雙能量CT及DWI食管癌病理分級對照

周勝利, 陳偉, 柏根基, 王亞婷

食管癌是消化道常見惡性腫瘤，死亡率高[1]，食管癌的病理特點對于腫瘤生物學(xué)行為及預(yù)后具有重要意義[2]。雙源CT(dual source computed tomography,DSCT)碘圖可間接反應(yīng)腫瘤新生血管生成[3]，進(jìn)而反映腫瘤組織病理分化特點[4]。磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像(diffusion weighted imaging，DWI)可從細(xì)胞及分子水平診斷疾病[5]，其表觀擴(kuò)散系數(shù)(apparent diffusion coefficient,ADC)值可在一定程度上預(yù)測食管癌惡性程度[6-7]。本文通過對2016年12月-2019年12月60例食管癌患者行影像與病理對照分析研究，目的在于探討雙能量CT及磁共振擴(kuò)散加權(quán)成像在食管癌病理分級中的應(yīng)用比較，為食管癌患者術(shù)前病情評估、臨床治療方案制定及預(yù)后評價提供有益信息。

材料與方法

1.臨床資料

2016年12月-2019年12月經(jīng)內(nèi)鏡活檢或術(shù)后病理證實食管鱗狀細(xì)胞癌患者60例。男43例，女17例，年齡48～84歲，平均65.8歲，其中食管上段癌8例，食管中段癌33例，食管下段癌19例。

病例入選標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)內(nèi)鏡活檢或病理證實腫塊型食管癌患者；既往無食管腫瘤手術(shù)病史且未行放療或化療；所有病例均行雙源CT雙能量平掃加雙期增強(qiáng)掃描及磁共振掃描；無碘劑過敏史。排除標(biāo)準(zhǔn)：碘劑過敏、嚴(yán)重心腦腎功能不全以及甲狀腺毒癥者、體重質(zhì)量指數(shù)(BMI)>30 kg/m2及磁共振檢查禁忌癥者。

2.檢查方法

雙源CT掃描：采用西門子Definition Flash雙源CT機(jī)對60例食管癌患者以雙能量模式進(jìn)行檢查，所有患者均行平掃和增強(qiáng)掃描。常規(guī)平掃掃描參數(shù)：管電壓120 kV，有效電流250 mAs，層厚5 mm、層間距5 mm，螺距0.7，轉(zhuǎn)速0.28 s/圈，F(xiàn)OV 300 mm。雙能量增強(qiáng)掃描：采用雙筒高壓注射器自肘前靜脈注射碘海醇，注射流率3.5 mL/s，劑量1.5 mL/kg，總量約60～80 mL，然后以相同流率注射生理鹽水20 mL，應(yīng)用對比劑團(tuán)注跟蹤軟件(Bolus Tracking)監(jiān)測平面選擇同層主動脈，達(dá)到閾值(100 HU)后延遲10 s進(jìn)行動脈期掃描，延遲35 s掃描靜脈期。掃描后自動重建層間距、層厚為1 mm。

MRI掃描：采用德國西門子AVANTO 1.5T磁共振成像儀常規(guī)掃描。成像參數(shù)：T1WI軸面、T2WI軸面及T2WI冠狀面，掃描時間17～40，層厚5 mm，視野350 mm×350 mm～400 mm×400 mm;DWI檢查時層面、層厚、FOV及層間距均保持一致，TR 5700 ms，TE 70 ms，矩陣128×128，層厚5 mm，選用b值為0和600 s/mm2同時生成ADC圖。

3.圖像處理及數(shù)據(jù)分析

CT后處理方法及觀察指標(biāo)：將所有圖像傳至雙源CT Syngo.VIA工作站，并利用其Liver VNC軟件進(jìn)行后處理，測量工作由兩名副高以上高年資醫(yī)生共同完成。分別測量病灶所有層面平掃、動脈期和靜脈期食管癌病灶CT值、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度，標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalization iodine concentration,NIC)=病灶內(nèi)測得的碘濃度/同層面主動脈測得的碘濃度。本研究測量感興趣區(qū)碘濃度時在測量軟件中將Normalized ROI放置于同層主動脈進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，然后選用Dual energy ROI于病灶處繪制感興趣區(qū)，所得碘濃度即為標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度。CTA=CT動脈期-CT平掃，為動脈期病灶強(qiáng)化程度，CTP=CT靜脈期-CT平掃，為靜脈期強(qiáng)化程度。

