雙源CT能譜曲線和碘含量測(cè)定在腎臟小腫瘤良、惡性鑒別診斷中的應(yīng)用

陳杰，田慧，任永芳

新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院 放射影像中心，新疆 烏魯木齊 830001

引言

腎臟小腫瘤（Small Renal Masses，SRMs）是指最大徑≤4 cm的腎腫瘤，隨著影像醫(yī)學(xué)的發(fā)展及體檢意識(shí)的提高，SRMs檢出率逐漸增高，但常規(guī)影像學(xué)檢查難以準(zhǔn)確地進(jìn)行良惡性定性診斷[1-2]。

腎細(xì)胞癌（Renal Cell Carcinoma，RCC）發(fā)病率占成人惡性腫瘤的3%，占原發(fā)性腎腫瘤的85%，腎透明細(xì)胞癌（Clear Cell Renal Cell Carcinom，ccRCC）占腎細(xì)胞癌的75%[3]，臨床治療上首選外科手術(shù)進(jìn)行干預(yù)。腎血管平滑肌脂肪瘤是最常見的腎良性腫瘤，大多數(shù)病變內(nèi)含有大量脂肪成分，在CT上呈低密度，較易對(duì)其進(jìn)行診斷，約有5%病變中缺乏影像學(xué)上肉眼可測(cè)的脂肪成分，被稱之為乏脂性腎血管平滑肌脂肪瘤（Fat-Poor Renal Angiomyolipoma，fp-RAML），在常規(guī)影像學(xué)上難以與RCC鑒別[4]。Nason等[5]研究證實(shí)，大多數(shù)RAML無癥狀，病灶生長緩慢，可首選主動(dòng)監(jiān)視（Active Surveillance，AS）作為初始治療策略。腎嗜酸細(xì)胞腺瘤（Renal Oncocytoma，RO）是第二常見的腎良性腫瘤，缺乏特異性臨床表現(xiàn)及影像學(xué)特征，難以與ccRCC鑒別，其在T1期腎腫瘤手術(shù)切除中占比約為6%～12%，術(shù)后約有20%病例出現(xiàn)并發(fā)癥[6]。上述3類SRMs在常規(guī)影像學(xué)表現(xiàn)上存在重疊，鑒別診斷較為困難，本研究采用雙源CT雙能量成像技術(shù)，前瞻性分析相關(guān)雙能量參數(shù)對(duì)SRMs的鑒別診斷價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為前瞻性、單中心研究。本研究通過了本院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（KY2018011858）。納入時(shí)間段為2018年7月至2021年3月，患者來源為泌尿外科術(shù)前評(píng)估行腎臟CT增強(qiáng)掃描患者，具體納排標(biāo)準(zhǔn)如下。

納入標(biāo)準(zhǔn)：① 單腎單發(fā)腫瘤，截面最大徑≤4 cm；② 行雙源CT增強(qiáng)掃描者；③ 所有腫瘤均經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)。

排除標(biāo)準(zhǔn)：① 腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)患者；② 患側(cè)腎動(dòng)脈重度狹窄者；③ 掃描圖像質(zhì)量差，呼吸運(yùn)動(dòng)偽影明顯者。

經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)分為2組，良性腎腫瘤組：RO 7例，其中男性4例、女性3例；年齡27～62歲，平均（49.13±9.31）歲；fp-RAML3例，均為女性，年齡27～45歲，平均（35.47±12.36）歲，臨床上多無明顯泌尿系癥狀。惡性腎腫瘤組：ccRCC 24例，其中男性16例、女性8例；年齡37～81歲，平均（54.50±10.61）歲；臨床上體檢發(fā)現(xiàn)19例（79.2%），腰部不適3例（12.5%），肉眼血尿2例（8.3%）。

