能譜CT成像技術(shù)在不同病理類型實性肺癌中的臨床價值

田雙鳳，田為中，夏建國，胡劍峰，李 瑗*

（1大連醫(yī)科大學(xué)研究生院，遼寧116044；2泰州市人民醫(yī)院影像科）

全球每年有近120萬人因肺癌而死亡，占所有癌癥死亡人數(shù)的19%[1-2]。肺癌分小細(xì)胞肺癌（15%）和非小細(xì)胞肺癌（85%），非小細(xì)胞肺癌包括腺癌（40%～70%）、鱗癌（20%～30%）、大細(xì)胞肺癌（10%～15%）病理亞型[2-3]。小細(xì)胞肺癌較非小細(xì)胞肺癌對放化療反應(yīng)快，但預(yù)后更差，術(shù)前確定肺癌病理組織類型對選擇系統(tǒng)、精準(zhǔn)的治療十分重要[2-4]?；顧z行免疫組化染色對肺癌病理分析具有重要作用[4]，但由于一些腫瘤位置深，或靠近心臟大血管、大骨骼而不適合侵入性檢查。尋找一種既可以幫助確定腫瘤組織類型，提供病變生物學(xué)信息，又相對安全的方法十分必要。能譜CT成像技術(shù)基于在高低能量（140 kVp和80 kVp）一次旋轉(zhuǎn)過程中的快速切換，既可生成40～140 keV的單能量圖像，也可生成用于定量測量碘/水濃度的物質(zhì)分解圖像和反映不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)的能譜衰減曲線，通過多參數(shù)定量分析，在一定程度上反映病變生物學(xué)特征[5-6]。本研究收集2018年7月—2019年10月我院181例經(jīng)病理確診的肺癌患者影像學(xué)資料，回顧性分析靜脈期能譜CT成像在鑒別實體性肺癌病理類型中的價值，為臨床制定合理的治療方案提供有價值的信息。

1 資料與方法

1.1 一般資料 經(jīng)手術(shù)切除或活檢證實為肺癌的181例患者，其中男性116例，女性65例，年齡42～87歲，平均67歲；手術(shù)或活檢前均采用Revolution CT（GE Healthcare，密爾沃基，美國）行能譜增強(qiáng)胸部CT成像掃描。入組標(biāo)準(zhǔn)：（1）CT圖像清晰，無明顯偽影；（2）CT顯示實性結(jié)節(jié)且腫塊最大直徑＞10 mm；（3）病理證實為腺癌、鱗癌及小細(xì)胞癌。181例中18例病灶最大直徑≤10 mm，30例病灶呈磨玻璃樣改變，12例病理證實為其他類型肺癌均予排除，最后納入121例，腺癌70例，鱗癌35例，小細(xì)胞肺癌16例。

1.2 檢查方法 患者取仰臥位，深吸氣后屏氣狀態(tài)下掃描，掃描范圍從肺底至肺尖。掃描參數(shù)：高、低能量（140 kVp和80 kVp）快速（0.25 ms）切換，管電流自動調(diào)節(jié)，X線球管轉(zhuǎn)速0.5 s/r，掃描層厚為5 mm，層間距為5 mm，自動重建為1.25 mm層厚及層間距圖像，螺距為0.992。采用高壓注射器將造影劑（碘海醇300 mg/L）經(jīng)外周靜脈以2.5 mL/s速率注入，劑量為80 mL。注射結(jié)束后，采用Smart Phase閾值觸發(fā)技術(shù)開始動脈期掃描，監(jiān)測層面置于降主動脈，觸發(fā)閾值為120 HU，動脈期掃描后延遲20 s行靜脈期掃描。

