雙能量CT碘圖定量參數(shù)在鑒別聲帶良惡性病變中的價(jià)值

瞿姣 危春容 吳莉 趙衛(wèi) 王元玲 楊亞英

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

喉癌是頭頸部最常見(jiàn)惡性腫瘤之一，聲門型喉癌最常見(jiàn)且以鱗癌多見(jiàn)。與頭頸部其他腫瘤不同的是：聲門型喉癌在體積很小時(shí)，就可出現(xiàn)聲嘶［1］，而聲嘶亦可出現(xiàn)于聲帶息肉、聲帶慢性炎等良性病變［2］。喉部良惡性病變的治療方法不同，因此，術(shù)前正確定性對(duì)治療方案的選擇具有重要意義。雙能量CT 通過(guò)獨(dú)特的掃描方式及圖像后處理技術(shù)［3-4］，可對(duì)病變進(jìn)行多參數(shù)定量分析，在客觀評(píng)估病變的組織特性及功能狀態(tài)方面具有較大的潛力，在疾病的診斷及鑒別中有較多的研究［5-7］，而在喉部疾病的鑒別中研究甚少。本研究選取因聲嘶行CT 雙能量掃描最多見(jiàn)的3 種病變?yōu)檠芯繉?duì)象，探討雙能量CT 碘圖定量參數(shù)鑒別聲帶鱗癌、聲帶息肉及聲帶慢性炎癥的價(jià)值，并分析各參數(shù)對(duì)聲帶良惡性病變的診斷效能。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2017年7月至2018年12月行喉部雙能量CT 掃描并經(jīng)病理證實(shí)的聲帶病變患者138 例。排除因呼吸、運(yùn)動(dòng)偽影等導(dǎo)致圖像質(zhì)量無(wú)法滿足診斷要求者10 例，最終128 例（聲帶鱗癌50 例、聲帶息肉50 例、聲帶慢性炎癥28 例）患者納入研究。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）檢查前未接受任何治療。（2）術(shù)前1 周內(nèi)行喉部雙能量CT 掃描，圖像無(wú)明顯偽影。（3）具有完整的手術(shù)記錄及病理結(jié)果。男118 例，女10 例，年齡22 ～88 歲，平均（54.09 ± 11.27）歲。本研究獲得受試者知情同意。

1.2 檢查方法采用德國(guó)西門子第二代炫速雙源CT（SOMATOM Definition；Siemens Healthcare，F(xiàn)orchheim，Germany）行喉部平掃及雙能量掃描。CT 平掃參數(shù)：管電壓100 kV，開(kāi)啟CARE kV 及CARE Dose 4D 模式，層厚1 mm，層間距0.7 mm。增強(qiáng)掃描：使用雙筒高壓注射器以流率3.0 mL/s 經(jīng)肘靜脈注入對(duì)比劑碘海醇（含碘370 mgI/mL），總量1.2 mL/kg × 體質(zhì)量，跟注生理鹽水30 mL。采用對(duì)比劑示蹤法（Bolus tracking）觸發(fā)掃描，觸發(fā)點(diǎn)位于舌骨層面頸動(dòng)脈，觸發(fā)閾值為100 HU，延遲5 s行動(dòng)脈期雙能量掃描，延遲25 s 行靜脈期雙能量掃描。掃描參數(shù)：A 球管管電壓80 kV，管電流230 mA；B 球管管電壓Sn 140 kV，螺距0.8，F(xiàn)OV：207 mm。

