能譜CT診斷直腸癌漿膜外浸潤

李淑娟，楊鵬飛，魯仁財(cái)，張夏，韓丹，趙衛(wèi)

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，云南昆明 650032；

直腸癌是最常見的胃腸道惡性腫瘤之一，也是造成癌癥相關(guān)死亡的第二大原因[1]。直腸癌準(zhǔn)確的術(shù)前分期不僅影響治療方案的選擇，也是評估患者預(yù)后的主要因素。傳統(tǒng)CT、MRI判斷直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤主要依據(jù)腫瘤的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)，常不能準(zhǔn)確區(qū)分腫瘤周圍炎癥反應(yīng)、纖維增生以及腫瘤對周圍組織的浸潤，是導(dǎo)致直腸癌術(shù)前分期，尤其是對直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤判斷錯(cuò)誤的常見原因[2-3]。目前，CT雙能量技術(shù)應(yīng)用于判斷直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤的研究較少，本研究擬探討能譜CT定量參數(shù)判斷直腸癌漿膜外浸潤的診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2013年11月-2017年8月在昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院行雙源CT雙能量掃描，并經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的結(jié)腸癌患者62例，其中男36例，女26例；年齡33～83歲，平均（56.4±15.6）歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①所有患者術(shù)前未行任何治療，檢查前均簽署知情同意書；②患者行全腹部雙能量CT雙期增強(qiáng)掃描；③CT檢查與手術(shù)間隔時(shí)間小于2周；④術(shù)后病理資料完整；⑤直腸癌腸周有足夠的脂肪組織供碘濃度值測量。排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重心、肺、腎功能不全；②造影劑過敏者。

1.2 儀器與方法 采用Siemens雙源CT（Somatom Definition），掃描范圍自膈頂至恥骨聯(lián)合下緣。行常規(guī)平掃及雙能量動(dòng)脈期、門靜脈期增強(qiáng)掃描。平掃管電壓120 kVp，管電流250 mAs，開啟CARE Dose4D，CARE kV，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s，準(zhǔn)直器層厚128.0 mm×0.6 mm，重建間隔0.7 mm。增強(qiáng)掃描：Bolus Tracking，監(jiān)測層面腹腔干，CT值達(dá)150 HU后延遲5 s掃動(dòng)脈期，動(dòng)脈期后 22 s掃描靜脈期，造影劑為碘海醇（350 mgI/ml）1.2 ml/kg，注射速度3 ml/s，跟注30～40 ml生理鹽水。A、B管球Sn140 kV、100 kV，230 mAs、190 mAs。

1.3 圖像后處理 采用Liver VNC、Monoenergetic軟件（Siemens MMWP version2008A）得到動(dòng)、靜脈期碘圖及能譜曲線圖，分別測量感興趣區(qū)（ROI）動(dòng)、靜脈期碘濃度，能譜曲線斜率（K）=40-100 keV CT值/60。ROI置于病變最大層面緊貼腸壁外緣5 mm范圍內(nèi)，測量病變腸段周圍脂肪組織碘濃度值，繪制能譜曲線，并計(jì)算K值。ROI為圓形，直徑<5 mm，分別在病變3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)鐘方向進(jìn)行測量，測量3次取平均值，然后計(jì)算3個(gè)位置所測得值的平均值作為測量結(jié)果。測量時(shí)避開偽影區(qū)及肉眼可辨的血管。依據(jù)病理結(jié)果將所收集病例分為僅漿膜受侵組和漿膜外浸潤組。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用 SPSS 21.0軟件，采用Kolmogorov-Smirnov分析計(jì)量資料是否符合正態(tài)分布。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，不符合正態(tài)分布者以中位數(shù)表示。增強(qiáng)掃描動(dòng)、靜脈期兩組碘濃度、K值比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。對兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)進(jìn)行受試者工作特性（ROC）曲線分析，并計(jì)算曲線下面積（area under curve，AUC），P<0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 病理結(jié)果 62例直腸癌患者中，發(fā)生漿膜外浸潤25例，僅漿膜受侵未突破漿膜37例。漿膜外浸潤組共活檢淋巴結(jié)160枚，發(fā)生轉(zhuǎn)移76枚；僅漿膜受侵組共活檢淋巴結(jié)193枚，發(fā)生轉(zhuǎn)移35枚。

