能譜CT平掃多參數(shù)成像判斷純磨玻璃密度肺腺癌病理亞型

武衛(wèi)杰，岳松偉，呂培杰，王會霞，呂東博，高劍波

(鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450052)

純磨玻璃結(jié)節(jié)(pure ground-glass nodule, pGGN)是指不含實(shí)性成分、肺窗密度輕度增高且不掩蓋其內(nèi)走行的血管及支氣管影的一類肺結(jié)節(jié)，病理學(xué)上多為早期肺腺癌或癌前病變，包括不典型腺瘤樣增生(atypical adenomatous hyperplasia, AAH)、原位腺癌(adenocarcinoma in situ, AIS)及微浸潤性腺癌(minimally invasive adenocarcinoma, MIA)，但也可為浸潤性腺癌(invasive adenocarcinoma, IAC)[1]。臨床對于AAH、AIS及MIA多采取肺段或楔形切除術(shù)，對IAC則采取肺葉切除術(shù)進(jìn)行治療[2-4]，故術(shù)前準(zhǔn)確判斷肺pGGN病理亞型對于臨床采取合理治療方案具有重大意義。pGGN早期形態(tài)學(xué)特征不典型，而常規(guī)CT檢查價(jià)值有限。能譜CT平掃可實(shí)現(xiàn)多參數(shù)成像，提供更多診斷信息，但目前國內(nèi)外鮮有針對其是否有助于提高對于不同病理亞型pGGN肺腺癌鑒別診斷能力的研究報(bào)道。本研究探討能譜CT平掃多參數(shù)成像對判斷pGGN肺腺癌病理亞型的價(jià)值，以期為個(gè)體化方案的制定提供理論指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2018年1月—2019年5月110例經(jīng)病理確診、胸部CT表現(xiàn)為pGGN的肺腺癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①病理證實(shí)為肺腺癌，病理報(bào)告完整；②術(shù)前接受能譜CT掃描檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①CT圖像有嚴(yán)重偽影，影響圖像質(zhì)量，導(dǎo)致病灶不易觀察和測量；②肺內(nèi)多發(fā)磨玻璃結(jié)節(jié)(ground-glass nodule, GGN)，或混合磨玻璃結(jié)節(jié)(mixed GGN, mGGN)。最終納入45例，男20例，女25例，年齡23～72歲，平均(55.6±8.4)歲；分為A組(非IAC組，21例，其中AIS 9例、MIA 12例)和B組(IAC組，24例，包括腺泡為主型6例、貼壁為主型10例及乳頭為主型8例)。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution CT機(jī)，以GSI Assist掃描模式行胸部能譜平掃，參數(shù)：80/140 kVp瞬時(shí)切換，智能匹配管電流水平技術(shù)(200～500 mAs)，噪聲指數(shù)均為13 HU，探測器寬度80 mm，旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/rot，掃描層厚和層間距均為5 mm，螺距0.992∶1，掃描范圍自胸廓入口處至肺底層面。掃描結(jié)束后采用40%自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction V, ASIR-V)技術(shù)重建70 keV單能圖像，重建層厚及層間距均為1.25 mm。

1.3 圖像分析 將所有圖像導(dǎo)入GE HealthCare ADW 4.7工作站進(jìn)行分析及測量。

1.3.1 分析結(jié)節(jié)CT征象 由2名具有10年以上胸部影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師基于聯(lián)合40% ASIR-V技術(shù)重建的70 keV單能水平圖像評估結(jié)節(jié)的CT征象，主要包括結(jié)節(jié)的分葉征、毛刺征、空泡征、空氣支氣管征以及胸膜凹陷征和異常血管征，意見不一時(shí)經(jīng)協(xié)商得出最終意見。

1.3.2 測量能譜CT平掃定量參數(shù) 使用GSI-Viewer軟件對平掃圖像進(jìn)行分析。于pGGN最大層面及鄰近上下共3個(gè)層面避開血管、支氣管及氣泡成分放置相同大小的圓形或橢圓形ROI，使其大于病灶橫截面積的1/2，取平均值，獲得病灶40～140 keV單能量CT值(間隔10 keV)、水基值(water concentration, WC)及有效原子序數(shù)(effective atomic number, Eff-Z)。計(jì)算40～70、71～100及101～140 keV各能量區(qū)間的能譜曲線斜率(k1～k3)，計(jì)算公式分別為：k1=(HU40 keV-HU70 keV)/(70-40)，k2=(HU70 keV-HU100 keV)/(100-70)，k3=(HU100 keV-HU140 keV)/(140-100)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，2組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示非正態(tài)分布的計(jì)量資料，2組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料2組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CT征象 B組異常血管征出現(xiàn)率高于A組(P<0.05)。2組間分葉征、毛刺征、空氣支氣管征、空泡征、胸膜凹陷征差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

表1 基于重建70 keV單能水平圖像2組病灶CT征象比較(個(gè))

2.2 能譜CT平掃定量參數(shù) B組40～140 keV單能量CT值均高于A組(P均<0.01)，見表2。B組k1低于A組(P<0.05)，組間k2、k3差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。B組WC高于A組(P<0.05)，組間Eff-Z差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表3、圖1～2。

