作者：米利晓，牡丹江医学院医学影像学院；孙建男，赵恒宇，赵春，王莉娜，蒋延彬，大庆油田总医院CT室
随着各种新型高效结石溶解剂的相继问世，非手术疗法已成为胆囊结石治疗的一个重要组成部分。研究表明结石成分不同，所选择的最佳治疗方案及预防方案也不同。在治疗方面，如胆固醇类结石可用
1.超声检查
超声检查操作简单易行，且能动态多层面观察，成为目前诊断胆囊结石的首选方法，研究发现，超声不仅可准确判断结石的部位、大小、数目、回声
1.1通过声像图表现预测结石类型
研究者将直径≥1.0 cm者称为大结石，将＜1.0 cm者称为小结石。於娥静等发现胆囊大结石中以纯胆固醇类结石多见，其声像图表现为半圆形及月牙形，胆色素钙类石声像图表现全层显示，以胆固醇为主的混合型结石表现为典型月牙型强回声伴后方声影。胆囊小结石以一般胆固醇类石及以胆色素钙为主的混合型结石多见，一般胆固醇类石声像图表现为表层结石呈强回声带，深部结石及结石后方胆囊壁不能显示，以胆色素钙为主的混合型结石整块结石可完全显示，但结石后方的胆囊壁显示不清。
周晓琦等通过研究发现即使结石的组成成分相同，但因内部结构的不同，其声像图也可不同，并且还指出胆固醇含量的多少也会影响声影的表现。但以上研究仅限于通过肉眼观察回声的异同来进行鉴别，没有进行量化处理，研究者主观性较大，研究结果可靠性较差。
1.2超声定量分析预测结石化学类型
为提高诊断客观性，研究发现利用直方图对图像进行分析可明显提高超声显像的诊断能力，通过对直方图各项参数进行测定，使超声对胆石的诊断上升至量的水平。杨玉龙等通过体内研究发现不同成分的胆石其直方图图形及相应参量：峰值、均值、标准差之间有显著差异，并进一步指出胆固醇含量与峰值、均值有密切的负相关性，用直方图诊断纯胆固醇结石的灵敏度达92.3%，特异度达88.5%。但因分析过程繁琐等多种因素的影响使直方图的应用在一定程度上受到了限制，其应用并未在临床得到广泛开展。
2.MRI
MRI为多参数、多序列、多平面成像，且对组织的化学成分变化极其敏感，在结石成分分析中具有独特优势。Baron等在1.5T场强下对63例结石标本进行了体外研究，发现在T1WI、T2WI序列分别有46例、18例表现为不同程度的高信号灶，以结石/盐水信号强度比表示信号强度，发现结石中胆固醇及钙含量与信号强度相关性均很差。同时依据结石在MRI中的表现类型将结石分组，并与结石化学成分进行比较，发现组间结石的胆固醇含量及钙含量均无显著差异性。
为进一步证明结石高信号是否含有脂肪成分，他们对结石进行磁共振质子光谱分析，但只发现与水分子中氢质子相一致的单峰，并无其它波峰。通过测量T1弛豫时间，发现结石内水分子中氢质子弛豫时间（0.27s）明显要比生理盐水中的弛豫时间（2.8s）短，认为当水分子中氢质子结合相对固定的核苷酸和蛋白质时，其T1弛豫时间会缩短，因此在T1WI为高信号。Ukaji等对结石的MRI表现与结石剖面图进行了对比观察，发现结石剖面像上所见裂隙及棕黑色相对粗糙区域与T1WI的高信号区相一致，而浅黄色相对稳固区域与低信号区相一致。此外这些高信号区域所含金属离子含量远高于低信号区，尤其铜离子含量与结石信号强度呈明显正相关。认为铜、铁等顺磁性离子因具有大磁矩，缩短了水中氢质子的T1弛豫时间，因而使含有这些离子的结石产生高信号。除此之外，胆红素钙盐、脂肪酸钙、蛋白质和黑色素也只存在于高信号区域。
