雙能CT評估喉部鱗癌分化程度

馮瑤杰，呂艷娥，瞿 姣，李青青，楊亞英，高 潔

(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)

喉癌中，鱗狀細(xì)胞癌(鱗癌)占90%～95%[1]。喉癌分化程度是影響患者預(yù)后的獨立危險因素[2]，通常分化程度越低，術(shù)后復(fù)發(fā)越快，轉(zhuǎn)移率越高[3]，術(shù)前評估喉癌分化程度對選擇治療方式及判斷預(yù)后有重要意義。雙能CT可多參數(shù)定量分析病灶，對評估病變組織特點及功能狀態(tài)具有一定價值[4]。既往研究[5-7]應(yīng)用雙能CT評估腫瘤分化程度，而針對喉癌分化程度的研究較少。本研究觀察雙能CT評估喉癌分化程度的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2016年9月—2019年11月于昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院接受術(shù)前雙能量頸部CT并經(jīng)手術(shù)病理證實的92例喉癌患者，男91例，女1例，年齡36～76歲，平均(57.8±8.0)歲；臨床主要表現(xiàn)為聲嘶、吞咽或呼吸困難、頸部淋巴結(jié)腫大等；臨床分期19例Ⅰ期，42例Ⅱ期，21例Ⅲ期，10例Ⅳ期。納入標(biāo)準(zhǔn)：①于術(shù)前2周內(nèi)接受CT檢查，此前未經(jīng)手術(shù)或放射、化學(xué)治療；②臨床、影像學(xué)及病理學(xué)資料完整；③圖像清晰。

1.2 儀器與方法 采用Siemens第二代炫速雙源CT行喉部常規(guī)CT平掃和雙能量動脈期及靜脈期增強(qiáng)掃描，掃描范圍自顱底至頸根部。平掃采用智能最佳管電壓(CARE kV)技術(shù)及自動管電流調(diào)節(jié)(CARE Dose 4D)技術(shù)模式，管電壓100 kV，層厚1 mm，層間距0.7 mm。增強(qiáng)掃描參數(shù)：A球管管電壓80 kV，管電流255 mA；B球管管電壓Sn140 kV，管電流60 mA，螺距0.8，矩陣512×512；應(yīng)用雙筒高壓注射器以流率3.0 ml/s經(jīng)肘靜脈注入對比劑碘海醇(350 mgI/m1)1.2 ml/kg體質(zhì)量，跟注生理鹽水30 ml，以對比劑示蹤法觸發(fā)掃描，觸發(fā)點設(shè)于舌骨層面頸動脈內(nèi)，觸發(fā)閾值100 HU，分別延遲5 s及25 s行動脈期及靜脈期雙能量掃描。

1.3 圖像分析 由2名具有5年頭頸部影像學(xué)診斷經(jīng)驗的主治醫(yī)師以雙盲法將動脈期及靜脈期80 kV及Sn140 kV薄層圖像導(dǎo)入Siemens syngo MMWP工作站進(jìn)行后處理。選擇“Liver VNC”模式獲得相應(yīng)期相碘圖，針對顯示病變最大層面，分別于病灶及頸內(nèi)動脈區(qū)域放置面積5～15 mm2感興趣區(qū)(region of interest, ROI)，盡量避開囊變、壞死、偽影、骨骼、血管及病灶邊緣，測量碘濃度(iodine concentration, IC)及碘圖CT值(Overlay值)，計算其標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalized iodine concentration, NIC)：NIC=病灶I(lǐng)C/同層面頸動脈IC。選擇“Monoenergetic”模式獲得單能量圖像，并于病灶區(qū)域與碘圖位置一致放置ROI，得到相應(yīng)期相40～190 keV能量水平能譜曲線，計算對應(yīng)期相病灶的能譜曲線斜率λHU：λHU=(CT40 keV-CT100 keV)/60。每個病灶測量3次，以2名醫(yī)師測量平均值為最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 25.0統(tǒng)計分析軟件，以Shapiro-Wilk檢驗對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗，Levene檢驗行方差齊性檢驗。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，行單因素方差分析；兩兩比較采用Bonferroni檢驗(方差齊)或Tamhane'sT2檢驗(方差不齊)。針對差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)繪制鑒別不同分化程度喉癌的受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，評估其診斷效能。采用Spearman相關(guān)檢驗分析各定量參數(shù)與喉癌分化程度的相關(guān)性，0≤rs<0.2為相關(guān)性極弱或無相關(guān)，0.2≤|rs|<0.4為弱相關(guān)，0.4≤|rs|<0.6為中等相關(guān)，0.6≤|rs|<0.8為強(qiáng)相關(guān)，0.8≤|rs|<1.0為極強(qiáng)相關(guān)。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

