能譜CT征象及能量衰減曲線(xiàn)對(duì)肺腺癌浸潤(rùn)程度的評(píng)估研究

田學(xué)濤，聶 君

1.武漢市蔡甸區(qū)人民醫(yī)院(華中科技大學(xué)協(xié)和江北醫(yī)院)胸外科，湖北 武漢 430000；2.華中科技大學(xué)同濟(jì)醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院胸外科，湖北 武漢 430022

肺癌是全球范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率增長(zhǎng)最快的惡性腫瘤，其發(fā)病率和死亡率均高居我國(guó)惡性腫瘤首位，肺腺癌是最常見(jiàn)肺癌類(lèi)型，約占所有肺癌的50%，且總體生存率較低[1,2]。研究顯示，肺腺癌起源于血運(yùn)豐富的肺泡上皮或細(xì)支氣管細(xì)胞，外周轉(zhuǎn)移性較強(qiáng)，癌細(xì)胞侵襲浸潤(rùn)是導(dǎo)致患者預(yù)后差的主要因素之一[3]。肺葉切除是肺腺癌外科治療的首選手術(shù)方式，術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估腫瘤浸潤(rùn)程度對(duì)術(shù)前判斷腫瘤能否切除及手術(shù)切除范圍具有重要指導(dǎo)意義。目前CT技術(shù)廣泛應(yīng)用于肺癌的診斷及病情評(píng)估中，但傳統(tǒng)CT檢查獲得的CT值和圖像清晰度都不夠精準(zhǔn)，難以區(qū)分肺部占位病變性質(zhì)及類(lèi)型[4]。能譜CT是近年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的CT檢查技術(shù)，與傳統(tǒng)CT比較，其能提供更高時(shí)空分辨率，有效提高圖像質(zhì)量，還能提供多參數(shù)信息，如能量衰減曲線(xiàn)及其能量衰減曲線(xiàn)斜率(K值)、能譜CT征象等，提高了CT對(duì)腫瘤診斷的準(zhǔn)確度[5]。但能譜CT征象、能量衰減曲線(xiàn)評(píng)估肺腺癌浸潤(rùn)程度的研究較少?；诖耍狙芯繃L試探究能譜CT征象、能量衰減曲線(xiàn)對(duì)肺腺癌浸潤(rùn)程度的評(píng)估價(jià)值及對(duì)手術(shù)方案的指導(dǎo)意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2020年6月至2021年6月武漢市蔡甸區(qū)人民醫(yī)院收治的110例肺腺癌患者進(jìn)行本研究，其中男63例，女47例；年齡37～76歲，平均年齡(54.34±8.29)歲。本研究經(jīng)院倫理委員會(huì)審批通過(guò)。納入標(biāo)準(zhǔn)：參照《原發(fā)性肺癌診療規(guī)范(2018年版)》[6]診斷為肺腺癌；接受手術(shù)治療；首次檢出，既往未進(jìn)行任何抗腫瘤治療；無(wú)胸腔畸形、肺部嚴(yán)重創(chuàng)傷史及手術(shù)史；年齡18～80歲；患者知曉本研究，已簽署同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：同時(shí)性或異時(shí)性并發(fā)其他腫瘤者；精神疾病患者；血液系統(tǒng)疾病患者；糖尿病、高血壓控制不佳者；嚴(yán)重心腦肝腎功能障礙者；CT圖像因運(yùn)動(dòng)偽影導(dǎo)致的圖像質(zhì)量差者。根據(jù)手術(shù)病理診斷腫瘤侵襲程度不同分為A組和B組：A組62例，包括原位腺癌(adenocarcinoma in situ，AIS)患者20例，微浸潤(rùn)性腺癌(minimally invasive adenocarcinoma，MIA)患者42例；B組48例，均為浸潤(rùn)性腺癌(invasive adenocarcinoma，IAC)患者。