Tsai等通过体内外研究发现，在T1WI三维快速扰相位梯度回波图像中，大多数胆色素类结石（18/20）为高信号，所有胆固醇类结石（4/4）为低信号。国内学者刘广宇等通过对胆囊结石进行脂肪抑制快速扰相梯度回波（FSPGR-FS）T1WI、三维脂肪抑制快速扰相梯度回波（3D-FSPGR-FS）T1WI、稳态采集快速成像（FIESTA）及脂肪抑制快速自旋回波（FSE-FS）T2WI序列扫描，发现胆色素类石在3D-FSPGR-FST1WI中表现为高信号，在FIESTA和FSE-FST2WI中表现为混杂低信号，胆固醇类石则在4个序列中均表现为低信号。作者对结石内金属Ca、Na、Cu、Fe进行了定量分析，发现胆色素中的金属含量要远高于胆固醇类石，且在3D-FSPGR-FST1WI序列中Ca含量与结石的信号强度呈正相关，推测Ca离子或Ca离子与顺磁性金属离子共同作用使大部分胆色素类石在3D-FSPGR-FST1WI序列中表现为高信号。这与Baron的研究结果不一致，推其原因可能为所选择的扫描序列不同所导致。
3.CT检查
3.1普通螺旋CT单能量平扫检查
普通螺旋CT因其影像分辨率高，检查安全、快速，且可以对结石密度进行量化处理，已成为体内结石成分分析最常用的检查方法。主要通过分析结石的形态学特征、密度特征及比较其CT值来推测结石的主要成分。Brakel等研究发现结石CT值与胆固醇含量呈负相关，与结石的钙含量呈明显正相关，且将CT值<140HU作为纯胆固醇结石的界值。周代全等认为钙含量是影响结石CT值最主要的因素，但选择40HU为判别胆固醇结石和非胆固醇结石的界值。
关长群等将CT的4种密度表现与结石的化学类型进行了定性分析：高密度者（CT值＞25HU）均为胆色素钙类石，低密度结石（CT值＜0HU）为高胆固醇类石，等密度结石（CT值在0～25HU之间）为胆固醇类石，混合密度者为混合类石。进一步对4类结石进行了MTBE溶解实验及体外冲击波碎石实验，发现等、低密度结石溶解减重效果较好（0.207g、0.168g），高密度结石最差（0.044g）。等密度组及混合密度组结石对冲击波碎石最敏感，高密度组最差。说明利用CT值对结石进行精确分类可预测溶石及碎石效果。
因不同研究者对判别结石成分CT值界值之间差距较大，有40HU、50HU、90HU及140HU，准确性难以让临床接受，同时对结石的影像表现也没有统一的分型标准，导致不同人员的研究结果无法进行可靠比较。
3.2CT双能量扫描技术的应用
为避免不同成分结石之间CT值的重叠问题，双能量技术得以发展并逐步用于临床。目前能够实现CT双能量成像的方法包括：①普通螺旋CT不同kV条件两次连续扫描；②能谱CT的快速kV切换技术；③双源CT（DSCT）同一机架内的两个球管在不同kV条件同时同层扫描。
3.2.1单源双能技术的应用
双能量技术最初是用两个不同的球管电位分别扫描同一病人的同一部位，这种方法的主要限制是两次扫描之间的长时间间隔，使得数据分析极易受病人运动的影响，同时给患者带来的辐射问题也不容忽视，因此限制了此方法在临床的进一步应用。宝石能谱CT采用高压发生器瞬时电压切换技术，使传统的混合能量分解为40～140keV连续不断的101个单能量，能谱成像改变了常规CT仅依靠CT值单一参数成像的模式，把CT带入了多参数成像的新模式，实现了物质的定性分离。其中能谱曲线是描述不同能量的X线束穿过某种物质时的衰减情况的曲线，不同物质具有不同的能谱曲线。
Wang等通过对等密度胆囊结石患者进行能谱分析，发现阴性结石在低keV呈低密度影，高keV呈高密度影，70keV时呈等密度影，观察能谱曲线发现阴性结石与胆汁的曲线斜率有明显差异性。汪卫兵等对单能量成像后的结石及胆汁进行了CT值测定，发现结石的CT值从40～140keV逐渐升高，胆汁的CT值依次减低，并于70keV组结石CT值与胆汁CT值无明显差异，认为70keV单能量图像相当于传统CT图像无法诊断等密度结石，而在40keV及140keV处等密度结石可清晰显示。不仅如此，利用宝石能谱CT的基物质分离技术，可以将以水为主的胆汁和含脂的结石区分开，从而有助于判断结石成分。