ADC值測量：由2位副高以上高年資MRI診斷醫(yī)師對病灶行診斷及定位。感興趣區(qū)(region of interest,ROI)選?。航Y(jié)合T1WI、T2WI圖像上腫瘤的范圍和形態(tài)，在ADC圖不規(guī)則邊緣劃線，圈入全部病變區(qū)，記錄病灶所在每一層面ADC值后取其平均值，若病灶大小不足3個層面，取3個不同部位分別測量并取其平均值。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

1.食管癌雙能量CT碘圖及MRI表現(xiàn)

CT表現(xiàn)：食管壁不規(guī)則增厚，可形成以管壁為軸心的軟組織密度腫塊，管腔不同程度狹窄，增強(qiáng)掃描可見呈中度至明顯強(qiáng)化，碘圖上顯示食管癌病灶碘劑聚集，病灶較大伴有壞死者，碘劑分布可不均勻(圖1)。

MRI表現(xiàn)：軸面T1WI見以管壁為中心非對稱性增厚，管腔不規(guī)則狹窄，T2WI環(huán)形高信號的黏膜線破壞中斷；病變于DWI圖像上呈明顯不均質(zhì)高信號，ADC圖呈低信號(圖2)。

2.不同病理分級食管癌NIC值、CT強(qiáng)化程度比較(表1)

不同病理分級食管癌NIC值不同，隨著病理分級逐漸升高，病灶NIC值逐漸增加，對3組NIC值行單因素方差分析后得出動脈期、靜脈期高分化與低分化、中分化與低分化食管癌NIC值比較差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而高分化與中分化食管癌NIC值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；不同病理分級食管癌CT強(qiáng)化程度比較得出靜脈期高分化與低分化食管癌強(qiáng)化程度差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其余兩組比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

兩比較結(jié)果：動脈期和靜脈期NIC值高分化與低分化、中分化與低分化食管癌NIC值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；高分化與中分化NIC值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。靜脈期CT強(qiáng)化程度高分化與低分化組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其余兩組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

圖1 a)動脈期混合能量(120kV)圖像示食管壁明顯增厚，見軟組織腫塊形成，管腔狹窄、閉塞，增強(qiáng)掃描見病灶明顯強(qiáng)化；b)動脈期碘圖示食管癌病灶內(nèi)有明顯碘劑沉積；c)靜脈期混合能量圖像(120kV)；d)靜脈期碘圖。 圖2 男，60歲，食管上段中分化鱗狀細(xì)胞癌。a)T1WI食管上段管壁明顯不規(guī)則增厚，呈等信號，管腔狹窄；b)T2WI病灶呈稍高信號，正常高信號食管粘膜線中斷；c)DWI食管管壁增厚，腫塊呈明顯不均質(zhì)高信號；d)ADC圖病變呈低信號。

表1 不同病理分級食管癌NIC值及CT強(qiáng)化程度比較結(jié)果

注：NIC標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度

3.不同病理分級食管癌的ADC值比較(表2)

病灶的 ADC值均隨著腫瘤分化程度增高而升高，并對高分化組、中分化組、低分化組3組間行兩兩比較后得出各分化組間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表2 不同分化程度食管癌ADC值(×10-3mm2/s)比較

注：F=21.594，P=0.000

4.ROC曲線分析NIC值及ADC值對中高分化食管癌與低分化食管癌鑒別診斷效能

把不同分化程度食管癌分為2組即低分化組和中高分化組。以食管癌病灶為觀察目標(biāo)，應(yīng)用ROC曲線分析NIC值及ADC值對中高分化食管癌與低分化食管癌鑒別診斷效能。依ROC曲線分析結(jié)果得知NICp曲線下面積最大，其診斷效能最大，選取1.92mg/mL作為診斷閾值，其敏感度和特異度均較高，分別為80.5%和89.5%(表3)。