1.2 方法

1.2.1能譜CT檢查

檢查儀器為美國(guó)GE Discovery CT 750 HD能譜CT掃描儀，患者平躺，雙臂自然上舉，保持呼吸平穩(wěn)，頭先進(jìn)，由胸廓入口掃描至肺底，先行多層螺旋CT掃描，參數(shù)設(shè)置：管電壓120 kVp，自動(dòng)mAs調(diào)制，準(zhǔn)直64×0.625 mm，螺距0.984∶1，層厚5 mm，視野35 cm×35 cm，矩陣512×512，層間隔5 mm，轉(zhuǎn)速0.6 s/周，重建層厚0.625 mm。明確病灶位置后調(diào)節(jié)為能譜CT模式，對(duì)病灶行靶掃描，參數(shù)設(shè)置：管電壓80～120 kVp瞬時(shí)切換，自動(dòng)mAs調(diào)制，準(zhǔn)直64×0.625 mm，矩陣512×512，視野20 cm×20 cm，螺距0.984∶1，層厚5 mm，層間隔5 mm，轉(zhuǎn)速0.6 s/周。掃描后將圖像傳入AW4.6工作站，采用工作站3D軟件進(jìn)行后處理分析，由2名臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的放射醫(yī)師采用獨(dú)立盲法對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)估，觀察并記錄能譜CT征象，包括病灶位置、結(jié)節(jié)類(lèi)型、形狀(圓形/橢圓形、不規(guī)則形)、邊緣(光滑、分葉/毛刺)、空泡征、胸膜凹陷征。選取肉眼可見(jiàn)的密度相對(duì)較高區(qū)域，多平面測(cè)量結(jié)節(jié)最大徑值、水基值，根據(jù)公式K80～120 kVp=(CT值80 kVp-CT值120 kVp)/50，計(jì)算能量衰減曲線(xiàn)斜率(K值)。

1.2.2生物學(xué)指標(biāo)檢測(cè)

留取所有患者手術(shù)病灶組織，采用免疫組織化學(xué)法檢測(cè)癌組織中乳腺癌1號(hào)基因相關(guān)蛋白1(breast cancer 1-associated protein 1，BAP1)、Ki-67表達(dá)情況，取組織標(biāo)本行石蠟切片常規(guī)脫蠟，酸性抗原修復(fù)后采用3%過(guò)氧化氫滅活內(nèi)源性過(guò)氧化物酶，采用山羊血清封閉，滴加一抗，4 ℃濕盒孵育過(guò)夜，滴加辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記的二抗，單克隆單抗購(gòu)自美國(guó)Sigma公司，辣根過(guò)氧化物酶標(biāo)記山羊抗兔IgG購(gòu)自于美國(guó)R&D公司，采用二氨基聯(lián)苯胺顯色液(北京索萊寶科技有限公司)顯色，蘇木素復(fù)染，BX51光學(xué)顯微鏡(日本奧林巴斯公司)下觀察，每張切片隨機(jī)選取5～10個(gè)高倍視野，每個(gè)視野計(jì)數(shù)100個(gè)瘤細(xì)胞，計(jì)數(shù)陽(yáng)性細(xì)胞百分比。按著色細(xì)胞百分比分級(jí)，<10%為陰性(-)，≥10%為陽(yáng)(+)。

1.3 觀察指標(biāo)

收集和分析兩組患者一般資料、能譜CT征象、能譜CT參數(shù)；比較不同BAP1、Ki-67表達(dá)情況患者的能譜CT參數(shù)，分析能譜CT參數(shù)與BAP1、Ki-67表達(dá)的關(guān)系；分析能譜CT征象、能譜CT參數(shù)評(píng)估肺腺癌浸潤(rùn)程度的價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料、能譜CT征象比較

兩組性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、吸煙史、合并癥及病灶位置、形狀、邊緣、空泡征、胸膜凹陷征比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；B組結(jié)節(jié)類(lèi)型中混合磨玻璃結(jié)節(jié)(GGN)比例明顯較A組高(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料、能譜CT征象比較