1.2 檢查方法

采用 Siemens Somatom Definition Flash 二代雙源 CT機(jī)。掃描范圍自膈頂至髂前上棘水平。先行常規(guī)CT平掃，平掃參數(shù)：?jiǎn)文苣Ｊ?，管電?20 kVp，管電流230 mAs，螺距 0.7，轉(zhuǎn)速 0.5 s/r，準(zhǔn)直器的寬度 128×0.6 mm，重建層厚1 mm，間距0.7 mm。增強(qiáng)掃描對(duì)比劑注射采用高壓注射器自肘前靜脈或肘正中靜脈團(tuán)注非離子對(duì)比碘海醇100 mL，濃度 300 mgI/mL，速率 3 mL/s；跟 0.9% NaCl溶液30 mL，速率3 mL/s。采用對(duì)比劑示蹤法確定動(dòng)脈期延遲時(shí)間，在降主動(dòng)脈內(nèi)放置感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI），ROI的閾值為100 HU，觸發(fā)閾值后自動(dòng)掃描，皮質(zhì)期、髓質(zhì)期掃描分別在注射對(duì)比劑后的 30～35 s及 100～120 s。雙能量掃描參數(shù)：A、B管球分別為140 kVp、178 mAs和100 kVp、230 mAs，視野 32 cm，其余同平掃參數(shù)。

1.3 圖像后處理與測(cè)量

采用標(biāo)準(zhǔn)算法重建薄層單能量圖像（40～140 keV），并通過 Siemens MMWP（Syngo MMWP，Siemens Medical Solutions）工作站自動(dòng)生成對(duì)應(yīng)的能譜曲線，計(jì)算能譜曲線斜率[斜率＝（40 keV CT 值 -190 keV CT 值）/100]。同時(shí)，測(cè)量腫瘤及腫瘤旁正常腎實(shí)質(zhì)的皮質(zhì)期、髓質(zhì)期碘濃度（Iodine Concentratio，IC）值，測(cè)量時(shí)將ROI設(shè)定在腫瘤顯示最大徑層面實(shí)質(zhì)區(qū)及其腫瘤旁正常腎實(shí)質(zhì)區(qū)，避開腫瘤壞死、囊變區(qū)及血管，每個(gè)病變及正常腎實(shí)質(zhì)均測(cè)量3次，取其平均值，同時(shí)，盡可能將皮質(zhì)期及髓質(zhì)期ROI大小、形態(tài)及位置保持一致。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，組間分類資料用n（%）表示，比較采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料用±s表示，比較采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組病變不同期相IC值比較

良性SRMs髓質(zhì)期IC值高于惡性，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），良、惡性SRMs皮質(zhì)期以及正常腎皮質(zhì)在增強(qiáng)掃描皮質(zhì)期、髓質(zhì)期IC值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1和圖1。

表1 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質(zhì)IC值比較（±s，mg/mL）

表1 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質(zhì)IC值比較（±s，mg/mL）

注：良性腫瘤為fp-RAML和RO，惡性腫瘤為ccRCC。

分類 SRMs 正常腎皮質(zhì)皮質(zhì)期 髓質(zhì)期 皮質(zhì)期 髓質(zhì)期良性SRMs（n=10） 4.83±0.87 5.36±0.49 5.92±0.95 6.43±0.67惡性SRMs（n=24） 4.41±1.68 4.02±1.52 5.80±1.09 6.31±0.85 t值 0.959 3.889 0.301 0.402 P值 0.345 ＜0.001 0.765 0.690

圖1 良惡性SRMs碘圖

2.2 兩組病變能譜曲線比較

良性SRMs皮質(zhì)期、髓質(zhì)期能譜斜率均大于惡性，皮質(zhì)期曲線斜率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），髓質(zhì)期曲線斜率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。良、惡性SRMs病變同平面正常腎皮質(zhì)在增強(qiáng)掃描皮質(zhì)期、髓質(zhì)期能譜曲線斜率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）,見表2和圖2。

圖2 能譜曲線圖像

表2 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質(zhì)能譜斜率比較（±s）

表2 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質(zhì)能譜斜率比較（±s）

注：良性腫瘤為fp-RAML和RO，惡性腫瘤為ccRCC。

分類 腎腫瘤 正常腎皮質(zhì)皮質(zhì)期 髓質(zhì)期 皮質(zhì)期 髓質(zhì)期良性SRMs（n=10） 3.73±0.17 3.99±0.73 4.42±0.53 5.11±0.26惡性SRMs（n=24） 2.58±1.47 3.04±1.20 3.94±0.35 4.81±0.67 t值 3.730 1.840 2.143 1.688 P值 0.001 0.078 0.075 0.106

