能譜CT 成像鑒別實性肺癌病理類型的定量參數(shù)及診斷作用分析

趙超

（天津市靜海區(qū)醫(yī)院CT 室，天津 301600）

肺癌（lung cancer）為我國常見惡性腫瘤，其早期影像學(xué)表現(xiàn)可分為磨玻璃結(jié)節(jié)肺癌與實性結(jié)節(jié)肺癌，前者以腺癌為主，惡性程度低，分期多集中在ⅠA期，后者則包括鱗癌、腺癌及小細(xì)胞肺癌，惡性程度高，分期多為ⅠA 期以后，二者分型不同，其治療方案也存在較大差異[1，2]。因此，早期發(fā)現(xiàn)并明確肺癌的病理類型，對患者治療方案的制定及預(yù)后生存尤為重要。目前，肺癌病理類型的診斷主要依賴于病理組織學(xué)檢查，但其有創(chuàng)性限制了該方案的臨床應(yīng)用[3]。能譜CT（spectral CT）成像是近年來興起的雙能量成像技術(shù)，可提高圖像質(zhì)量、完善圖像信息，其定量指標(biāo)豐富，可提供有效且多樣化的綜合分析方向[4，5]。目前，能譜CT 在肺癌病理特征方面的研究尚處于初級階段，且缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，基于此，本研究結(jié)合2019 年10 月-2021 年10 月天津市靜海區(qū)醫(yī)院確診的78 例實性肺癌病例，分析能譜CT 成像鑒別實性肺癌病理類型的定量參數(shù)及診斷作用，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年10 月-2021 年10 月天津市靜海區(qū)醫(yī)院確診的78 例實性肺癌病例，其中腺癌31 例，男20 例，女11 例；年齡48～79 歲，平均年齡（62.75±5.80）歲；病變最大直徑2.15～7.53 cm，平均病變最大直徑（4.90±1.81）cm；鱗癌27 例，男16例，女11 例；年齡49～78 歲，平均年齡（62.69±5.76）歲；病變最大直徑2.09～7.73 cm，平均病變最大直徑（4.87±1.74）cm；小細(xì)胞肺癌20 例，男11 例，女9例；年齡50～79 歲，平均年齡（62.72±5.80）歲；病變最大直徑2.16～5.47cm，平均病變最大直徑（4.89±1.79）cm。不同病理類型患者性別、年齡、病變最大直徑比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有受檢者均知情且自愿參加，并簽署知情同意書。

1.2 納入和排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①行能譜CT 平掃及增強檢查并經(jīng)活檢病理學(xué)檢查確診為肺癌；②CT檢查配合度高，圖像質(zhì)量可滿足研究需要；③無碘對比劑過敏。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肺癌病灶內(nèi)有影響測量的磨玻璃、鈣化、大片壞死及空洞；②病歷資料不全者；③能譜CT 掃描近期接受抗腫瘤治療者；④病癥最大直徑＜2 cm。

1.3 方法 采用寶石能譜CT 掃描儀（Discovery CT750 HD，GE Healthcare Milwaukee，USA）進行胸部能譜掃描，受檢者取仰臥位，采用寶石能譜成像模式完成平掃及多期增強掃描，其平掃及增強掃描范圍由肺尖至肋膈角水平。掃描參數(shù)：管電壓80 與140 kV 瞬時切換，管電流405 mA，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，探測器寬度80 mm，螺距0.984∶1，準(zhǔn)直寬度64 mm×0.625 mm。增強時經(jīng)肘正中靜脈注入80 ml 碘海醇（揚子江藥業(yè)集團有限公司，國藥準(zhǔn)字H10970327，規(guī)格：50 ml∶17.5 g），注射速率3.0 ml/s，選取主支氣管分叉水平的同層胸主動脈監(jiān)測CT 值（Smart Prep 技術(shù)），觸發(fā)閾值設(shè)定為150 HU，達到閾值后延遲5 s 開始掃描，獲取動脈期圖像，于動脈期后延遲30 s 行靜脈期掃描，獲取靜脈期圖像。將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理工作站（GE AW4.5），利用GSI 專業(yè)軟件對平掃及增強圖像進行后處理與測量，取病灶橫斷面最大層面及鄰近上、下層放置相同大小的感興趣區(qū)（ROI），避開血管、鈣化及壞死等區(qū)域，當(dāng)病癥密度均勻時，ROI 面積應(yīng)大于病灶橫街面積1/2；當(dāng)密度不均時，需選擇該層實性部分最多的區(qū)域進行測量，確保平掃及動脈期ROI 一致（大小、形態(tài)、位置），測量參數(shù)包括平掃鈣（水）濃度、有效原子序數(shù)（Eff-Z）、能譜曲線斜率（K40-65keV）與動脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（NIC）、K40-65keV。各期每個數(shù)值均于相鄰3個層面分別測量1 次，取其平均值。K40-65keV=CT 值（40keV）-CT 值（65keV）/｜40-65｜。NIC=ICR/ICA，ICR、ICA 分別代表ROI的碘濃度、主支氣管分叉水平胸主動脈的碘濃度。