1.3 圖像后處理及數(shù)據(jù)分析 將1.25 mm層厚的靜脈期原始圖像傳輸至GE AW 4.7后處理工作站進(jìn)行后處理，GSI Viewer軟件進(jìn)行圖像分析處理，自動生成40～140 keV單能量圖像和碘-水基物質(zhì)分解圖。選擇病灶均勻?qū)嵭圆糠止串嫺信d趣區(qū)（ROI），注意避開液化、壞死、肺不張、血管及鈣化等區(qū)域。通過粘貼復(fù)制功能，保證勾畫的70 keV單能量圖像與碘-水基物質(zhì)圖像的ROI位置、大小和形狀相同。ROI面積范圍15～250 mm2，由同一位影像科醫(yī)師勾畫所有ROI以避免觀察者之間的誤差。為減少測量偏差，ROI在病灶三個層面進(jìn)行測量，計算平均值。分別從靜脈期的70 keV單能量圖像和碘—水基物質(zhì)分解圖像測量靜脈期病灶的70 keV時的CT值（CT70 keV）、碘濃度（IC）和水濃度（WC）。為減少循環(huán)狀態(tài)和掃描次數(shù)引起的變異，將病變IC除以同層面主動脈或鎖骨下動脈IC，得到標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（NIC）。計算能譜衰減曲線斜率（K）：K=（CT40 keVCT100 keV）/60。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理 應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計學(xué)軟件分析數(shù)據(jù)。計量資料以xˉ±s表示，多組間比較采用單因素方差分析，兩兩比較采用LSD-t檢驗。采用受試者工作特征曲線（ROC）分析能譜CT參數(shù)在鑒別腺癌與非腺癌的診斷效能。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 不同病理類型肺癌能譜定量參數(shù)比較 不同病理類型肺癌間靜脈期IC、NIC、CT70 keV、K及WC比較，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。肺腺癌靜脈期IC、NIC、CT70 keV及K高于肺鱗癌和小細(xì)胞肺癌，WC低于肺鱗癌和小細(xì)胞肺癌，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。鱗癌靜脈期IC、NIC、CT70 keV、K高于小細(xì)胞肺癌，WC低于小細(xì)胞肺癌，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 不同病理類型肺癌靜脈期能譜參數(shù)比較

2.2 能譜CT定量參數(shù)鑒別肺腺癌與非腺癌的診斷效能 ROC曲線分析表明，IC鑒別腺癌和非腺癌的敏感度、特異性、AUC分別為74.29%、76.47%和0.814，NIC為31.43%、100%和0.688，K為72.86%、78.43%和0.813，CT70 keV為58.6%、80.4%和0.713，WC為62.7%、61.4%和0.630。IC和K是鑒別肺腺癌與非腺癌的有效參數(shù)。見圖1。

圖1 靜脈期能譜參數(shù)鑒別腺癌與非腺癌的ROC曲線

3 討 論

根據(jù)能譜成像原理，可以通過兩種基本物質(zhì)（基物質(zhì)）的組合產(chǎn)生相同的衰減效應(yīng)來顯示任何結(jié)構(gòu)或組織，在增強(qiáng)掃描能譜成像中碘—水是最常用的物質(zhì)對。能譜CT可以對組織中IC進(jìn)行準(zhǔn)確定量分析，間接反映腫瘤血流灌注情況[7]。有文獻(xiàn)報道，由于在動脈期造影劑短時間內(nèi)不能完全填充微血管，而在靜脈期造影劑長時間延遲，可充分填充微血管，并穿透基底膜進(jìn)入細(xì)胞間隙，因而靜脈期IC更能有效反映肺癌血供分布[8-9]。ZHANG等[8]報道肺癌不同病理類型間靜脈期IC及NIC有顯著差異，而動脈期IC及NIC的差異無統(tǒng)計學(xué)意義。因此，本研究選擇靜脈期作為研究期相。