3 討論

雙源CT擁有兩套獨(dú)立的球管-探測(cè)器系統(tǒng)，能同時(shí)獲得物質(zhì)在高低能級(jí)X線下衰減的變化，可通過碘基圖定量測(cè)量組織內(nèi)碘含量變化，客觀反映組織內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變，同時(shí)也可獲得反映物質(zhì)衰減特性的能譜曲線，進(jìn)一步區(qū)分/鑒別病變內(nèi)組織成分，提供組織內(nèi)更多生物學(xué)特征，近年來多被應(yīng)用于肺、乳腺、骨肌等腫瘤性病變?cè)\斷及鑒別診斷、評(píng)估惡性腫瘤分化程度及病理分級(jí)等方面[7-9]。由此，亦可為良、惡性SRMs的鑒別診斷提供新的思路。

RAML及RO是腎臟最常見的良性腫瘤[10-11]，而常規(guī)影像對(duì)良、惡性SRMs的鑒別有一定重疊。典型的RAML，由于存在脂肪成分，影像上多可直接診斷，Song等[12]提出的RAML影像學(xué)分類中將腫瘤平掃CT值大于-10 HU，但腫瘤與脾臟CT比值（Tumor-to-Spleen Ratio，TSR）＜0.71或MR化學(xué)位移成像中信號(hào)強(qiáng)度指數(shù)（Signal Intensity Index，SII）＞16.5%定義為fp-RAML，而部分ccRCC細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)豐富，化學(xué)位移成像中信號(hào)降低，其TSR或SII與fp-RAML具有重疊，難以對(duì)二者進(jìn)行區(qū)分[13]。

RO占所有腎腫瘤的3%～7%，當(dāng)以腫瘤最大徑≤4 cm為界做統(tǒng)計(jì)時(shí)，其發(fā)病率可增加到18%[10]，因此在SRMs中，良性病變占比并不少。大多數(shù)RO生長緩慢，年生長速度小于＜14 mm，特別是＜7 cm的RO，通?？梢赃M(jìn)行保守治療[14-15]。但也有部分研究指出RO的生長動(dòng)力學(xué)與惡性腎腫瘤相似[16]，其臨床及影像學(xué)表現(xiàn)缺乏特異性，難以與RCC鑒別。

RCC 在 SRMs中占比可達(dá)48%～66%[17]，ccRCC 是RCC最常見的腫瘤，目前，局限性RCC的治療多首選部分腎切除術(shù)。RO、fp-RAML的治療方法與RCC有很大差異，定性診斷尤顯重要，且既往研究多關(guān)注于fp-RAML或RO與腎癌的鑒別診斷，較少著眼于良、惡性定性診斷，尤其是病變≤4 cm時(shí)的SRMs[18]。腫瘤較小時(shí)，影像學(xué)表現(xiàn)存在一定重疊，特別是部分ccRCC腫瘤體積小且呈持續(xù)或相對(duì)弱強(qiáng)化時(shí)，不易與良性腎腫瘤鑒別。