表2 2組病灶不同keV單能量CT值比較(HU)

表3 2組病灶能譜曲線斜率、WC及Eff-Z比較

圖1 患者女，41歲，右肺上葉MIA A.能譜CT重建70 keV單能圖像示右肺上葉pGGN，未見明確分葉征、毛刺征、空泡征、空氣支氣管征以及胸膜凹陷征和異常血管征； B.能譜平掃水基圖示W(wǎng)C為368.07 mg/cm3； C.能譜曲線示40～140 keV水平CT值變化范圍-572.71～-619.45 HU，k1為1.16

3 討論

隨著越來越多的肺pGGN被外科手術(shù)切除并經(jīng)病理證實(shí)為早期肺腺癌，這種有著特殊影像學(xué)表現(xiàn)的肺結(jié)節(jié)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛重視。pGGN多為早期肺腺癌，并無明顯的常見影像學(xué)惡性征象。常規(guī)CT平掃能夠提供的診斷信息有限，術(shù)前較難對病灶做出準(zhǔn)確診斷；而增強(qiáng)CT檢查雖能提供更多影像學(xué)信息[5]，但碘對比劑的應(yīng)用一方面增加患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和對比劑腎病發(fā)病率，另一方面則因碘對比劑禁忌而不能用于部分患者。作為一種功能成像方式，能譜CT平掃可實(shí)現(xiàn)高低2種能量水平幾乎同時(shí)、同向成像，利用物質(zhì)分離技術(shù)可獲得組織的碘基值、WC及鈣基值等多種定量參數(shù)及組織的Eff-Z，從多個(gè)角度客觀反映病灶的細(xì)微病理變化[6]。

能譜CT成像中，70 keV對應(yīng)傳統(tǒng)CT X線管電壓為120 kVp時(shí)的平均能量，圖像質(zhì)量與常規(guī)120 kVp掃描所獲相當(dāng)[7-8]，因此本研究基于70 keV水平圖像分別對2組病灶的CT征象進(jìn)行分析。異常血管征是指穿通于pGGN中的血管扭曲、擴(kuò)張，管壁僵硬，走行僵直及血管集聚等異常血管征象。本研究結(jié)果顯示IAC中出現(xiàn)異常血管征者比例更高，與以往研究[9-10]大致相同，考慮為IAC侵襲度較高，由于微環(huán)境改變、瘤組織高代謝等原因，導(dǎo)致其供血血管發(fā)生異常改變。A、B 2組間分葉征、毛刺征、空氣支氣管征、空泡征、胸膜凹陷征差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，原因可能在于pGGN多為早期肺腺癌，體積小，各種形態(tài)學(xué)特征尚不典型。

吳芳等[10]認(rèn)為從AAH到浸潤性腺癌，病變CT值雖有增加趨勢，但各病理亞型間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究中B組在40～140 keV水平下的單能量CT值均高于A組，原因可能在于相比混合能量CT值，單能量CT值能更準(zhǔn)確地反映不同組織的密度差異。

不同物質(zhì)在不同keV能量下的CT值變化規(guī)律也不同，因此不同成分病灶的能譜衰減曲線存在一定差異，可通過曲線斜率對其進(jìn)行定量評估[6,11]。本研究中A組能譜曲線斜率整體大于B組，k1組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，由此推測B組病灶侵襲度增加；2組病灶具有不同的病理組織學(xué)特征和化學(xué)構(gòu)成，而能譜曲線可反映其差異。

根據(jù)特定物質(zhì)在X線吸收中的表達(dá)規(guī)律，能譜成像中采用基物質(zhì)配對方法進(jìn)行物質(zhì)分離，利用分離后的基物質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)的定量分析，可對不同組織成分加以鑒別[6,11]。本研究顯示B組病灶WC值大于A組，可能是隨著GGN侵襲度增加，其細(xì)胞成分增加，且細(xì)胞新陳代謝較正常組織加快，產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物明顯增多，細(xì)胞間液更豐富，導(dǎo)致水濃度增加。

能譜CT成像中物質(zhì)的衰減曲線與其對應(yīng)的Eff-Z密切相關(guān)，若某物質(zhì)的X線衰減系數(shù)與某種元素的X線衰減系數(shù)相同，則該元素的Eff-Z即為該物質(zhì)的Eff-Z，據(jù)此可利用Eff-Z鑒別不同物質(zhì)成分，尤其是密度相似、CT值接近者[12]。但本研究中A、B 2組間Eff-Z差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與pGGN物質(zhì)組成成分少、密度過低有關(guān)。

本研究的局限性：①樣本量小，且為單中心研究，診斷效能不高，需擴(kuò)大樣本量進(jìn)行多中心研究；②僅針對惡性pGGN，未考慮良性病變，且未納入mGGN；③未比較不同單能水平圖像顯示pGGN影像學(xué)征象的能力。

綜上所述，能譜CT平掃多參數(shù)成像可在顯示pGGN CT征象的基礎(chǔ)上提供多種定量參數(shù)和更多診斷信息，有助于判斷pGGN肺腺癌病理亞型，指導(dǎo)臨床決策。