肝癌CT值直方图作用评估
作者：徐崇开 汪长胜
单位：连云港第二人民医院放射科 连云港222023
关键词：直方图；肝癌 CT值；体层摄影术
数理医药学杂志990418
摘 要 为评介CT值直方图在肝癌诊断中的作用，通过图像处理，建立直方图，显示兴趣区CT值值域、平均CT值、标准差、频数和直方图。结果显示，肝癌CT值直方图能显示其CT值连续变量情况，对肝癌的定量分析诊断有价值。
医学CT图像是由代表不同CT值的象素所组成。兴趣区的象素是一组连续性的数值资料，而统计学上的直方图恰好是表示连续性资料的频数分布情况。我们利用CT机上的这方面功能对28例肝癌进行直方图分析，评估直方图在肝癌诊断分析中的作用。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 临床资料 肝癌28例，男17例，女11例，年龄32～70岁，平均年龄48.7岁。正常肝脏15例，男7例，女8例，年龄26～65岁。
1.2 诊断标准 分别独立经CT、B超检查，肝癌征象典型，AFP为阳性，所有病灶均大于3cm。
1.3 扫描技术 CT机为SOMATOM CR，层厚为8mm，层距10mm。增强扫描使用60%泛影葡胺80毫升。若病灶位于肝下端，先平扫至病变区再注射造影剂。
1.4 图像处理 平扫图像选择病变区最大经的层面，增强图像选择与平扫同一层面且注射造影剂后90秒之内的扫描图像。在机上准确勾画出兴趣区范围并作统计学处理，贮存该图像显示其直方图。此时，图像左框边显示兴趣区象素值(PC)、平均CT值(M)、标准差(S)。极差值需简单计算，即在图像上找出兴趣区最高CT值(U)和最低CT值(L)，那么极差值(R)=U-L。
, 百拇医药
1.5 统计学检验 对肝癌组和正常肝组的平扫平均CT值，增强平均CT值，平均和增强的CT值极差值以及平扫CT值标准差均分别两组进行t检验，求出P值。
2 结果
本组肝癌平扫平均CT值为20HU-55.5HU,正常肝脏平扫平均CT值52.9HU-74.9HU。经t检验(t=8.86,P<0.001)，差别有高度显著性。肝癌增强扫描平均CT值12.1HU-91HU,正常肝增强扫描平均CT值为73.5HU-110HU,t检验(t=4.86,P<0.001)差别亦有高度显著性。
肝癌组平扫和增强的CT值极差值分别是48～92、70～160。而正常肝组平扫和增强的CT值极差值分别为26～76、26～90，t检验结果为：平扫t=2.558,P<0.02，增强t=3.75,P<0.001。肝癌CT值标准差范围8.41～13.31,正常肝CT值标准差8.44～13.31。t检验(t=2.597,P<0.05)区别显著。
, http://www.100md.com
肝癌CT值直方图平扫和增强大都表现为正态分布(图1，4)。但当癌肿发生液化坏死时主峰左侧的CT值值域扩大，主峰轻度右移，为负偏态(图2，5)。而病灶内有较多极高密度物质沉积，例如碘油栓塞后或大范围钙化，则主峰右侧高CT值值域扩大，主峰左移为正偏态(图3)。
图1 肝右叶癌肿，平均CT值直方图呈典型正态分布。曲线以42.0HU为中轴，左右对称。频率最高CT值为42.0HU，频数为81。
图2 肝癌灶内出现坏死区，曲线主峰左侧CT值值域扩大。图形左右不对称。主峰右移为负偏峰(态)。
图3 肝癌碘油栓塞后CT值直方图，曲线右侧CT值值域扩大，主峰左移为正偏峰(态)。
, 百拇医药
图4 巨块型肝癌，病灶内有不规则坏死区。但平扫CT值直方图仍基本呈正态。
图5 为图4同一病例，增强CT扫描后CT值直方图表现为曲线主峰左侧低CT值值域扩大，为负偏峰(态)，且有小峰突起。
3 讨论
用CT值直方图分析病变，文献上仅见关于肺、脑CT值直方图的论述[1～3]。我们认为，肝癌CT图像表现为病变区的密度值与正常肝不同，大部份为低密度区，是由数值不等的象素值点所组成，为一组连续性的资料，其CT值方图应有其自身的特点。从我们对一部份肝癌和正常肝进行直方图实验观察看，兴趣区直方图至少可以提供如下信息：直方图的形态特点、CT值值域及极差、标准差、平均CT值等。据此，对肝癌可以初步进行定量分析，为肝癌的CT诊断增加信息，为进一步开展用直方图分析其它实质性脏器打下基础。
, 百拇医药
对本组肝癌直方图分析，我们发现肝癌CT值值域或极差值均大于正常肝组织，这是因为肝癌发生时，正常肝组织受到破坏，且病变易发生液化坏死，癌肿又以浸润方式生长，病变区内既有癌肿又有正常肝脏组织，这就是极差值增大的原因。