本研究為控制不同個(gè)體間循環(huán)所致偏倚，測(cè)量腫瘤IC值時(shí)，同時(shí)測(cè)量并比較腫瘤ROI同平面正常腎皮質(zhì)增強(qiáng)掃描皮質(zhì)期及髓質(zhì)期IC值，發(fā)現(xiàn)其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示IC值亦可客觀地反映病灶內(nèi)碘攝取情況。通常情況下，腫瘤組織IC值主要取決于病變內(nèi)微血管密度、新生血管含量及其對(duì)碘劑的通透性[8-9]，病變內(nèi)微血管密度增加、新生血管含量豐富并通透性增高時(shí)，對(duì)比劑被快速攝取，IC值增高。本研究中，良性SRMs皮質(zhì)期IC值略高于惡性，其差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮主要與納入病例分化程度相關(guān)。RO與fp-RAML作為良性、富血供腫瘤，病變內(nèi)血管含量豐富，管腔較均勻、走行較自然，對(duì)比劑快速被攝?。籧cRCC作為惡性腫瘤，雖血供豐富，但腫瘤組織分化程度較低時(shí)，病變內(nèi)新生血管增多、排列紊亂、走行迂曲，造影劑在細(xì)胞間隙流動(dòng)緩慢，反而呈相對(duì)低攝取表現(xiàn)[8,19]。此外，還考慮可能與納入病例腫瘤組織大小有關(guān)，特別是較小ccRCC，IC值較CT值更能真實(shí)地反映腫瘤內(nèi)部細(xì)小的囊變壞死區(qū)，且囊變壞死區(qū)表現(xiàn)為低攝取。

ccRCC髓質(zhì)期IC值較皮質(zhì)期略減低，提示腫瘤組織攝碘率于皮質(zhì)期達(dá)到高峰、而后下降。鑒于腫瘤內(nèi)血管數(shù)量、形態(tài)、排列特點(diǎn)，碘劑清除速率相對(duì)較慢，而良性SRMs隨時(shí)間延遲持續(xù)攝碘、IC值增高，且其與惡性SRMs ccRCC差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，考慮與fp-RAML成分相關(guān)，fp-RAML組織學(xué)上平滑肌含量豐富，增強(qiáng)掃描呈延遲強(qiáng)化，腫瘤組織持續(xù)攝碘、IC值增高[18,20]。

能譜曲線反映了物質(zhì)的衰減特性，不同病變和組織對(duì)X線衰減系數(shù)不同，根據(jù)不同的衰減系數(shù)，每一種物質(zhì)都有其特有的能譜曲線[21]。良、惡性SRMs起源于腎組織內(nèi)不同細(xì)胞，生物學(xué)特性不同，細(xì)胞形態(tài)及腫瘤密度不同，考慮其能譜曲線斜率亦不同。本研究依據(jù)該理論，測(cè)量ccRCC與RO、fp-RAML的能譜曲線形態(tài)及斜率，發(fā)現(xiàn)ccRCC斜率較低，曲線形態(tài)更平緩；RO和fp-RAML的斜率較大，曲線形態(tài)更陡峭，其皮質(zhì)期斜率差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示可能具有鑒別診斷價(jià)值，髓質(zhì)期曲線斜率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與能譜曲線成像特征不相符，考慮：① 納入病例樣本量較小，可能存在偏倚；② RO、fp-RAML雖同為良性病變，但其病變數(shù)量、腫瘤組織細(xì)胞成分不同，能譜曲線走行欠一致、存在一定偏倚；③ ccRCC患者平均年齡較大，腎臟功能可能影響結(jié)果。而腫瘤ROI同平面正常腎皮質(zhì)起源相同，其皮質(zhì)期、髓質(zhì)期能譜曲線斜率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，符合上述能譜曲線成像特點(diǎn)。

本研究尚有不足之處：① 本研究是單中心研究，因疾病發(fā)生率的差異，本研究對(duì)象為直徑≤4 cm的腫瘤，致使納入樣本量較少，良、惡性腫瘤分組不夠均衡，同時(shí)，未能對(duì)IC值及能譜曲線斜率鑒別診斷效能進(jìn)行評(píng)價(jià)；② 納入病例的最大徑≤4 cm，但腫瘤大小不一，測(cè)量時(shí)不同病變的ROI面積不等，存在一定偏倚；③ 由于納入的良性病例數(shù)少，沒有對(duì)良性病例之間的IC值和能譜曲線斜率進(jìn)行比較。

綜上，對(duì)直徑≤4 cm腎良、惡性腫瘤，雙源CT雙能量成像技術(shù)可提供定量鑒別診斷依據(jù)，特別是髓質(zhì)期IC值和皮質(zhì)期能譜曲線斜率對(duì)二者鑒別診斷價(jià)值較大。