Revolution能譜CT多參數(shù)成像在直腸腺癌術(shù)前評(píng)估分化程度的應(yīng)用

石 卉，莊子健，吳姝婷，朱海濤，王冬青，張禮榮

（江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院影像科 江蘇 鎮(zhèn)江 212000）

直腸腺癌是我國(guó)發(fā)病率較高的一種消化道腫瘤，目前，普通CT成為直腸腺癌的病灶定位、分期及療效評(píng)估的一種重要檢查方法，而Revolution能譜CT也在腹部成像中應(yīng)用廣泛，包括術(shù)前分期、鑒別診斷等[1-2]。腫瘤的分化程度反映了其惡性程度的不同，包括其生長(zhǎng)速度及潛在侵襲能力等的差異[3]，因此，術(shù)前對(duì)直腸腺癌的分化程度判斷對(duì)指導(dǎo)臨床選擇治療方案起著重要作用。目前，Revolution能譜CT已在多部位腫瘤分化程度及良惡性的鑒別中有廣泛應(yīng)用[4]，而在直腸腺癌臨床應(yīng)用及研究還較少，因此本文主要研究術(shù)前Revolution能譜CT評(píng)估直腸腺癌分化程度的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2017年5月—2018年9月江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院診治的78例臨床確診為直腸腺癌的患者。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①原發(fā)直腸腫瘤，且無(wú)其他部位轉(zhuǎn)移病灶；②腸鏡及病理證實(shí)為直腸腺癌；③臨床及病理資料完善；④圖像質(zhì)量清晰，對(duì)數(shù)據(jù)測(cè)量無(wú)影響。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①存在其他部位的原發(fā)腫瘤；②檢查前經(jīng)過(guò)放化療或其他治療；③臨床資料不完善；④圖像質(zhì)量達(dá)不到研究要求。

1.2 方法

采用256排CT掃描儀（Revolution CT,GE healthcare,Waukesha,WI美國(guó)），所有患者采用仰臥位頭先進(jìn)，掃描前未行腸道準(zhǔn)備?；颊咝蠷evolution能譜平掃和雙期增強(qiáng)掃描，動(dòng)脈期在對(duì)比劑注射30 s后掃描，門脈期在對(duì)比劑注射70 s后掃描。掃描范圍從膈肌至恥骨聯(lián)合下緣。增強(qiáng)時(shí)對(duì)比劑按1.5 mL/kg用量，注射速率為3.5 mL/s，生理鹽水以同樣的速率注入30 mL。

平掃掃描參數(shù)如下：管電壓為120 kVp，管電流為自動(dòng)mAs。增強(qiáng)掃描參數(shù)如下：管電壓為140 kVp與80 kVp之間瞬時(shí)切換，管電流設(shè)定為自動(dòng)管電流，最大參考管電流為600 mA。球管轉(zhuǎn)速為0.5 s/r。螺距設(shè)置為1.984:1。掃描視野（DFOV）為25 cm。

所有重建圖像均傳至GE工作站AW4.6，層間距與層厚為5 mm，重建層厚層間距為1.25 mm，采用50% 前置ASiR-V迭代重建算法。利用工作站上的GSI viewer軟件自動(dòng)進(jìn)行碘水物質(zhì)分離。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有圖像數(shù)據(jù)在工作站處理獲得，在GE GSI viewer軟件中獲取腫瘤病灶以下數(shù)值：①腫瘤病灶的碘濃度值、同層面髂外動(dòng)脈的濃度值。②40～140 keV之間的以10 keV為間隔的11個(gè)單能量所對(duì)應(yīng)的CT值。并依據(jù)以上測(cè)量數(shù)據(jù)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值（NIC）和能譜曲線的斜率（K）。計(jì)算公式如下：

①NIC=碘濃度（病灶）/碘濃度（同層面髂外動(dòng)脈碘濃度）

②K=（HU100-HU40）/（100-40）

感興趣區(qū)ROI選擇的標(biāo)準(zhǔn)：選取直腸腫瘤的最大層面，其中，腫瘤病灶ROI勾畫(huà)時(shí)要盡可能避開(kāi)壞死、血管及偽影區(qū)域，每組數(shù)據(jù)測(cè)量三次，取其平均值，ROI面積大致相仿。髂外動(dòng)脈碘濃度測(cè)量時(shí)，勾畫(huà)時(shí)ROI時(shí)要選擇血管的中心層面，避開(kāi)血管壁鈣化，ROI面積盡量與病灶面積大小接近，同樣測(cè)量三次，求取平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理,計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（± s）來(lái)表示。對(duì)高、中、低分化三組病灶的碘濃度、NIC及斜率K采用單因素方差分析（檢驗(yàn)是否滿足正態(tài)分布及方差齊性）,其中α取0.05雙側(cè)作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

2.1 動(dòng)、靜脈期時(shí)高、中、低分化三組直腸腺癌的能譜曲線斜率的比較

計(jì)算動(dòng)脈期和門脈期三組高、中、低分化的直腸腺癌的能譜曲線斜率，本研究發(fā)現(xiàn)三組能譜曲線呈遞減型曲線。其中，斜率K從大到小依次為：低、中、高分化組，分化程度越高而斜率越小，反之亦然。在動(dòng)、靜脈雙期，進(jìn)行高-中，高-低，中-低組間兩兩比較的差異性均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 動(dòng)、靜脈期時(shí)高、中、低分化三組直腸腺癌的標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值的對(duì)比