2.2 兩組腸周脂肪組織碘濃度比較 動(dòng)、靜脈期漿膜受侵組與漿膜外浸潤組腸周脂肪組織碘濃度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見圖1A、B、圖2A、B及表1。

表1 不同期相兩組腸周脂肪組織碘濃度比較（mgI/ml）

2.3 兩組腸周脂肪組織能譜斜率比較 動(dòng)、靜脈期僅漿膜受侵組與漿膜外浸潤組腸周脂肪組織 K值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），見圖1C、圖2C及表2。

表2 不同期相兩組腸周脂肪組織K值比較

2.4 動(dòng)、靜脈期碘濃度、K值診斷直腸癌漿膜外浸潤的效能 ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，動(dòng)脈期碘濃度判斷直腸癌漿膜外浸潤的診斷閾值為 0.56 mgI/ml，AUC=0.837，敏感度為60.7%，特異度為95.2%。靜脈期碘濃度AUC=0.707，敏感度為46.4%，特異度為90.5%，診斷閾值為0.46 mgI/ml（圖3）。動(dòng)脈期K值A(chǔ)UC=0.684，診斷閾值為0.381，敏感度為57.1%，特異度為81.0%。靜脈期K值A(chǔ)UC=0.674，診斷閾值為0.357，敏感度為50.0%，特異度為85.7%。

圖1 男，83歲，直腸中-高分化腺癌，侵及漿膜層未突破。動(dòng)脈期病變腸壁漿膜面尚光滑，周圍脂肪間隙尚清晰（A）；動(dòng)脈期腸周脂肪組織碘含量為0.3 mgI/ml（B）；直腸周圍脂肪組織能譜曲線圖示K值為0.38（C）

圖2 女，36歲，直腸高-中分化腺癌，侵及腸壁全層達(dá)外膜，侵及腸周脂肪組織。動(dòng)脈期見直腸壁增厚，漿膜面毛糙，腸周脂肪間隙模糊（A）；動(dòng)脈期直腸周圍脂肪組織碘含量為1.2 mgI/ml，高于直腸癌僅侵及漿膜組（B）；直腸周圍脂肪組織能譜曲線圖示K值為0.53（C）

圖3 動(dòng)脈期碘濃度（A）和K值（B）ROC曲線，AUC分別為0.837、0.684，顯示動(dòng)脈期碘濃度較K值具有較高的效能

3 討論

漿膜層是限制腫瘤外侵的良好屏障，腫瘤一旦穿透漿膜層，癌組織生長速度明顯加快，周圍組織、血管及淋巴管更易受侵犯，淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的幾率明顯增加，腫瘤復(fù)發(fā)率隨之升高，直腸癌5年生存率也將減低[4]。因此，準(zhǔn)確的術(shù)前分期是臨床醫(yī)師對直腸癌患者進(jìn)行有效診療的第一步[5]。以往對于直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤的研究主要集中于 CT形態(tài)學(xué)判斷，影響判斷準(zhǔn)確性的主要因素是腫瘤周圍的炎癥反應(yīng)和纖維化，其影像學(xué)征象常表現(xiàn)為病變腸壁漿膜面模糊不清，周圍脂肪組織內(nèi)見條索影，上述征象與腫瘤突破漿膜面，發(fā)生漿膜外浸潤的征象相似，不易區(qū)分，也是造成直腸癌過度分期的主要原因[6-7]。MRI具有較高的分辨率，但區(qū)分直腸癌腸周脂肪組織內(nèi)單純炎癥、纖維化引起的條索影和由含有腫瘤細(xì)胞引起的條索影存在一定的困難[8]。傳統(tǒng)CT診斷直腸癌分期的敏感度高達(dá)77%，但特異度卻極低，僅為3%[9]。本研究利用雙源CT碘圖可定量測量病灶內(nèi)碘濃度，準(zhǔn)確分析輕微強(qiáng)化的病灶[10-11]，能譜曲線可反映組織化學(xué)成分某些特征，為疾病診斷提供新的思路[12-13]。直腸癌患者即使無腸道準(zhǔn)備，雙能量 CT也可作為結(jié)直腸癌患者術(shù)前準(zhǔn)確分期的方法[14]。

