不同能量段能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型的診斷效能

張忠偉，陳盈，樊樹(shù)峰

能譜曲線(xiàn)反映被檢物質(zhì)對(duì)X線(xiàn)吸收衰減值隨射線(xiàn)能量變化的規(guī)律，每種物質(zhì)都具有獨(dú)特的能譜曲線(xiàn)[1]。作為一項(xiàng)能譜CT檢查定量參數(shù)，其在疾病檢查、鑒別及療效評(píng)估等方面得到了廣泛研究[2-4]。2015年WHO分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)[5]將肺腺癌分為浸潤(rùn)前病變、微浸潤(rùn)腺癌（MIA）和浸潤(rùn)性腺癌（IAC），浸潤(rùn)前病變包括不典型腺瘤樣增生（AAH）和原位腺癌（AIS）。浸潤(rùn)前病變、MIA在臨床治療決策與預(yù)后方面和IAC有很大差異，因而既往大部分研究將浸潤(rùn)前病變和MIA歸為非浸潤(rùn)一類(lèi)[3，6]。有研究發(fā)現(xiàn)，能譜曲線(xiàn)斜率在非浸潤(rùn)和IAC鑒別診斷中具有重要價(jià)值[3，7-8]，但其診斷效能差異較大，可能與用來(lái)計(jì)算的能量段不同有關(guān)。本研究將能譜曲線(xiàn)分為低能量段（40～70keV）、中能量段（70～100 keV）、高能量段（100～140 keV）和全能量段（40～140keV），比較不同能量段能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型的價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究為回顧性研究，研究方案通過(guò)寧波市醫(yī)療中心李惠利醫(yī)院倫理委員會(huì)審查（批件編號(hào)：KY2022PJ066），患者知情同意書(shū)已免除。收集2016年9月至2019年6月確診為肺腺癌患者的臨床及影像資料，所有患者在病理確診前2周內(nèi)行能譜CT檢查。按病理結(jié)果分為非浸潤(rùn)組（AIS+MIA）和浸潤(rùn)組（IAC）。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）病灶直徑6～30 mm；（2）病理結(jié)果由穿刺活檢及手術(shù)切除確診。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）檢查前接受抗腫瘤藥物治療；（2）圖像偽影重，質(zhì)量較差；（3）病灶主要呈囊性而影響測(cè)量。共118例患者納入研究，男47例，女71例；平均年齡（54±10）歲；共有病灶125個(gè)，其中AIS 14個(gè)，MIA 36個(gè)，IAC 75個(gè)。

1.2 能譜CT檢查方法 所有檢查均在美國(guó)GE公司生產(chǎn)的Discovery 750 CT機(jī)進(jìn)行?；颊卟捎妙^先進(jìn)仰臥體位，平靜吸氣后屏氣掃描，掃描范圍從胸廓入口至膈底。采用寶石能譜成像（GSI）模式平掃，管電流設(shè)為自動(dòng)毫安，管電壓為80/140kV瞬時(shí)切換，準(zhǔn)直器寬度為80mm，螺距為0.992∶1，掃描層厚/層間距均為5 mm，重建層厚/層間距均為1.25 mm用于后處理分析。

1.3 圖像后處理 將數(shù)據(jù)導(dǎo)入后處理工作站ADW 4.7中，應(yīng)用GSI軟件包重建出40～140 keV共101組單能量圖像。由兩位放射科醫(yī)師（分別有7和10年工齡）采用盲法分別以圓形標(biāo)記在病灶最大層面勾畫(huà)感興趣區(qū)（ROI），盡量避開(kāi)鈣化、空泡及血管束。記錄病灶在40、70、100及140 keV單能量圖的CT值（HU40、HU70、HU100及HU140），計(jì)算低能量段（K1）、中能量段（K2）、高能量段（K3）及全能量段（K4）能譜曲線(xiàn)斜率。公式如下：K1=（HU40－HU70）/30，K2=（HU70－HU100）/30，K3=（HU100－HU140）/40，K4=（HU40－HU140）/100。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS 22.0和Med-Calc 18.6軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，對(duì)兩位放射科醫(yī)師所測(cè)CT值進(jìn)行組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）檢驗(yàn)評(píng)價(jià)其一致性。計(jì)量資料采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)是否符合正態(tài)分布，符合正態(tài)分布采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用 檢驗(yàn)。對(duì)兩組有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的能譜曲線(xiàn)斜率繪制ROC曲線(xiàn)，得到曲線(xiàn)下面積（）值，并使用DeLong檢驗(yàn)差異。＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組病灶各單能量圖CT值比較對(duì)兩位放射科醫(yī)師所測(cè)CT值進(jìn)行組內(nèi)相關(guān)系數(shù)檢驗(yàn)，ICC值分別為0.851、0.905、0.883、0.869，說(shuō)明兩位醫(yī)師所測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定性好，取兩者平均值用于分析。非浸潤(rùn)組和浸潤(rùn)組40、70、100及140 keV單能量圖CT值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組病灶各單能量圖CT值比較 HU

2.2 兩組病灶各能量段能譜曲線(xiàn)斜率比較 兩組K2、K3及K4能譜曲線(xiàn)斜率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＜0.05），而兩組K1能譜曲線(xiàn)斜率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組病灶各能量段能譜曲線(xiàn)斜率比較