2.2 兩組能譜CT參數(shù)比較

B組K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值均明顯較A組大(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組CT測(cè)量參數(shù)比較

2.3 BAP1、Ki-67陽(yáng)性與陰性患者能譜CT參數(shù)比較

110例肺腺癌患者中BAP1陽(yáng)性、Ki-67陽(yáng)性患者分別為34例、45例，陽(yáng)性率分別為30.91%、40.91%；BAP1陽(yáng)性患者K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值均明顯較陰性BAP1患者小，Ki-67陽(yáng)性患者K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值均明顯較Ki-67陰性患者大(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 BAP1、Ki-67陽(yáng)性與陰性患者能譜CT參數(shù)比較

2.4 能譜CT參數(shù)與BAP1、Ki-67表達(dá)的關(guān)系

Spearman相關(guān)系數(shù)模型分析顯示，K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值與肺腺癌組織中BAP1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，與Ki-67表達(dá)呈正相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 能譜CT參數(shù)與BAP1、Ki-67表達(dá)的關(guān)系

2.5 能譜CT征象、能譜CT參數(shù)評(píng)估浸潤(rùn)程度的價(jià)值

以B組為陽(yáng)性樣本，A組為陰性樣本，繪制混合GGN、K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值評(píng)估浸潤(rùn)程度為IAC的ROC曲線(xiàn)，見(jiàn)圖1，結(jié)果顯示，各指標(biāo)單獨(dú)評(píng)估的曲線(xiàn)下面積(AUC)分別為0.669、0.766、0.745、0.795，聯(lián)合評(píng)估的AUC最大，為0.856。

3 討論

早期肺腺癌無(wú)淋巴結(jié)和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，高分辨率CT上多表現(xiàn)為孤立性GGN，5年無(wú)病生存率較高，特別是早期表現(xiàn)為AIS或MIA的肺腺癌患者，其術(shù)后5年生存率可達(dá)100%或接近100%，而IAC患者5年生存率明顯降低[7,8]。此外，臨床主要采用局限性手術(shù)切除或其他替代方案治療AIS和MIA患者，而對(duì)于IAC患者，從侵襲性較小的肺葉切除術(shù)中可獲得更多益處[9]。因此術(shù)前準(zhǔn)確評(píng)估肺腺癌浸潤(rùn)程度可為臨床選擇合理手術(shù)方案提供重要參考。

CT掃描是肺癌篩查的常用手段，且隨著CT檢查的推廣，越來(lái)越多的肺磨玻璃結(jié)節(jié)(ground glass nodule，GGN)被檢出，有證據(jù)表明長(zhǎng)期存在的GGN與肺腺癌的發(fā)生發(fā)展顯著相關(guān)[10]。且隨著CT技術(shù)的發(fā)展，能譜CT的應(yīng)用有效提高了傳統(tǒng)CT診斷腫瘤的價(jià)值[11,12]。本研究通過(guò)觀察早期肺腺癌患者的能譜CT征象，發(fā)現(xiàn)IAC患者結(jié)節(jié)類(lèi)型中混合GGN比例明顯高于AIS和MIA患者，提示混合GGN是IAC患者的主要結(jié)節(jié)類(lèi)型，可將其作為評(píng)估早期肺腺癌侵襲程度的能譜CT征象。本研究ROC曲線(xiàn)分析，發(fā)現(xiàn)混合GGN評(píng)估肺腺癌浸潤(rùn)程度的AUC為0.669，具有一定評(píng)估效能。分析其原因在于，GGN實(shí)性成分的增加可增強(qiáng)腫瘤的侵襲性，而混合GGN多為實(shí)質(zhì)性病變，導(dǎo)致腫瘤侵襲性增加，對(duì)作為組織的浸潤(rùn)程度較高，單純GGN很少出現(xiàn)氣道內(nèi)轉(zhuǎn)移或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，侵襲程度較混合GGN更低[13,14]。因此通過(guò)能譜CT征象中混合GGN可對(duì)肺腺癌浸潤(rùn)程度進(jìn)行評(píng)估。