表3 中高分化與低分化食管癌NIC值及ADC值ROC曲線分析結(jié)果

注：NIC 標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度；NICA 動脈期期NIC值；NICP 靜脈期NIC值；ADC 表觀擴(kuò)散系數(shù)值

討 論

食管癌是惡性程度較高消化道腫瘤，近年來其發(fā)病率逐年增加[8]，食管癌病理分型以鱗癌多見，占90%以上，而腺癌少見，病理學(xué)上按照分化程度不同將其分為高分化、中分化、低分化癌。

研究[9]發(fā)現(xiàn)腫瘤供血早期主要來源于宿主血管，腫瘤進(jìn)一步發(fā)展會促進(jìn)腫瘤自身新生血管的大量生成，腫瘤分化程度越差，其腫瘤新生血管越豐富，但是新生腫瘤血管存在發(fā)育不成熟、血管紆曲、紊亂并且血管通透性較高特點。CT增強(qiáng)掃描病理基礎(chǔ)是碘對比劑在組織微血管充盈，因此可知腫瘤強(qiáng)化程度與瘤內(nèi)微血管密度及結(jié)構(gòu)呈正相關(guān)，進(jìn)而可反映腫瘤血管生成情況[10]。雙源CT標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度能夠反映腫瘤分化程度，主要原因可能是不同分化程度腫瘤其血管形成強(qiáng)度不同，分化程度差的腫瘤其血供相對越豐富，增強(qiáng)掃描時病灶內(nèi)沉積碘劑越多，進(jìn)而可以通過病灶內(nèi)碘濃度測量來反映腫瘤分化程度。因此，分化程度越低的食管癌其腫瘤微血管密度越高，測量標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度越高[11-12]。

DWI能夠從分子水平上早期檢測組織與器官病理生理學(xué)改變。ADC值可以定量評估腫瘤組織微結(jié)構(gòu)變化[13-15]。研究表明腫瘤組織中水分子自由擴(kuò)散能力是影響ADC值大小主要因素[16]。病理學(xué)上食管癌分化程度越低，腫瘤細(xì)胞越大，腫瘤細(xì)胞增多且排列緊密，腫瘤組織細(xì)胞外間隙減小，水分子自由擴(kuò)散受限，因而ADC值減低，即理論上分化程度不同食管癌之間ADC值不同。

本組研究結(jié)果顯示不同分化程度食管癌NIC值不同，分化程度越低，其NIC值越高，其原因可能是由于不同病理分級食管癌其血供及微血管密度不同。各組間兩兩比較得出高分化與低分化食管癌、中分化與低分化食管癌標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而高分化與中分化食管癌間標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，可能是由于高分化與中分化食管癌分化程度均較高，腫瘤血管生成情況相差不大所致病灶內(nèi)碘劑沉積無明顯差異所致。本研究測量了不同病理分級食管癌的ADC值，結(jié)果顯示不同病理分級食管癌ADC值亦不同，各組間兩兩比較得出高分化與低分化食管癌、高分化與中分化及中分化與低分化食管癌ADC值間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。因此認(rèn)為ADC值可以作為鑒別食管癌惡性程度定量指標(biāo)。

本研究通過ROC曲線分析病灶NIC值及ADC值對于中高分化食管癌與低分化食管癌的鑒別診斷價值，結(jié)果表明二者均有鑒別診斷價值，其中NIC值對于中高分化與低分化食管癌的鑒別以靜脈期曲線下面積最大，診斷效能最高，相應(yīng)診斷閾值為1.92mg/mL，敏感度和特異度均較高，分別為80.5%和89.5%；ADC值對于中高分化食管癌與低分化食管癌鑒別診斷閾值為1.04×10-3mm2/s，其敏感度和特異度分別為65.9%和85.9%，通過對比顯示出二者均有助于鑒別腫瘤血管生成情況，但以碘定量分析價值更高。