雙能量CT定量參數(shù)預(yù)測實性肺腺癌氣道播散

尹 柯，巴文娟，陶俊利，申麗麗，張久權(quán)*

[1.重慶醫(yī)科大學(xué)附屬璧山醫(yī)院(重慶市壁山區(qū)人民醫(yī)院)放射科，重慶 402760；2.重慶市沙坪壩區(qū)人民醫(yī)院放射科，重慶 400030；3.重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院放射科，4.病理科，重慶 400030]

肺癌經(jīng)典侵襲行為包括非貼壁生長、肌成纖維細胞基質(zhì)浸潤及侵犯血管或胸膜[1]。氣道播散(spread through air spaces, STAS)系世界衛(wèi)生組織于2015年提出的一種肺癌侵襲行為，為肺部腫瘤所獨有，可致較差預(yù)后[1]，與肺癌患者總生存期和無復(fù)發(fā)生存期顯著相關(guān)[2-5]，故可作為評估肺癌預(yù)后的指標(biāo)。術(shù)前影像學(xué)準(zhǔn)確預(yù)測STAS有助于優(yōu)化治療計劃。雖然根據(jù)CT征象可評估肺癌STAS狀態(tài)[6-7]，但對于實性肺癌，其診斷價值甚微。影像組學(xué)對評估肺癌STAS狀態(tài)具有一定價值[8-9]，但可解釋性欠佳。雙能量CT(dual-energy CT, DECT)定量參數(shù)用于鑒別良、惡性肺結(jié)節(jié)[10]及預(yù)測肺癌分型及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移[11-12]的價值已獲肯定。本研究觀察DECT定量參數(shù)術(shù)前預(yù)測實性肺腺癌STAS的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2021年1月—2021年6月重慶大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院52例經(jīng)術(shù)后病理確診的孤立性實性肺腺癌患者，男35例，女17例，年齡38～78歲，平均(57.5±10.0)歲；28例T1N0M0期，12例T1N1～2M0期，8例T2N0M0期，4例T2N1～2M0期，術(shù)前DECT資料完整；排除既往有肺部手術(shù)史、肺部病灶最大徑<1 cm、>5 cm，或周圍合并阻塞性肺炎、肺不張，檢查前接受惡性腫瘤相關(guān)化學(xué)治療及術(shù)后病理顯示腫瘤含腸腺癌等其他成分者。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Drive 2.5代雙源CT機，雙能量掃描模式采集胸部DECT， A球管管電壓100 kV、管電流71 mAs，B球管管電壓140 kV、管電流60 mAs，應(yīng)用自動曝光控制(CARE Dose 4D)，準(zhǔn)直64×0.6 mm，轉(zhuǎn)速0.28 s/r，層間距5.5 mm，層厚5.5 m；完成平掃后，經(jīng)尺靜脈以2.5 ml/s流率注射碘化非離子對比劑(Ioversol，320 mgI/ml，江蘇恒瑞藥業(yè)，1.5 ml/kg體質(zhì)量)，以相同流率跟注30 ml生理鹽水，采用團注追蹤技術(shù)，設(shè)置降主動脈觸發(fā)閾值為100 HU，延遲10 s采集動脈期圖像，于動脈期掃描結(jié)束后25 s行靜脈期掃描。

1.3 圖像分析

1.3.1 CT表現(xiàn) 由2名具有10年以上胸部CT診斷經(jīng)驗的副主任醫(yī)師以雙盲法閱片，意見有分歧時經(jīng)協(xié)商達成一致，觀察病變最大徑、周圍不透明影、空氣支氣管征及胸膜凹陷征等CT表現(xiàn)。病灶周圍不透明影指病灶周圍存在不透明磨玻璃影，不同于部分實性腫瘤中代表腫瘤貼壁生長的邊緣磨玻璃影[6]。