金玉莲等通过对10例胆囊阴性结石患者进行回顾性分析，发现在脂基图上结石均表现为高密度，在水基图上结石均表现为低密度，在一定程度上提示结石内含有胆固醇成分。他们还同时比较了等密度结石、胆汁及肾周脂肪的能谱曲线，发现等密度结石的能谱曲线与脂肪的能谱曲线相似，均表现为弓背向上的上升形曲线，而胆汁的能谱曲线为近似水平的直线，也说明等密度结石为胆固醇类结石。通过对图像进行表征有效原子序数的伪彩处理，作者发现在伪彩图中胆囊阴性结石表现为深蓝色，与周围胆汁颜色明显不同，测得有效原子序数为6.0~6.5，与脂肪（5.9~6.3）相似，也可推断结石含有胆固醇成分。但以上研究均为小样本研究，对于极少数不含脂质的等密度结石也未进行探讨，均需要扩大样本量进一步证实和研究。
3.2.2DSCT双能量技术的应用
DSCT的出现具有划时代的意义，开创了CT史上空前的高速度扫描和低剂量辐射。它在同一机架内安有两套X线球管及探测器系统，利用不同能量的X线同时同层进行照射，通过区分不同物质对不同能量X线的衰减差别鉴别组织成分。Voit等利用DSCT双能量技术对胆囊结石进行了体外研究，通过两位医师观察发现在80kV单能量分析下对钙类石的敏感性和特异性分别为100%/84%、100%/88%，对胆固醇类石的敏感性和特异性分别为54%/89%、54%/85%，对胆色素类石的敏感性和特异性均为70%/80%；在140kV单能量分析下对钙类石的敏感性和特异性均为100%/84%，对胆固醇类石的敏感性和特异性均为46%/92%，对胆色素类石的敏感性和特异性分别为80%/75%、80%/80%，认为根据DECT获得的相关图像可对胆囊结石进行准确分类。但他们也只是依据结石图像的密度差异进行研究，由于不同观察者的视觉标准不同，势必会影响对结石成分准确、客观的评价。
研究表明口服胆酸溶石疗法、体外冲击波碎石法只对含有高含量胆固醇的结石才有明显效果。Bauer等为得到能可靠鉴别胆固醇含量≥70%且不含钙成分的胆囊结石的有效参考标准，以傅里叶红外光谱为金标准，对35例结石的45个不同密度表现区域在体外进行了双能分析，在20例纯胆固醇结石中，DECT可识别出19处，它们在80kV图像中表现为低密度，CT值为-15~-1HU，在140kV图像中结石为等密度，CT值为17~29HU，其鉴别纯胆固醇结石的敏感性为95%、特异性为100%。25处非胆固醇结石在80kV的CT值为26~2176HU，在140kV的CT值为40~1491HU，其CT值明显高于纯胆固醇结石，且CT值间并无重叠。因此作者将在体外研究条件下80kV图像CT值-15~-1HU及140kV图像中CT值17~29HU定义为纯胆固醇结石的参考值范围。但此研究也仅限于体外，其临床适用性还有待于进一步的体内研究及临床认证。另外对于胆色素类结石及混合类结石的诊断标准还未进行探讨研究。
4.总结
超声、MRI、常规CT、宝石能谱CT及DSCT在胆囊结石的检出及成分鉴别中有各自的特点，尤其双能CT技术的应用，为胆囊结石的检出及成分鉴定提供了全新的工具，在鉴别胆囊结石成分中显示出了独特的优势，为临床胆囊结石患者的治疗和判断预后提供更多的帮助。
来源：米利晓,孙建男,赵恒宇,赵春,王莉娜,蒋延彬.影像学方法鉴别胆囊结石成分的研究进展[J].中国临床医学影像杂志,2018(03):215-217.
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