本研究中，動(dòng)、靜脈期直腸癌發(fā)生漿膜外浸潤組與僅漿膜受侵組腸周脂肪組織碘濃度均存在差異，且漿膜外浸潤組腸周脂肪組織碘濃度含量動(dòng)、靜脈期均高于僅漿膜受侵組，其原因可能是腫瘤的生長依賴于血管生成，惡性腫瘤中血管數(shù)急劇增多[15-16]，直腸癌作為一種惡性腫瘤，其發(fā)生漿膜外浸潤的脂肪組織中腫瘤實(shí)質(zhì)細(xì)胞和血管多于直腸癌僅漿膜受侵組，盡管直腸癌僅漿膜受侵組腸周脂肪組織炎癥反應(yīng)也會(huì)導(dǎo)致局部微血管增多，但這些正常微血管數(shù)量較腫瘤微血管少，增強(qiáng)掃描時(shí)，其強(qiáng)化程度雖可增加，但強(qiáng)化程度較發(fā)生漿膜外浸潤者低，提示碘作為CT增強(qiáng)對比劑的主要成分，通過測定組織中的碘含量，可反映組織內(nèi)血流灌注情況[17]，這也是直腸癌漿膜外浸潤組腸周脂肪組織碘濃度高于僅漿膜受侵組的原因。動(dòng)脈期碘濃度在判斷直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤時(shí)的敏感度及特異度均較靜脈期高，可能與腫瘤細(xì)胞主要由動(dòng)脈供血，靜脈期腫瘤供血?jiǎng)用}中碘濃度下降有關(guān)。本研究中動(dòng)、靜脈期測量直腸癌僅漿膜受侵組腸周脂肪組織碘濃度值與陳吉虎等[4]的結(jié)果相似，表明利用碘濃度判斷直腸癌是否發(fā)生漿膜層侵犯較為準(zhǔn)確。本研究結(jié)果顯示，動(dòng)、靜脈期漿膜外浸潤組及僅漿膜受侵組能譜曲線為下降型，動(dòng)、靜脈期能譜曲線K值判斷直腸癌發(fā)生漿膜外浸潤 AUC均>0.5，表明動(dòng)、靜脈期能譜曲線 K值在判斷直腸癌漿膜外浸潤有一定價(jià)值，但動(dòng)、靜脈能譜曲線K值在判斷直腸癌漿膜外浸潤時(shí)其敏感度及特異度均較動(dòng)、靜脈期碘濃度低，可能是因?yàn)槟茏V曲線是物質(zhì)隨 X線能量變化衰減產(chǎn)生，不同種類物質(zhì)隨X線衰減后產(chǎn)生其相應(yīng)的能譜曲線，故直腸癌漿膜外浸潤組及僅漿膜受侵組動(dòng)、靜脈期能譜曲線K值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但相同或類似的組織結(jié)構(gòu)和病理類型會(huì)產(chǎn)生相同或相似的能譜曲線[18]，直腸癌漿膜外浸潤組腸周脂肪組織也可能存在與直腸癌僅侵及漿膜層組相似的炎癥反應(yīng)，故導(dǎo)致動(dòng)、靜脈期能譜曲線 K值在判斷直腸癌漿膜外浸潤時(shí)敏感度及特異度均較碘濃度低。孫燦輝等[19]運(yùn)用CT動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描，通過測量直腸癌腫塊及腸周組織CT值，計(jì)算直腸癌腫塊與腸周組織的差值來判斷直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤，盡管該方法具有一定的準(zhǔn)確性，但其所測得的 CT值可能會(huì)受到部分容積效應(yīng)的影響，而且測量 CT值對于增強(qiáng)掃描動(dòng)、靜脈期病灶中所含造影劑量較小改變的敏感度低于雙能量 CT碘濃度測量。

本研究運(yùn)用雙源CT雙能量技術(shù)，通過測量碘濃度，計(jì)算能譜曲線K值，比較直腸癌漿膜外浸潤及直腸癌僅漿膜受侵組碘濃度及K值的差異，為判斷直腸癌是否發(fā)生漿膜外浸潤提供了新的研究方向，為臨床直腸癌術(shù)前選擇治療方案提供更多信息。然而，本研究納入病例數(shù)較少，未將直腸癌僅侵及漿膜下者納入研究，也未對直腸癌未發(fā)生漿膜外浸潤但表現(xiàn)為腸周脂肪組織明顯炎性水腫者與直腸癌發(fā)生漿膜外浸潤者進(jìn)行單獨(dú)研究，在后續(xù)研究中尚需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步深入探討。