腫瘤內(nèi)強(qiáng)化程度及模式主要取決于微血管密度（MVD）和碘造影劑滲入細(xì)胞間隙的數(shù)量[8]。李琦[9]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌MVD與動脈期、靜脈期及延遲期IC、NIC呈正相關(guān)，肺癌MVD與靜脈期IC相關(guān)性最好，其次為延遲期，而與動脈期相關(guān)性最小。癌組織MVD越高，能譜CT的IC越大。BIRAU等[10]研究表明，肺腺癌MVD最高，大細(xì)胞肺癌MVD最低，肺鱗癌和小細(xì)胞肺癌介于兩者之間。本研究發(fā)現(xiàn)，肺腺癌靜脈期IC、NIC高于鱗癌和小細(xì)胞肺癌，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），鱗癌靜脈期IC、NIC高于小細(xì)胞肺癌，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），與上述文獻(xiàn)報告的結(jié)果類似。另外，本研究顯示腺癌靜脈期WC低于鱗癌和小細(xì)胞肺癌，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；鱗癌WC低于小細(xì)胞肺癌，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。鱗癌多呈堆積式生長，小細(xì)胞癌多呈彌漫生長，單位體積內(nèi)腫瘤細(xì)胞較多，含水量更高，而腺癌呈多元化生長，細(xì)胞間質(zhì)較豐富，單位體積內(nèi)腫瘤細(xì)胞相對較少，含水量亦較低，因而腺癌靜脈期WC低于鱗癌和小細(xì)胞肺癌。

能譜衰減曲線反映物質(zhì)或結(jié)構(gòu)在40～140 keV能量范圍內(nèi)CT值的衰減，反映物質(zhì)能量衰減的特性，由于結(jié)構(gòu)和化學(xué)成分不同，每一種物質(zhì)都有特有的能譜曲線[7]。本研究發(fā)現(xiàn)肺腺癌靜脈期K高于鱗癌和小細(xì)胞肺癌，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），而肺鱗癌與小細(xì)胞肺癌靜脈期K的差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。這可能與腫瘤生長方式有關(guān)，肺腺癌以伏壁生長為主，多呈腺樣分化，可出現(xiàn)黏液；肺鱗癌以癌細(xì)胞堆積生長為主，常見角化珠及細(xì)胞間橋，內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊密；小細(xì)胞癌多呈彌漫生長，癌細(xì)胞排列常呈巢狀、梁狀、器官狀等，內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化較小。由于肺腺癌、鱗癌和小細(xì)胞肺癌的結(jié)構(gòu)、密度不同，以及增強(qiáng)后因MVD不同致使碘含量差異，導(dǎo)致能譜曲線衰減斜率存在差異。陳良新等[11]研究發(fā)現(xiàn)動脈期K小細(xì)胞肺癌＞鱗癌＞腺癌，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；胡蓉等[12]研究發(fā)現(xiàn)腺癌動靜脈期K與鱗癌存在差異，而小細(xì)胞肺癌與腺癌及鱗癌無顯著差異。這可能是由于研究的增強(qiáng)期相不同，或是計算能譜衰減曲線斜率范圍不同。

能譜CT可以將傳統(tǒng)X線混合能量分解成40～140 keV連續(xù)不斷的101個單能量，文獻(xiàn)報道70 keV單能量圖像質(zhì)量最好，CNR值最高[13]。本研究發(fā)現(xiàn)，肺腺癌靜脈期CT70 keV高于肺鱗癌和小細(xì)胞肺癌，差異均具有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），鱗癌靜脈期CT70 keV高于小細(xì)胞肺癌，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。肺腺癌MVD高于肺鱗癌和小細(xì)胞肺癌，增強(qiáng)后腺癌的碘含量高于鱗癌和小細(xì)胞肺癌，加上碘密度高，因而肺腺癌靜脈期CT70 keV高于鱗癌和小細(xì)胞肺癌。

本研究存在一些不足之處。首先，小細(xì)胞肺癌樣本量較少。其次，未排除肺癌組織病理分化程度的差異，不同分化程度可導(dǎo)致血管成熟差異。第三，為了方便勾畫ROI，排除直徑小于10 cm腫瘤，可能存在選擇偏差。第四，由于未測量腫瘤平掃時能譜CT成像的CT70 keV和K，不能肯定靜脈期的差異是由腫瘤組織結(jié)構(gòu)、密度不同所致還是由增強(qiáng)后碘含量不同所致。

總之，不同病理類型實性肺癌的能譜CT定量參數(shù)不同，有助于無創(chuàng)性評估肺癌病理類型，為臨床確定治療方案和評估患者預(yù)后提供參考。