1.3 圖像后處理及分析由2 名頭頸組影像診斷醫(yī)師在不知道病理結(jié)果的情況下獨(dú)自測(cè)量所有病灶動(dòng)脈期碘濃度（iodine concentration，IC）、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC）及Overlay 值并將測(cè)量值的均值用于比較分析，操作如下：將動(dòng)脈期80 kV 及Sn 140 kV 兩組薄層圖像（層厚1.0 mm）同時(shí)調(diào)入Siemens syngo MMWP 工作站“Dual-Energy”軟件中，選擇“Liver VNC”模式得到碘圖，在病變最大層面根據(jù)病灶大小勾畫(huà)圓形或橢圓形ROI 以測(cè)量病灶碘濃度、Overlay 值并測(cè)量同層面頸動(dòng)脈碘濃度，ROI 的面積約為病灶實(shí)性成分最大面積的2/3，避開(kāi)囊變、壞死、血管、偽影及病灶邊緣；每個(gè)病灶分別測(cè)量3 次并取平均值作為各自的測(cè)量結(jié)果。將病變同層面頸動(dòng)脈碘濃度定義為標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)，利用公式“標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度= 病灶ROI 碘濃度/同層面頸內(nèi)動(dòng)脈碘濃度”計(jì)算病灶的標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析?；颊咝詣e為計(jì)數(shù)資料，采用例數(shù)（百分比）表示，使用R × C 資料的χ2檢驗(yàn)Fisher 確切概率法比較其差異。年齡為計(jì)量資料，符合正態(tài)分布且方差齊，使用單因素方差分析（one-way ANOVA）比較其差異，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。動(dòng)脈期碘濃度、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度及Overlay 值為計(jì)量資料，首先應(yīng)用Shapiro-wilk 檢驗(yàn)對(duì)各參數(shù)行正態(tài)性檢驗(yàn)，除聲帶鱗癌動(dòng)脈期Overlay 值服從正態(tài)分布，使用均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差表示外，其余參數(shù)均不服從正態(tài)分布，使用中位數(shù)及上下四分位數(shù)間距M（P25，P75）表示；采用Kruskal-WallisH檢驗(yàn)比較3組間動(dòng)脈期碘濃度、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度及Overlay 值的差異，若差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，行組間兩兩比較并經(jīng)Bonferroni 法校正P值。將128 例病變分為良性組（78 例）及聲帶鱗癌組（50 例），繪制ROC 曲線并計(jì)算曲線下面積（area under curve，AUC），以Youden指數(shù)最大對(duì)應(yīng)值為診斷臨界值評(píng)價(jià)各參數(shù)對(duì)聲帶鱗癌的診斷效能。P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料的比較聲帶鱗癌組、聲帶息肉組、聲帶慢性炎癥組的性別構(gòu)成差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2= 8.38，P= 0.01）：50 例聲帶鱗癌均為男性，聲帶息肉組及聲帶慢性炎組男性均多于女性，男性比例分別為88%（44/50）及85.7%（24/28）。聲帶鱗癌組及聲帶慢性炎組患者平均年齡分別為（59.22 ± 10.49）歲及（55.00 ± 7.96）歲，均大于聲帶息肉組（48.46 ± 11.17）歲（F= 13.84，P＜0.001），而聲帶鱗癌組與聲帶慢性炎組年齡差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P= 0.084）。

2.2 3 組病變動(dòng)脈期碘圖定量參數(shù)的比較由表1、2 及圖1可知：3 組病變動(dòng)脈期碘濃度、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度及Overlay 值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），組間兩兩比較顯示：（1）聲帶鱗癌動(dòng)脈期IC、NIC、Overlay 值均高于聲帶息肉及聲帶慢性炎（均P＜0.05）。（2）聲帶慢性炎動(dòng)脈期IC 及NIC 高于聲帶息肉組（P＜0.05），而Overlay 值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P= 0.459）。

2.3 動(dòng)脈期IC、NIC 及Overlay 值對(duì)聲帶鱗癌的診斷效能ROC 曲線顯示動(dòng)脈期IC、NIC 及Overlay值鑒別聲帶良惡性病變的曲線下面積分別為0.933、0.845 及0.868（P＜0.001）。以動(dòng)脈期碘濃度1.75 mg/mL 為臨界值診斷聲帶鱗癌的敏感度及特異度分別為98%及83.3%，Youden 指數(shù)為0.813；以標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度0.16 診斷聲帶鱗癌的敏感度及特異度分別為84%及76.9%，Youden 指數(shù)為0.61；以O(shè)verlay 值40.15 HU 為臨界值診斷聲帶鱗癌的敏感度及特異度分別為78%及91%，Youden 指數(shù)為0.69（表3、圖2）。

表1 聲帶鱗癌組、聲帶息肉組與聲帶慢性炎組動(dòng)脈期碘圖定量參數(shù)的比較Tab.1 Comparison of iodine map quantitative parameters among three groups

3 討論

聲帶鱗癌、聲帶息肉、聲帶慢性炎癥均為引起聲嘶的常見(jiàn)病變。腫瘤因誘導(dǎo)新生血管形成，導(dǎo)致血液灌注、血流量增加，因此聲帶鱗癌在CT 增強(qiáng)圖像上可表現(xiàn)為不同程度的強(qiáng)化；當(dāng)息肉為血管瘤型或合并炎癥、新生血管等，增強(qiáng)掃描時(shí)也可強(qiáng)化；聲帶慢性炎癥因長(zhǎng)期炎癥刺激血管擴(kuò)張、通透性增高，增強(qiáng)后亦可出現(xiàn)強(qiáng)化；因此，常規(guī)增強(qiáng)CT 對(duì)3 種病變的鑒別存在一定的難度和局限性。本研究對(duì)3 種病變的雙能量CT 動(dòng)脈期碘圖定量參數(shù)進(jìn)行比較，結(jié)果顯示：聲帶鱗癌與聲帶息肉、聲帶慢性炎的動(dòng)脈期碘濃度、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度及Overlay 值均不同。