92例中，31例高分化鱗癌，38例中分化鱗癌，23例低分化鱗癌，均為單發(fā)病灶。

2.1 不同分化程度喉癌雙能CT相關(guān)參數(shù)比較 高、中、低分化喉癌動脈期、靜脈期雙能定量參數(shù)總體差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.01)。兩兩比較，低分化喉癌動脈期及靜脈期IC、NIC、Overlay值及λHU均高于高分化喉癌和中分化喉癌(P均<0.05)；中分化喉癌靜脈期λHU高于高分化喉癌(P<0.05)，其余參數(shù)與高分化喉癌差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。見表1及圖1～3。

圖1 患者男，57歲，右側(cè)杓會厭皺襞高分化鱗癌 A、B.動脈期碘圖(A)及能譜曲線圖(B)示病灶I(lǐng)C、NIC、Overlay值、λHU分別為1.8 mg/ml、0.16、42.3 HU、1.89； C、D.靜脈期碘圖(C)及能譜曲線圖(D)示病灶I(lǐng)C、NIC、Overlay值、λHU分別為2.0 mg/ml、0.48、46.8 HU、2.23

表1 不同分化程度喉部鱗癌雙能CT定量參數(shù)比較(±s)

表1 不同分化程度喉部鱗癌雙能CT定量參數(shù)比較(±s)

分化程度動脈期IC(mg/ml)NICOverlay值(HU)λHU靜脈期IC(mg/ml)NICOverlay值(HU)λHU高1.91±0.30 0.18±0.03 36.26±6.83 2.05±0.29 2.22±0.33 0.56±0.10 41.34±5.40 2.33±0.31 中2.06±0.290.19±0.0437.77±7.722.21±0.462.35±0.200.57±0.0743.72±5.662.59±0.41?低2.51±0.63?#0.22±0.05?#47.77±13.15?#2.75±0.56?#2.72±0.53?#0.66±0.13?#48.26±7.78?#2.99±0.62?#F值12.2875.19110.23816.69011.1166.3628.37913.058P值<0.0010.007<0.001<0.001<0.0010.003<0.001<0.001

注：*：與高分化鱗癌比較，P<0.05；#：與中分化鱗癌比較，P<0.05

2.2 雙能CT定量參數(shù)與喉部鱗癌分化程度相關(guān)性分析 動脈期IC、λHU及靜脈期IC、Overlay值、λHU均與腫瘤分化程度呈中等負(fù)相關(guān)(rs=-0.51、-0.46、-0.40、-0.43，-0.49，P均<0.05)，動脈期NIC、Overlay值及靜脈期NIC均與腫瘤分化程度呈弱相關(guān)(rs=-0.31、-0.35、-0.27，P均<0.05)。

圖2 患者男，45歲，左側(cè)聲帶中分化鱗癌，累及聲門下區(qū) A、B.動脈期碘圖(A)及能譜曲線圖(B)示病灶I(lǐng)C、NIC、Overlay值、λHU分別為2.0 mg/ml、0.17、44.6 HU、2.39； C、D.靜脈期碘圖(C)及能譜曲線圖(D)示病灶I(lǐng)C、NIC、Overlay值、λHU分別為2.2 mg/ml、 0.61、 59.8 HU、 3.13

圖3 患者男，48歲，右側(cè)聲門上區(qū)低分化鱗癌 A、B.動脈期碘圖(A)及能譜曲線圖(B)示病灶I(lǐng)C、NIC、Overlay值、λHU分別為2.4 mg/ml、0.21、53.0 HU、3.14； C、D.靜脈期碘圖(C)及能譜曲線圖(D)示病灶I(lǐng)C、NIC、Overlay值、λHU分別為2.6 mg/ml、0.80、54.2 HU、3.29

2.3 雙能CT定量參數(shù)鑒別不同分化程度喉部鱗癌的效能 ROC曲線顯示，動脈期及靜脈期IC、NIC、Overlay值及λHU鑒別高分化與低分化鱗癌的曲線下面積(area under the curve, AUC)分別為0.86、0.75、0.79、0.87及0.79、0.70、0.77、0.85；動脈期λHU的診斷效能最高，閾值為2.45時，其診斷低分化鱗癌的敏感度及特異度分別為73.90%及96.80%。動脈期及靜脈期IC、NIC、Overlay值及λHU鑒別中分化與低分化鱗癌的AUC分別0.78、0.70、0.76、0.78及0.74、0.71、0.70、0.71；動脈期λHU的診斷效能最高，當(dāng)λHU閾值為2.40時，其診斷低分化喉癌的敏感度及特異度分別為73.90%及76.30%。靜脈期λHU鑒別高分化與中分化鱗癌的AUC為0.70，閾值為2.45時，其診斷中分化鱗癌的敏感度及特異度分別為65.80%及71.00%，見表2。

