据光谱多参数分析，初步诊断：右肺结节恶性可能性大，左肺结节待查，良性可能性大；分页标题

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图13：患者PET/CT图像
接下来，我们就要验证通过IQon光谱CT获得的初步诊断， PET/CT显示：右肺结节显著FDG活性（SUVmax：7.1），左肺结节代谢活性低（SUVmax：1.7），与IQon彩色光谱CT结果一致。
双肺结节穿刺病理：右肺上叶结节：腺癌， T1N0M0；左肺上叶结节：良性肺细胞II型非典型增生。
病例2：中年女性，咳嗽、痰中带血两月余，行CT平扫检查。

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图14：常规CT平扫图像
常规CT平扫显示：右肺上叶及左肺下叶可见欠规则结节影，密度较均匀，右肺上叶结节CT值：54.4HU、左肺下叶结节CT值：46.4HU；纵膈及双肺门多发淋巴结钙化；双肺结节CT值无显著差异，通过常规CT平扫后，往往会存在疑问，双肺结节是否同源？良性还是恶性？
图15：IQon彩色光谱CT光谱曲线、直方图及散点图
我们再看一下IQon彩色光谱CT多参数分析报告：双肺结节HU衰减曲线，走行差异较大；直方图、散点图出现明显分离，根据形态、钙化等特征，初步诊断：双肺结节非同源，考虑右肺上叶结核灶可能性大，左肺结节待查，恶性可能性大。

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图16：左肺结节行穿刺活检，病理回报：肺非小细胞癌
按照常规检查流程，一般会建议患者进一步增强CT检查，幸运的是该患者是在IQon彩色光谱CT做的检查。 IQon彩色光谱CT可对具有相同或相似CT值的不同组织进行鉴别，通过光谱多参数分析，反映病灶间的关系，明确双肺结节是否同源，减少患者重复检查。
病例3：男性， 61岁，体检发现左肺下叶结节1月。

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图17：IQon彩色光谱CT常规图、单能40keV、有效原子序数图、碘密度图及融合图
常规增强CT显示：左肺下叶类圆形结节，边缘光滑，轻度强化， CT值：59.4HU 。
IQon彩色光谱CT单能40keV显示：左肺下叶结节强化较明显，边界清楚， CT值：125.5HU；有效原子序数图及融合图通过伪彩清晰显示左肺下叶结节形态及与周围组织关系；碘密度图显示：左肺下叶结节碘含量：1.13mg/ml ，主动脉碘含量：6.40mg/ml ，标准化碘浓度（NIC）=0.18（NIC=病变碘浓度/主动脉碘浓度），提示恶性可能性大。
患者PET/CT检查显示：左肺下叶后基底段高代谢结节，考虑恶性病变可能性大（原发恶性病变？），与IQon结果完全一致。最终患者手术冰冻病理回报：低分化癌，考虑鳞癌。

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图18：2018年9月AJRCCMF期刊发表的IQon彩色光谱CT个案报道（IF：15.24）
此外，在AJRCCMF期刊（《美国呼吸与危重监护医学杂志》）的一项IQon彩色光谱CT个案报道（IF：15.24）也证实了IQon光谱在肺结节诊断中发挥的作用，一次扫描就能够定性肺内结节的良恶性，并与PET/CT结果一致，大大提高了医生的诊断信心。
IQon彩色光谱CT——肺癌疗效评估利器
肺癌治疗效果的评价标准遵循实体肿瘤的疗效评价标准（response evaluation criteria in solid tumors ， RECIST），根据治疗前后靶病灶的大小变化来评估治疗效果。但是RECIST结合常规CT只能从肿块体积方面评价疗效，无法观察肿瘤内部坏死情况、微血管变化等方面，不能早期快速地反映疗效，难以帮助临床及时改变治疗方法。分页标题
图19：IQon彩色光谱CT肺癌疗效一站式评估
IQon彩色光谱CT的物质分离技术可以测量感兴趣区域中的碘浓度，因而可以预测放疗的疗效。
另放疗前多以CT图像进行靶目标的勾画与设计，常规CT在界定原发灶与淋巴结、肺不张、支气管的边界时存在一定困难，而IQon彩色光谱CT多参数成像的特点，可以较精确地区分原发灶与周围受侵组织，准确地勾画靶区，提高放疗的精准度，避免因靶区过大造成的周围正常组织受到损伤或者靶区过小导致部分病灶漏照。
总结

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图20：RSNA北美放射学年会中对能谱常规化应用临床的对比研究
IQon彩色光谱CT基于探测器端创新的能量成像技术，实现了 “同源、同时、同向” 的光谱多参数成像，其所提供的多种能谱分析手段可实现物质鉴别和精确量化，改变了传统CT以CT值为标准的单一参数成像，真正实现了CT影像从解剖到功能、分子水平的跨越，为肺癌影像学诊断提供了更多的信息，解决了肺癌早期发现、诊断、诊疗过程中的疑难问题。
相较于其他能谱成像方式， IQon光谱CT独有的每一例病例都有能谱信息，随时进行光谱信息分析，优化了临床流程，奠定了CT能谱成像能够广泛应用于临床的基础。
资料来源：
1. 数据来源：2019中国肿瘤登记年报, 国家癌症中心 Global cancer observatory（GLOBOCAN)
2. Zhou QH, Fan YG, Wang Y, et al. China National Lung Cancer Screening Guideline with Low-dose Computed Tomography (2018 version). Zhongguo Fei Ai Za Zhi, 2018, 21(2): 67-75. [周清华, 范亚光, 王颖, 等. 中国肺癌低剂量螺旋CT筛查指南（2018年版）. 中国肺癌杂志, 2018, 21(2): 67-75.] doi: 10.3779/j.issn.1009-419.2018.02.01
3. 朱慧. 能谱CT评估肺癌疗效的研究进展[J]．医学影像学杂志,2018,028(005):855-857
4. 中华医学会放射学分会心胸学组. 低剂量螺旋CT肺癌筛查专家共识.中华放射学杂志,2015,49(5):328-335.
5. 郑荣寿. 2015年中国恶性肿瘤流行情况分析, 中华肿瘤杂志,2019,41(1)
6. Ferlay J, Soerjomataram I, Dikshit R, et al. Cancer incidence and mortality worldwide: sources, methods and major patterns in GLOBOCAN 2012. Int J Cancer, 2015, 136(5): E359-E386. doi: 10.1002 /ijc.29210
7. .Chen W, Zheng R, Baade PD, et al. Cancer statistics in China,2015. CA Cancer J Clin, 2016, 66(2): 115-132.
8. Frost JK, Ball WC Jr, Levin ML, et al. Early lung cancer detection: results of the initial（prevalence）radiologic and cytologic screening in the Johns Hopkins study[J]. Am Rev Respir Dis, 1984, 130（4）:549-554.
【医学界IQon光谱CT照出肺结节，是不是肺癌？离真相更近了……】9. Zheng R, Zeng H, Zhang S, et al. Lung cancer incidence and mortality in China, 2010. Thorac Cancer, 2014, 5(4): 330-336.doi: 10.1111/1759-7714.12098