2.3 不同能量段能譜曲線(xiàn)斜率ROC分析K2、K3及K4能譜曲線(xiàn)斜率鑒別非浸潤(rùn)與浸潤(rùn)的值分別為0.723、0.637和0.628，K2能譜曲線(xiàn)斜率診斷效能最高，見(jiàn)表3。

表3 不同能量段能譜曲線(xiàn)斜率ROC分析

3 討論

本研究采用單源雙能量能譜CT檢查，能夠重建出40～140 keV能量段能譜曲線(xiàn)，發(fā)現(xiàn)70～100、100～140及40～140 keV能量段能譜曲線(xiàn)斜率均有助于鑒別肺IAC與AIS＋MIA，其中70～100keV中能量段能譜曲線(xiàn)斜率診斷效能最高。

單源雙能量能譜CT采用80/140 kV瞬時(shí)切換技術(shù)采集高低兩組能量圖像，能夠重建出各種物質(zhì)分離圖像和101組單能量圖像[9-10]。能譜曲線(xiàn)斜率可通過(guò)兩組單能量圖CT值除以區(qū)間段而得，能夠定量反映能譜曲線(xiàn)特征，在肺腺癌診斷及鑒別中得到廣泛研究[1，11-12]。Li等[13]計(jì)算40～65 keV能量段能譜曲線(xiàn)斜率，發(fā)現(xiàn)其鑒別不同病理類(lèi)型浸潤(rùn)性腺癌具有重要價(jià)值（＜0.001）。Yu等[14]計(jì)算40～100 keV能量段能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型，發(fā)現(xiàn)平掃時(shí)非浸潤(rùn)病變組與浸潤(rùn)性腺癌組能譜曲線(xiàn)斜率存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（=0.042），但增強(qiáng)靜脈期兩組曲線(xiàn)斜率差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（=0.900）。Wang等[5]及Zhang等[15]也是計(jì)算40～100 keV能量段能譜曲線(xiàn)斜率，卻發(fā)現(xiàn)其在非浸潤(rùn)病變組與浸潤(rùn)性腺癌組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＞0.05）。由此可見(jiàn)，能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型的價(jià)值尚存在爭(zhēng)議。一方面可能由于既往研究?jī)H選擇了單一能量段計(jì)算能譜曲線(xiàn)斜率，且不同研究選擇的能量段存在差異。另一方面，既往研究多采用雙源雙能量能譜CT檢查，而本研究采用了單源雙能量能譜CT檢查，其結(jié)果可能更準(zhǔn)確[10，16]。

本研究發(fā)現(xiàn)非浸潤(rùn)組和浸潤(rùn)組在40、70、100和140 keV單能量圖CT值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＜0.05），與Wang等[5]的研究結(jié)果相似。非浸潤(rùn)組各單能量圖CT值均小于浸潤(rùn)組，這可能與不同肺腺癌亞型組織病理異質(zhì)性有關(guān)。隨著肺腺癌浸潤(rùn)性增加，腫瘤細(xì)胞排列更加緊密且新生血管增多，病灶對(duì)X線(xiàn)吸收衰減能力增大，因而CT值較大。另外，本研究發(fā)現(xiàn)K2、K3及K4能譜曲線(xiàn)斜率在非浸潤(rùn)組和浸潤(rùn)組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均＜0.05），而K1能譜曲線(xiàn)斜率在兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（＞0.05）。這說(shuō)明不同能量段能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型是有差異的，這也可能是與既往研究結(jié)果存在差異的原因。

本研究采用ROC分析及DeLong檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)K2能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型診斷效能最高。量子物理學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，物質(zhì)對(duì)診斷用X線(xiàn)的吸收受光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)影響，X線(xiàn)能量較低時(shí)光電效應(yīng)影響較多，能量較高時(shí)以康普頓效應(yīng)為主[11]。筆者推測(cè)K2能譜曲線(xiàn)斜率綜合了光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)的影響，因而具有最高的鑒別診斷效能。但K2能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型的效能仍較低，在肺腺癌分型研究中仍需要結(jié)合形態(tài)學(xué)定性指標(biāo)及其他能譜成像定量參數(shù)，這在既往研究中已有廣泛關(guān)注[3，14-15]。另外CT掃描時(shí)患者呼吸狀態(tài)和體位會(huì)影響肺結(jié)節(jié)的顯示，規(guī)范肺結(jié)節(jié)掃描時(shí)呼吸狀態(tài)和體位是否能進(jìn)一步提高能譜曲線(xiàn)斜率診斷效能尚有待進(jìn)一步研究。

本研究不足之處：（1）為單中心回顧性研究，樣本含量小，可能存在樣本選擇偏倚，尚需要多中心大樣本研究驗(yàn)證本研究結(jié)果；（2）為控制自變量數(shù)目，本研究?jī)H將能譜曲線(xiàn)分為K1、K2、K3及K4，尚需進(jìn)一步細(xì)化區(qū)分研究；（3）本研究主要探討不同能量段能譜曲線(xiàn)斜率鑒別肺腺癌亞型的價(jià)值，尚需進(jìn)一步研究各能量段能譜曲線(xiàn)斜率在其他疾病診斷及分型中的價(jià)值是否存在差異。