能譜曲線(xiàn)為不同能量X線(xiàn)束穿過(guò)物質(zhì)后形成的CT值衰減曲線(xiàn)，不同病理組織結(jié)構(gòu)具有不同的K值[15]。楊俊瀟等[16]研究顯示，K值是能譜CT評(píng)估肺腺癌的定量參數(shù)，AIS與MIA患者的腫瘤內(nèi)部組織分化不明顯，只在局部有區(qū)別，其K值比較無(wú)明顯差異。本研究結(jié)果中，IAC患者K值明顯高于AIS和MIA患者，說(shuō)明IAC患者腫瘤內(nèi)部組織分化較AIS、MIA患者更明顯，說(shuō)明通過(guò)能譜CT計(jì)算K值可對(duì)肺腺癌浸潤(rùn)程度進(jìn)行評(píng)估。此外，水是人體內(nèi)含量最高的物質(zhì)，資料顯示，能譜CT能通過(guò)測(cè)定肺GGN水含量，可對(duì)肺GGN的良惡性進(jìn)行診斷[17]。本研究選取水基值為研究指標(biāo)，能相對(duì)準(zhǔn)確、客觀反映病變特點(diǎn)，結(jié)果顯示，IAC患者水基值高于AIS和MIA患者，這是因?yàn)镮AC患者腫瘤細(xì)胞增殖活性較強(qiáng)，腫瘤細(xì)胞較多，隨著浸潤(rùn)程度的增加，腫瘤組織密度隨之增加，水含量也隨之增加。且有報(bào)道證實(shí)，在肺腺癌浸潤(rùn)程度診斷中，結(jié)節(jié)最大徑值能提供較大貢獻(xiàn)[18]。本研究還顯示，IAC患者結(jié)節(jié)最大徑也明顯大于AIS和MIA患者，說(shuō)明結(jié)節(jié)最大徑也與肺腺癌浸潤(rùn)程度有關(guān)。

新近研究顯示，BAP1及Ki-67表達(dá)情況與肺腺癌侵襲性及預(yù)后密切相關(guān)，其中BAP1可影響腫瘤細(xì)胞周期與增殖能力，Ki-67則是一種與增殖細(xì)胞相關(guān)的核蛋白質(zhì)，BAP1表達(dá)缺失及Ki-67表達(dá)升高均可促進(jìn)腫瘤細(xì)胞增殖、侵襲[19]。朱慧等[20]研究發(fā)現(xiàn)，能譜CT相關(guān)參數(shù)與病灶組織中Ki-67表達(dá)有顯著相關(guān)性。本研究亦發(fā)現(xiàn)K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值與肺腺癌組織中BAP1表達(dá)呈負(fù)相關(guān)，與Ki-67表達(dá)呈正相關(guān)，說(shuō)明K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值與早期肺腺癌侵襲能力顯著相關(guān)。進(jìn)一步通過(guò)ROC曲線(xiàn)分析，發(fā)現(xiàn)K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值評(píng)估肺腺癌浸潤(rùn)程度為IAC的AUC均在0.7以上，具有良好評(píng)估價(jià)值，特別是混合GGN、K值、結(jié)節(jié)最大徑、水基值聯(lián)合評(píng)估的AUC為0.856，可為臨床評(píng)估肺腺癌浸潤(rùn)程度提供更準(zhǔn)確依據(jù)，從而為臨床選擇手術(shù)方案提供指導(dǎo)。

綜上可知，能譜CT征象、能量衰減曲線(xiàn)有助于臨床評(píng)估早期肺腺癌浸潤(rùn)程度，從而指導(dǎo)術(shù)前選擇合適手術(shù)方案，具有較高臨床應(yīng)用價(jià)值。但本研究仍存在一定不足，如樣本量較少，且樣本選取范圍較狹窄，研究結(jié)果可能存在一定偏倚，仍需要通過(guò)多中心、大樣本研究進(jìn)一步驗(yàn)證。