1.3.2 DECT定量參數(shù) 于Siemens Syngo.via后處理工作站重建動脈期、靜脈期虛擬平掃圖和碘圖。2名醫(yī)師分別于軸位碘圖顯示病灶最大層面腫瘤細胞存活區(qū)(即紅～深紅色區(qū)域)避開支氣管及血管穿行區(qū)勾畫ROI，獲得病灶DECT定量參數(shù)；對其測量結(jié)果的平均值進行分析，包括動脈期碘濃度(arterial phase iodine concentration, ICA)、靜脈期碘濃度(venous phase IC, ICV)、標(biāo)準(zhǔn)化ICA(normalized ICA, NICA)、標(biāo)準(zhǔn)化ICV(normalized ICV, NICV)，動、靜脈期有效原子序數(shù)(ZA、ZV)和動、靜脈期能譜曲線斜率(λA、λV)；NIC=IC/IC降主動脈，λ=(|CT40 keV-CT100 keV|)/(100-40)，CT40 keV及CT100 keV分別為能量40 keV及100 keV時病灶CT值。

1.4 病理學(xué)檢查 由1名具有16年以上病理學(xué)診斷經(jīng)驗的副主任醫(yī)師評估病灶為STAS陽性或陰性，以及脈管、淋巴結(jié)侵犯狀態(tài)。以微乳頭狀簇、實性巢或單個腫瘤細胞越過病灶邊緣擴散至周圍肺實質(zhì)腔隙為STAS陽性[2]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 20.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，組間行獨立樣本t檢驗；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示非正態(tài)分布的計量資料，行Mann-WhitneyU檢驗。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra-class correlation coefficient, ICC)評估觀察者間測量定量參數(shù)的一致性(ICC≥0.75為一致性強)。以χ2檢驗比較計數(shù)資料。針對差異有統(tǒng)計學(xué)意義的DECT定量參數(shù)繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve, AUC)，評估DECT定量參數(shù)單獨及聯(lián)合預(yù)測實性肺腺癌STAS的效能，并將其納入二元logistic回歸分析，以向后有條件模式篩選肺腺癌STAS的獨立預(yù)測因子。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 CT及病理學(xué)表現(xiàn) 52例實性肺腺癌中，25例STAS陽性、27例STAS陰性；STAS陽性與陰性患者年齡、性別、病灶最大徑、周圍不透明影、空氣支氣管征及胸膜凹陷征差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，而脈管侵犯及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，見表1。

表1 52例孤立性實性肺腺癌患者一般資料及STAS陽性與STAS陰性病灶CT、病理學(xué)表現(xiàn)

2.2 DECT定量參數(shù) 2名醫(yī)師測量ICA、NICA、ZA、λA、ICV、NICV、ZV及λV結(jié)果的一致性均強,ICC分別為0.86、0.86、0.88、0.78、0.88、0.86、0.90及0.79(P均<0.05)。STAS陽性與STAS陰性實性肺腺癌病灶之間，ICA、NICA及ICV差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，其余DECT定量參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。見表2、圖1。

圖1 患者女，56歲，右下肺腺癌，STAS陽性 A.胸部增強動脈期軸位CT圖示右肺下葉橢圓形病灶，邊界清晰，無空氣支氣管征及胸膜凹陷征； B.胸部增強動脈期軸位碘圖示病灶I(lǐng)CA值為0.20 mg/ml，NICA為0.02； C、D.病理圖(HE，C為×10，D為×200)示病灶邊緣外肺泡空間內(nèi)見孤立的腫瘤細胞群

表2 52個實性肺腺癌STAS陽性與STAS陰性病灶DECT定量參數(shù)比較

2.3 DECT定量參數(shù)的診斷效能 ICA、NICA及ICV預(yù)測實性肺腺癌STAS的AUC分別為0.82、0.83及0.73，見表3及圖2。二元logistic回歸分析顯示，ICA及NICA是實性肺腺癌STAS的獨立預(yù)測因素(P均<0.05)，其預(yù)測概率P=ex/(1+ex)；其中e為自然對數(shù)，X=5.41+(-3.54×ICA)+(-8.84×NICA),見表4。ICA聯(lián)合NICA預(yù)測實性肺腺癌STAS的AUC為0.89(表3)。