癌肿在无钙化，无坏死的情况下，CT值直方图均为正态分布。当癌肿灶内出现坏死并液化时，CT值直方图可表现为主峰左侧CT值值域扩大，为负偏态。若病灶内有较多钙化，特别是经碘油栓塞后，主峰右侧CT值值域扩大，为正偏峰。
以往我们分析CT图像常用平均CT值这个概念来表示兴趣区的密度。当CT值直方图为正态分布时，显然是可以的。但当CT值直方图呈偏态分布时，用平均CT值表示兴趣区的密度，则没有代表性，不能真实反应兴趣区的密度值。这是因为CT值直方图为偏态时，兴趣区内CT值变量的离异度大，可能存在一定量的钙化或坏死，平均CT值肯定不在频数最高的位置上，因而无代表性可言。
总之，通过对肝癌CT值直方图分析，可初步导出如下结论：①肝癌的CT值直方图可为正态，也可为偏态，若为偏态可能提示有一定范围的钙化和液化坏死。②为肝癌的CT值值域及极差远大于正常肝脏，标准差也明显增大。③平均CT值只能在其CT值直方图呈正态分布时，用于表示病变区密度情况才有代表性。因而，我们认为用CT值直方图分析肝癌还是有价值的。
, http://www.100md.com
参考文献
1 Bendszus-M, Urbach-H, Meyer-B, et al. Improved CT diagnosis of acute middle cerebral artery territory infarct with density-difference analysis Neuroradiology. 1997,39:127～131.
2 Kemerink-GJ, Kruize-HH, Lamers-RJ, et al. Density resolution in quantitative computed tomography of foam and lung. Med-Phys. 1996,23:1697～1708.
3 Kolbert-KS, Sgouros-G, Scott-AM, et al. Implementation and evaluation of patient-specific three-dimensional internal dosimetry J-Nucl-Med. 1997,38:301～308.
收稿日期：1998-11-03, 百拇医药
单位：连云港第二人民医院放射科 连云港222023
关键词：直方图；肝癌 CT值；体层摄影术
数理医药学杂志990418
摘 要 为评介CT值直方图在肝癌诊断中的作用，通过图像处理，建立直方图，显示兴趣区CT值值域、平均CT值、标准差、频数和直方图。结果显示，肝癌CT值直方图能显示其CT值连续变量情况，对肝癌的定量分析诊断有价值。
医学CT图像是由代表不同CT值的象素所组成。兴趣区的象素是一组连续性的数值资料，而统计学上的直方图恰好是表示连续性资料的频数分布情况。我们利用CT机上的这方面功能对28例肝癌进行直方图分析，评估直方图在肝癌诊断分析中的作用。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 临床资料 肝癌28例，男17例，女11例，年龄32～70岁，平均年龄48.7岁。正常肝脏15例，男7例，女8例，年龄26～65岁。
1.2 诊断标准 分别独立经CT、B超检查，肝癌征象典型，AFP为阳性，所有病灶均大于3cm。
1.3 扫描技术 CT机为SOMATOM CR，层厚为8mm，层距10mm。增强扫描使用60%泛影葡胺80毫升。若病灶位于肝下端，先平扫至病变区再注射造影剂。
1.4 图像处理 平扫图像选择病变区最大经的层面，增强图像选择与平扫同一层面且注射造影剂后90秒之内的扫描图像。在机上准确勾画出兴趣区范围并作统计学处理，贮存该图像显示其直方图。此时，图像左框边显示兴趣区象素值(PC)、平均CT值(M)、标准差(S)。极差值需简单计算，即在图像上找出兴趣区最高CT值(U)和最低CT值(L)，那么极差值(R)=U-L。
, 百拇医药
1.5 统计学检验 对肝癌组和正常肝组的平扫平均CT值，增强平均CT值，平均和增强的CT值极差值以及平扫CT值标准差均分别两组进行t检验，求出P值。
2 结果
本组肝癌平扫平均CT值为20HU-55.5HU,正常肝脏平扫平均CT值52.9HU-74.9HU。经t检验(t=8.86,P<0.001)，差别有高度显著性。肝癌增强扫描平均CT值12.1HU-91HU,正常肝增强扫描平均CT值为73.5HU-110HU,t检验(t=4.86,P<0.001)差别亦有高度显著性。