1.4 觀察指標(biāo) ①比較不同病理類型能譜CT 定量參數(shù)，包括平掃鈣（水）濃度、Eff-Z、NIC、K40-65keV；②通過受試者工作特征（ROC）曲線分析能譜CT定量參數(shù)對實性肺癌的診斷效能；③比較不同病例類型病灶平掃能譜衰減曲線的走勢，Ⅰ型：能譜衰減曲線呈緩慢上升型，曲線斜率（K40-65keV）＜0；Ⅱ型：能譜衰減曲線呈直線或近似直線狀，0≤K40-65keV≤0.3；Ⅲ型：能譜衰減曲線呈緩慢遞減型，0.3＜K40-65keV≤0.6。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)處理，計量資料以（x±s）表示，組間比較行t檢驗，多組間比較行單因素方差分析；計數(shù)資料以[n（%）]表示，組間比較行χ2檢驗；采用ROC 曲線分析各病理類型的診斷效能，以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同病理類型能譜CT 定量參數(shù)比較 平掃能譜CT 定量參數(shù)Eff-Z、鈣（水）濃度及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；動脈能譜CT 定量參數(shù)NIC 及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 不同病理類型的能譜CT 定量參數(shù)比較（±s）

表1 不同病理類型的能譜CT 定量參數(shù)比較（±s）

2.2 能譜CT 定量參數(shù)診斷實性肺癌的診斷效能分析 ROC 曲線分析顯示，平掃參數(shù)[鈣(水)濃度、Eff-Z、K40-65keV]與動脈期參數(shù)（NIC、K40-65keV）診斷小細(xì)胞肺癌與非小細(xì)胞肺癌的曲線下面積分別為0.65、0.63、0.68、0.70、0.57，診斷肺腺癌與鱗癌的曲線下面積分別為0.65、0.66、0.64、0.72、0.63，見表2、圖1、圖2。

圖1 能譜CT 定量參數(shù)診斷小細(xì)胞肺癌與非小細(xì)胞肺癌的ROC 曲線

圖2 能譜CT 定量參數(shù)診斷肺腺癌與鱗癌的ROC 曲線

表2 能譜CT 定量參數(shù)診斷實性肺癌的ROC 曲線分析

2.3 不同病理類型平掃能譜衰減曲線走勢分型比較不同病理類型實性肺癌的平掃能譜衰減曲線走勢分型比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（χ2=4.346，P=0.006），其中腺癌多表現(xiàn)為Ⅲ型，鱗癌主要為Ⅱ型，小細(xì)胞肺癌則集中在Ⅳ型，見表3。

表3 不同病理類型的平掃能譜衰減曲線走勢分型比較[n（%)]

3 討論

近年來，隨著CT 領(lǐng)域的不斷發(fā)展，其應(yīng)用模式已由傳統(tǒng)單參數(shù)及形態(tài)學(xué)成像模式向多參數(shù)及功能學(xué)成像模式轉(zhuǎn)變[6]。能譜CT 成像技術(shù)正是基于這一方向發(fā)展而來的新型CT 成像手段，可通過高低能量（140 kVp 與80 kVp）旋轉(zhuǎn)的快速切換，獲取40～140 keV 共101 個連續(xù)單能量CT 值，既可生成單能量圖像，又可獲得其能譜衰減曲線、有效原子序數(shù)及物質(zhì)分離圖像[7-9]。其中，能譜衰減曲線可反映不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)，而物質(zhì)分解圖像則用于定量測量碘/水濃度，通過以上多參數(shù)定量的分析，可進一步掌握其病變時生物學(xué)特征[10-12]。相較于常規(guī)CT，能譜CT 具有更多的量指標(biāo)及分析工具，可更為客觀的反映腫瘤組織的細(xì)微病例變化，應(yīng)用價值更為顯著[13，14]。