表2 聲帶鱗癌組、聲帶息肉組與聲帶慢性炎組動(dòng)脈期碘圖定量參數(shù)兩兩比較Tab.2 Pairwise comparison of iodine map quantitative parameters among 3 groups

表3 動(dòng)脈期碘圖定量參數(shù)診斷聲帶鱗癌的效能Tab.3 Diagnostic efficacy of iodine map quantitative parameters in arterial phase for vocal cord SCC

圖1 右側(cè)聲帶鱗癌、右側(cè)聲帶息肉及右側(cè)聲帶慢性炎動(dòng)脈期碘圖Fig.1 Arterial phase iodine maps of the right vocal cord SCC，the right vocal cord polyp and the right vocal cord chronic inflammation

圖2 IC、NIC 及Overlay 值診斷聲帶鱗癌的ROC 曲線Fig.2 ROC curve analysis of IC, NIC and Overlay value for the diagnosis of SCC

理論上，病變的病理類型與起源不同，微血管密度及血供不同，故強(qiáng)化程度亦不盡相同。碘是CT 增強(qiáng)對(duì)比劑的主要成分，通過(guò)對(duì)組織碘含量的定量分析，可直接有效反映組織器官的血供狀況［5，8］。雙能量CT 利用物質(zhì)在不同能量下X 線衰減特性不同從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離，并運(yùn)用特殊軟件識(shí)別物質(zhì)中碘的空間分布，進(jìn)而生成的彩色編碼圖像［7］，在獲得病灶形態(tài)學(xué)信息的同時(shí)可通過(guò)計(jì)算定量參數(shù)進(jìn)而對(duì)病變的碘攝取進(jìn)行客觀準(zhǔn)確評(píng)價(jià)，用以評(píng)價(jià)病灶血供信息及血管生成水平［5，9］。已有學(xué)者使用碘圖定量參數(shù)鑒別良惡性病變［10］，分析同種疾病不同病理類型［5］、不同種類疾病［11］及腫瘤不同分化程度之間［12-13］的差異，而在鑒別喉部病變方面的研究少見(jiàn)。通常認(rèn)為，病灶內(nèi)碘的攝取可作為腫瘤灌注和血管生成的替代標(biāo)志［14］，碘濃度通過(guò)定量病灶每個(gè)體素內(nèi)的碘含量［15］，能夠反應(yīng)病變血供特點(diǎn)，而Overlay 值為病變凈強(qiáng)化值，能夠直接反映出病灶的血流灌注情況，相比常規(guī)CT 強(qiáng)化值能夠更加準(zhǔn)確、穩(wěn)定地分析輕微強(qiáng)化的病灶。本研究中，聲帶鱗癌動(dòng)脈期碘濃度及Overlay 值均高于聲帶息肉及聲帶慢性炎，這與組織學(xué)上惡性腫瘤通過(guò)新生腫瘤血管獲得血供，微血管密度大，腫瘤血容量相對(duì)較高、血供更豐富相符［16］。但對(duì)比劑流速、總量及個(gè)體循環(huán)的不同均可造成個(gè)體間的碘濃度差異，故將標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度“ROI 碘濃度與同層面動(dòng)脈碘濃度的比值”［17］這一概念引入以消除此類差異影響。本研究中，聲帶鱗癌動(dòng)脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度亦高于聲帶息肉及聲帶慢性炎，呈現(xiàn)出與碘濃度及Overlay 值相一致的結(jié)果，說(shuō)明聲帶鱗癌的血供較聲帶慢性炎及息肉更豐富，與LIU 等［18］的研究中：甲狀腺乳頭狀癌頸部轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)較良性淋巴結(jié)具有更高的NIC（可能與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中血管數(shù)目的增加和腫瘤相關(guān)血管模式的改變有關(guān)）相符。

本研究進(jìn)一步將128 例受試者分為良性組及惡性組并應(yīng)用ROC 曲線評(píng)價(jià)各參數(shù)鑒別聲帶良惡性病變的效能，結(jié)果顯示三者診斷效能均較高，以碘濃度為著，提示動(dòng)脈期碘圖定量參數(shù)有助于聲帶鱗癌的檢出。

本研究的不足：本組為單中心初步探索性研究，僅對(duì)收集喉部CT 雙能量掃描病例期間引起聲嘶最常見(jiàn)的3 種病變的碘圖相關(guān)定量參數(shù)進(jìn)行研究，樣本量相對(duì)較少，有待于進(jìn)一步多中心、大樣本及多個(gè)參數(shù)研究驗(yàn)證。

綜上所述，雙能量CT 動(dòng)脈期碘圖相關(guān)參數(shù)是有效的定量指標(biāo)，能夠在聲帶良惡性病變的鑒別診斷中起到重要的參考價(jià)值。