表2 雙能CT各參數(shù)鑒別不同分化程度喉部鱗癌的效能

3 討論

喉癌是頭頸部最常見惡性腫瘤之一，全球每年約17.7萬例新發(fā)喉癌病例及9.4萬例死亡病例[8]，預(yù)后與腫瘤分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況、分化程度等密切相關(guān)。組織病理學(xué)將鱗狀細(xì)胞癌分為Ⅰ級(高分化)、Ⅱ級(中分化)及Ⅲ級(低分化)，中、高分化鱗癌較多，低分化鱗癌相對少見，其生物學(xué)行為及預(yù)后差異較大，故術(shù)前評估腫瘤分化程度對制定治療方案和評估預(yù)后有重要意義[9]。雙能CT圖像經(jīng)后處理可得到碘圖及能譜曲線，以多參數(shù)定量評估病灶特征。本研究喉部鱗癌動脈期及靜脈期IC、NIC、Overlay值及λHU均與其分化程度存在負(fù)相關(guān)，除動脈期NIC、Overlay值及靜脈期NIC與分化程度呈弱相關(guān)外，其余均呈中等相關(guān)，腫瘤分化程度越低，各定量參數(shù)數(shù)值越大。

本組低分化鱗癌IC及Overlay值高于高分化及中分化鱗癌，中分化鱗癌高于高分化鱗癌，與既往研究[10]結(jié)果相符。不同分化程度腫瘤微血管密度不同，喉部低分化鱗癌微血管密度明顯高于高、中分化鱗癌[11]。微血管密度反映腫瘤微血管侵襲性，隨分化程度減低，微血管密度增大[12]。采用增強(qiáng)CT碘圖可直接測量IC及Overlay值，IC反映不同組織的微血管密度，而Overlay值是碘的凈增強(qiáng)值，即增強(qiáng)CT與虛擬平掃CT的CT值的差值，二者均可反映腫瘤血管生成、病灶血供狀態(tài)及分化程度。NIC可降低對比劑劑量、對比劑流速及血液循環(huán)等對IC的影響，但本組動脈期及靜脈期NIC鑒別中分化與低分化鱗癌、高分化與低分化鱗癌的AUC均小于IC，提示NIC并不能進(jìn)一步提高鑒別診斷效能，與YANG等[12]的結(jié)果相符。另外，本組低分化喉鱗癌動脈期及靜脈期IC、NIC、Overlay值均高于高分化及中分化鱗癌，而中、高分化鱗癌上述參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與郭冉等[13]的結(jié)果相符，可能與二者細(xì)胞分化均相對較好、微血管密度差異不大有關(guān)。

雙源CT應(yīng)用兩個不同能量且相互垂直的X線球管于一次掃描同時獲得高能量和低能量數(shù)據(jù)，通過后處理重建獲得40～190 keV單能量圖像，各對應(yīng)一個CT值，相比常規(guī)CT能有效避免射線硬化效應(yīng)，得到更準(zhǔn)確的CT值。不同能量水平下的CT值反映物質(zhì)在不同keV下的衰減系數(shù)，能譜曲線能反映物質(zhì)CT值隨X射線能量改變而變化的特點，以λHU表示。本組以低分化鱗癌λHU最高，其次為中分化、高分化癌，與既往研究[10]結(jié)果相符，推測原因在于不同分化程度鱗癌細(xì)胞及細(xì)胞核異型性不同，X線衰減亦不盡相同，相同范圍內(nèi)碘對比劑含量越高則X線衰減越明顯，λHU越大；進(jìn)一步以ROC曲線評估各參數(shù)的鑒別效能，發(fā)現(xiàn)動脈期λHU鑒別高、低分化以及中、低分化鱗癌效能較高，提示動脈期λHU有助于鑒別低分化與中、高分化喉癌。

綜上所述，雙能CT定量參數(shù)對評估喉部鱗癌分化程度具有一定價值，以動脈期λHU鑒別低分化與中、高分化鱗癌的效能最高。但本研究為回顧性分析，樣本量少；少數(shù)病灶較小，難免存在偏差。