肝癌组平扫和增强的CT值极差值分别是48～92、70～160。而正常肝组平扫和增强的CT值极差值分别为26～76、26～90，t检验结果为：平扫t=2.558,P<0.02，增强t=3.75,P<0.001。肝癌CT值标准差范围8.41～13.31,正常肝CT值标准差8.44～13.31。t检验(t=2.597,P<0.05)区别显著。
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肝癌CT值直方图平扫和增强大都表现为正态分布(图1，4)。但当癌肿发生液化坏死时主峰左侧的CT值值域扩大，主峰轻度右移，为负偏态(图2，5)。而病灶内有较多极高密度物质沉积，例如碘油栓塞后或大范围钙化，则主峰右侧高CT值值域扩大，主峰左移为正偏态(图3)。
图1 肝右叶癌肿，平均CT值直方图呈典型正态分布。曲线以42.0HU为中轴，左右对称。频率最高CT值为42.0HU，频数为81。
图2 肝癌灶内出现坏死区，曲线主峰左侧CT值值域扩大。图形左右不对称。主峰右移为负偏峰(态)。
图3 肝癌碘油栓塞后CT值直方图，曲线右侧CT值值域扩大，主峰左移为正偏峰(态)。
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图4 巨块型肝癌，病灶内有不规则坏死区。但平扫CT值直方图仍基本呈正态。
图5 为图4同一病例，增强CT扫描后CT值直方图表现为曲线主峰左侧低CT值值域扩大，为负偏峰(态)，且有小峰突起。
3 讨论
用CT值直方图分析病变，文献上仅见关于肺、脑CT值直方图的论述[1～3]。我们认为，肝癌CT图像表现为病变区的密度值与正常肝不同，大部份为低密度区，是由数值不等的象素值点所组成，为一组连续性的资料，其CT值方图应有其自身的特点。从我们对一部份肝癌和正常肝进行直方图实验观察看，兴趣区直方图至少可以提供如下信息：直方图的形态特点、CT值值域及极差、标准差、平均CT值等。据此，对肝癌可以初步进行定量分析，为肝癌的CT诊断增加信息，为进一步开展用直方图分析其它实质性脏器打下基础。
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对本组肝癌直方图分析，我们发现肝癌CT值值域或极差值均大于正常肝组织，这是因为肝癌发生时，正常肝组织受到破坏，且病变易发生液化坏死，癌肿又以浸润方式生长，病变区内既有癌肿又有正常肝脏组织，这就是极差值增大的原因。
癌肿在无钙化，无坏死的情况下，CT值直方图均为正态分布。当癌肿灶内出现坏死并液化时，CT值直方图可表现为主峰左侧CT值值域扩大，为负偏态。若病灶内有较多钙化，特别是经碘油栓塞后，主峰右侧CT值值域扩大，为正偏峰。
以往我们分析CT图像常用平均CT值这个概念来表示兴趣区的密度。当CT值直方图为正态分布时，显然是可以的。但当CT值直方图呈偏态分布时，用平均CT值表示兴趣区的密度，则没有代表性，不能真实反应兴趣区的密度值。这是因为CT值直方图为偏态时，兴趣区内CT值变量的离异度大，可能存在一定量的钙化或坏死，平均CT值肯定不在频数最高的位置上，因而无代表性可言。
总之，通过对肝癌CT值直方图分析，可初步导出如下结论：①肝癌的CT值直方图可为正态，也可为偏态，若为偏态可能提示有一定范围的钙化和液化坏死。②为肝癌的CT值值域及极差远大于正常肝脏，标准差也明显增大。③平均CT值只能在其CT值直方图呈正态分布时，用于表示病变区密度情况才有代表性。因而，我们认为用CT值直方图分析肝癌还是有价值的。
, http://www.100md.com
参考文献
1 Bendszus-M, Urbach-H, Meyer-B, et al. Improved CT diagnosis of acute middle cerebral artery territory infarct with density-difference analysis Neuroradiology. 1997,39:127～131.
2 Kemerink-GJ, Kruize-HH, Lamers-RJ, et al. Density resolution in quantitative computed tomography of foam and lung. Med-Phys. 1996,23:1697～1708.
3 Kolbert-KS, Sgouros-G, Scott-AM, et al. Implementation and evaluation of patient-specific three-dimensional internal dosimetry J-Nucl-Med. 1997,38:301～308.
收稿日期：1998-11-03, 百拇医药