表3 DECT定量參數(shù)預(yù)測肺腺癌STAS的效能

表4 二元logistic回歸分析篩選實性肺腺癌STAS的獨立預(yù)測因子

圖2 DECT定量參數(shù)單獨及聯(lián)合預(yù)測實性肺腺癌STAS的ROC曲線

3 討論

STAS可作為評估手術(shù)切除肺腺癌后患者預(yù)后的指標(biāo)[13-14]，STAS陽性與總體生存率及無病生存率顯著降低相關(guān)，術(shù)前準(zhǔn)確判斷STAS狀態(tài)有利于規(guī)劃手術(shù)方案及評估預(yù)后[5]；即使是Ⅰ期肺腺癌，STAS亦與不良預(yù)后及術(shù)后復(fù)發(fā)密切相關(guān)[2,15]，可能與腫瘤細胞在手術(shù)切緣之外的漂浮巢內(nèi)存活有關(guān)。一項針對411例Ⅰ期肺腺癌的大型隊列研究[16]發(fā)現(xiàn)，STAS是亞肺葉切除術(shù)后復(fù)發(fā)的重要危險因素。

術(shù)前預(yù)測肺腺癌STAS有助于臨床選擇外科手術(shù)治療方案。肺葉切除術(shù)為治療ⅠA期臨床非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)的標(biāo)準(zhǔn)術(shù)式，但對于存在合并癥患者，亞肺葉切除術(shù)[16](包括楔形切除術(shù)和肺段切除術(shù))有助于盡量保留肺功能，可作為替代方案。盡管證據(jù)仍顯不足，但臨床對于早期NSCLC已越來越多地選擇亞肺葉切除術(shù)[17-18]，而腫瘤大小(以2 cm為臨界值)對于術(shù)前選擇亞肺葉切除術(shù)或肺葉切除術(shù)具有重要作用[17]。STAS及手術(shù)切緣距腫瘤邊緣小于1 cm的亞肺葉切除是早期肺癌術(shù)后局部復(fù)發(fā)的重要危險因素[13]；而無論是否出現(xiàn)STAS，切緣距腫瘤邊緣大于2 cm時均未見局部復(fù)發(fā)；如影像學(xué)或術(shù)中冰凍病理提示STAS，即使腫瘤較小，亦應(yīng)謹慎選擇亞肺葉切除術(shù)。

實性成分占比是預(yù)測STAS的有效指標(biāo)，而實性肺腺癌CT表現(xiàn)與STAS無明顯相關(guān)[6]。本研究基于DECT分析實性肺腺癌STAS，發(fā)現(xiàn)STAS陽性與陰性病灶之間，CT表現(xiàn)差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而DECT定量參數(shù)ICA、NICA及ICV差異有統(tǒng)計學(xué)意義，且ICA及NICA預(yù)測實性肺腺癌STAS的AUC均在0.80以上，二者均為STAS獨立預(yù)測因子，其聯(lián)合預(yù)測STAS的AUC達0.89，敏感度為84.00%，特異度為89.89%，提示DECT定量參數(shù)有助于預(yù)測實性肺腺癌STAS。

本組研究發(fā)現(xiàn)STAS陽性實性肺腺癌ICA、NICA及ICV低于STAS陰性者，提示STAS陽性病灶血供更差，病灶內(nèi)部缺氧和/或酸性代謝產(chǎn)物積聚，腫瘤存活但缺氧亞區(qū)占比高。缺氧與更具侵襲性的腫瘤表型相關(guān)，且可致治療抵抗。腫瘤低血流量(增強程度低)與患者生存期短相關(guān)，高血流量(增強程度高)則相反[19]。推測STAS陽性實性肺腺癌ICA、NICA及ICV較低，腫瘤供血不足，內(nèi)部缺氧、壞死使腫瘤細胞更易發(fā)生STAS而致預(yù)后不佳。另外，本研究發(fā)現(xiàn)STAS陽性實性肺腺癌更易出現(xiàn)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及脈管侵犯，與既往研究[6]相符。肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移及侵犯脈管代表其具有高度侵襲性，而STAS是肺癌侵襲的特殊表現(xiàn)形式。推測高度侵襲性肺癌可能不僅存在單一侵襲模式，而是同時存在STAS及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和/或脈管侵犯。

綜上所述，術(shù)前DECT定量參數(shù)可有效預(yù)測實性肺腺癌STAS。本研究的主要局限性：①為單中心回顧性研究，樣本量??；②實性肺腺癌出現(xiàn)STAS陽性概率相對較高，故僅針對單純實性病例進行分析，未納入純磨玻璃或部分實性肺腺癌及肺鱗癌等，可能存在選擇偏倚；③未觀察患者預(yù)后；④未進一步針對病灶中不同腫瘤細胞存活狀態(tài)亞區(qū)DECT定量參數(shù)進行分析。