在動(dòng)脈期及門脈期，三組高、中、低分化程度直腸腺癌的NIC隨著分化程度的降低而增大，NIC在動(dòng)、靜脈雙期進(jìn)行高-中，高-低，中-低組間兩兩比較的差異性均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

以上具體結(jié)果如表格1及圖1-2。

圖1 低分化直腸腺癌患者的能譜參數(shù)獲取及病理對(duì)照

表1 各組不同分化的直腸腺癌的能譜參數(shù)的對(duì)比（± s）

表1 各組不同分化的直腸腺癌的能譜參數(shù)的對(duì)比（± s）

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圖1女，68歲，因發(fā)現(xiàn)大便帶血一周入院。病理診斷為低分化腺癌。圖1A為動(dòng)脈期碘水圖，直腸腫瘤病灶I(lǐng)C為27.08（100 ug/mL），髂外動(dòng)脈IC為116.27（100 ug/mL），NIC為0.23。圖1B為能譜曲線圖，直腸腫瘤病灶區(qū)能譜曲線斜率K為2.92。圖1C為門脈期期碘水圖，直腸腫瘤病灶處IC為27.00（100 ug/mL），髂外動(dòng)脈IC為36.29（100 ug/mL），NIC為0.74，直腸腫瘤病灶區(qū)斜率K為2.83。圖1D為病理圖片，提示為低分化腺癌。

圖2 男，61歲，大便次數(shù)改變伴血便4周入院。病理診斷為高分化腺癌。圖2A為動(dòng)脈期碘水圖，直腸腫瘤病灶I(lǐng)C為12.32（100 ug/mL），髂外動(dòng)脈IC為69.16（100 ug/mL），NIC為0.18。圖2B為能譜曲線圖，直腸腫瘤病灶能譜曲線斜率K為1.42。圖2C為門脈期期碘水圖，直腸腫瘤病灶處IC為18.39（100 ug/mL），髂外動(dòng)脈IC為28.27（100 ug/mL），NIC為0.65，直腸腫瘤病灶斜率K為2.10。圖2D為病理圖片，提示為高分化腺癌。

圖2 高分化直腸腺癌患者的能譜參數(shù)獲取及病理對(duì)照

3 討論

隨著CT技術(shù)的發(fā)展，Revolution能譜CT的出現(xiàn)為我們提供了多參數(shù)的能譜CT技術(shù)。Revolution能譜CT提供的40～140 keV的101幅單能量圖像，其中低電子伏特值可提高圖像的密度分辨率；高電子伏特值可達(dá)到去除局部偽影的效果[5-6]。并且，利用Revolution能譜CT也可以判斷組織與病灶組織是否同源、對(duì)不同類型的腫瘤進(jìn)行鑒別診斷、判斷腫瘤的分化程度[7-8]。因直腸腺癌的高發(fā)病率及早期手術(shù)治療效果好，而Revolution能譜CT對(duì)于直腸腺癌術(shù)前評(píng)估分化程度的應(yīng)用并不深入，因此進(jìn)行術(shù)前利用Revolution能譜CT成像對(duì)直腸腺癌分化程度的評(píng)估的研究。

能譜曲線是一類CT應(yīng)用中特別的曲線，它的定量通常以計(jì)算斜率K來(lái)評(píng)估。在過(guò)去的研究中，對(duì)于不同病變的良惡性鑒別的研究表明，斜率K與病變的良惡性及分化程度關(guān)系密切[9-11]。本研究中發(fā)現(xiàn)，低分化腺癌組的斜率K最大,高分化組斜率K最小，中分化組斜率K居中,且兩兩間在動(dòng)、靜脈期均存在顯著差異（P＜0.05），表明直腸腺癌的斜率K高低一定程度上反應(yīng)腫瘤的分化程度。不同組織具有結(jié)構(gòu)組成差異，不同分化的腫瘤病灶的供血及結(jié)構(gòu)組成不同，對(duì)X線的吸收不同，因此，能譜曲線可一定程度直腸腺癌分化程度的差異，為早期臨床術(shù)前評(píng)估提供證據(jù)[12-13]。

碘濃度定量測(cè)量可以反映血管內(nèi)和細(xì)胞外間隙的血流和分布，并評(píng)估腫瘤區(qū)的相對(duì)血管度和血管密度[14]。在先前關(guān)于鑒別腫瘤分級(jí)的研究中證明，通過(guò)Revolution能譜CT成像，低級(jí)別腫瘤的碘體積或碘含量明顯高于高級(jí)別腫瘤，本次研究這與以往的研究是一致的。本次研究中患者平均年紀(jì)較大，血液循環(huán)存在個(gè)體化差異，為了有效避免因個(gè)體差異導(dǎo)致的影響，我們選擇測(cè)量病灶同層面髂外動(dòng)脈的碘濃度值作為標(biāo)準(zhǔn)參考，從而計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值NIC排除干擾。研究結(jié)果表明，不同分化的直腸腺癌的NIC均隨分化程度的降低而升高，且兩兩間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

綜上所述,能譜曲線計(jì)算斜率K是反映了直腸腺癌在結(jié)構(gòu)及化學(xué)組成上的區(qū)別,而計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值NIC是基于碘濃度對(duì)直腸腺癌在血供血管生成等生物特征上的解釋。不同分化程度的直腸腺癌,其能譜CT參數(shù)特征不相同,根據(jù)測(cè)量病灶的碘濃度、NIC及斜率K值的差異,可以一定程度上對(duì)術(shù)前評(píng)估直腸腺癌分化程度提供依據(jù)，為術(shù)前臨床選擇治療方案起著重要作用。