本研究結(jié)果顯示，平掃能譜CT 定量參數(shù)Eff-Z、鈣（水）濃度及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌（P＜0.05）；動脈能譜CT 定量參數(shù)NIC及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌（P＜0.05）），提示不同病理類型肺癌之間的定量參數(shù)存在顯著差異，與既往報道相似[15-17]。其中，肺腺癌的鈣（水）濃度高于鱗癌及小細(xì)胞肺癌，分析認(rèn)為腺癌較鱗癌與小細(xì)胞肺癌更易發(fā)生鈣化，因而其鈣（水）濃度明顯更高[18，19]。同時，腺癌Eff-Z 大于鱗癌與小細(xì)胞肺癌，這與其腺樣分化等病理學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)，而鱗癌多以角化及細(xì)胞間橋為主，小細(xì)胞癌則通常細(xì)胞質(zhì)較少，癌巢松散，三者化學(xué)成分及密度各不相同，因而Eff-Z 參數(shù)各異[20，21]。在NIC 方面，腺癌大于鱗癌與小細(xì)胞肺癌，這是由于腺癌的癌組織較為疏松，其間質(zhì)成分多，且具有豐富的小血管，而鱗癌的癌組織相對密實，間質(zhì)成分及血管均較少，因而動脈期腺癌組織內(nèi)的碘含量不如腺癌[22，23]。同時，腺癌間質(zhì)成分多、細(xì)胞成分少，其細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間的總體含水量較少，而鱗癌可呈堆積式生長，細(xì)胞密度高，總體含水量高，因而碘濃度相對較低[24]。

此外，曲線斜率是能譜衰減曲線的重要評定參數(shù)，其斜率高低與物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)及密度有關(guān)，本研究中肺癌曲線斜率高于鱗癌與小細(xì)胞肺癌，這與其分化程度、腫瘤實質(zhì)與間質(zhì)比例及壞死程度存在密切相關(guān)。經(jīng)ROC 曲線分析，平掃參數(shù)[鈣(水)濃度、Eff-Z、K40-65keV]與動脈期參數(shù)（NIC、K40-65keV）診斷小細(xì)胞肺癌與非小細(xì)胞肺癌的曲線下面積分別為0.65、0.63、0.68、0.70、0.57，診斷肺腺癌與鱗癌的曲線下面積分別為0.65、0.66、0.64、0.72、0.63。以上參數(shù)的ROC 曲線下面積均大于0.5，表明其在實性肺癌病例類型的鑒別診斷中具有確切診斷價值，但其敏感度及特異度普遍不夠高，這與本次納入病例數(shù)較少有關(guān)，需進一步擴大樣本獲取更為可靠的研究結(jié)論。此外，不同病理類型實性肺癌的平掃能譜衰減曲線走勢分型存在差異（P＜0.05），其中腺癌多表現(xiàn)為Ⅲ型，鱗癌主要為Ⅱ型，小細(xì)胞肺癌則集中在Ⅳ型，可見不同類型肺癌的能譜衰減曲線分型也存在較大差異。其中，能譜衰減曲線代表著感興趣區(qū)在不同能量下的CT 變化規(guī)律，其數(shù)值由物質(zhì)的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)決定，鱗癌內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，腺癌多呈腺樣分化，且腫瘤實質(zhì)/間質(zhì)比值、壞死程度等方面的差異也是導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)及密度的重要原因[25，26]。

綜上所述，能譜CT 成像定量參數(shù)在不同病理類型的實性肺癌中存在顯著差異，對肺腺癌、鱗癌及小細(xì)胞肺癌均具有確切的鑒別診斷價值，值得進一步研究。