不同類型的胰腺囊性腫瘤囊液CT直方圖特征分析

胡良先，華雙一，竇欣，沈松柏，徐翔

1.中國人民解放軍海軍安慶醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，安徽 安慶 246003；2.蘇州大學(xué)附屬第二醫(yī)院 影像診斷科，江蘇 蘇州 215000

引言

胰腺囊性腫瘤（Pancreatic Cystic Neoplasm，PCN）是一種臨床中不多發(fā)的腫瘤，約占胰腺囊性病變發(fā)病總數(shù)10%，約占胰腺腫瘤發(fā)病總數(shù)1%，常見于中老年女性患者[1-2]。PCN主要分型包括導(dǎo)管內(nèi)乳頭狀黏液性瘤（Intraductal Papillary Mucinous Neoplasm，IPMN）、漿液性囊性瘤（Serous Cystic Neoplasm，SCN）和實性假乳頭瘤（Solid Pseudopapillary Neoplasm，SPN）等，其中IPMN、SCN、SPN為臨床上重要的3種PCN分型[3-4]。目前國內(nèi)外臨床術(shù)前診斷PCN的金標準為組織學(xué)穿刺活檢結(jié)果，而穿刺活檢會對患有PCN體質(zhì)較弱患者造成較大的創(chuàng)傷。相關(guān)研究表明，CT影像圖可較好體現(xiàn)胰腺囊性病變的病理學(xué)特征，如大小、分隔、胰管狀態(tài)、鈣化、實性成分等，且可進一步分析病變中實性成分強化特點，但對胰腺腫瘤囊液成分的評判效能有限，需要依賴影像診斷醫(yī)師主觀判斷其密度是否均勻，同時受限于判斷時窗寬、窗位，無法客觀定量評估病變囊性成分，且患者年齡是影響CT檢出率的獨立保護因素，囊性成分是影響CT檢出率的獨立危險因素[2,5]。隨著計算機科學(xué)的發(fā)展，基于紋理分析原理的CT直方圖能對病灶部分像素進行提取并定量分析，具有客觀表現(xiàn)腫瘤異質(zhì)性的特點，受到了國內(nèi)外醫(yī)院廣泛的關(guān)注[6]。本研究通過分析不同類型的PCN囊液CT直方圖特征，以期為臨床分型診斷PCN提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取我院普外科于2018年1月至2021年12月收治的64例經(jīng)術(shù)后病理穿刺活檢確診為PCN患者的臨床資料及增強CT影像圖。其中IPMN患者23例，男性13例，女性10例，平均體質(zhì)指數(shù)（Body Mass Index，BMI）為（24.08±3.51）kg/m2，病程為4個月～7年，年齡35～74歲，平均（52.17±14.30）歲；SCN患者21例，其中男性7例，女性14例，平均BMI為（24.55±3.47）kg/m2，病程4個月～11年，年齡33～68歲，平均（54.38±12.66）歲；SPN患者20例，其中男性2例，女性18例，平均BMI為（25.15±3.80）kg/m2，病程2個月～13年，年齡30～71歲，平均（51.43±15.81）歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會審核并批準通過（批準號：H102-2022）。

納入標準：① 手術(shù)前進行過平掃和增強CT影像學(xué)檢查的患者；② 術(shù)后穿刺活檢結(jié)果確診為SCN、IPMN或SPN的患者。排除標準：① 臨床資料不完整或影像學(xué)CT圖不清晰的患者；② 合并其他腫瘤或癌癥患者；③ 病灶區(qū)域太小無法完整畫出感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）的患者；④ 合并有嚴重精神疾病，無法正常溝通的患者。

1.2 方法

1.2.1 CT檢查

所有患者空腹?fàn)顟B(tài)下取仰臥位進行CT檢查，頭先進且行腹部掃描，儀器使用GE64排螺旋CT750HD。儀器參數(shù)：管電流使用自動毫安技術(shù)，管電壓采用常規(guī)120 kV，層厚5 mm，層間距5 mm，重建1.25 mm；矩陣512×515，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm；螺距1.375；旋轉(zhuǎn)時間1.0 s/圈；實施標準重組算法。通過肘靜脈注射碘克沙醇注射液（揚子江藥業(yè)集團有限公司，規(guī)格：320 mgI/mL，批準文號：國藥準字H20143309）1.0 mL/kg體重，流率3.5 mL/s；注射對比劑同時開始計時，30 s（動脈期）、70 s（靜脈期），雙期均進行增強CT掃描。

1.2.2 構(gòu)建CT直方圖及參數(shù)選取

采用醫(yī)院存檔系統(tǒng)——醫(yī)學(xué)影像存檔與通信系統(tǒng)獲得患者靜脈期增強CT影像圖（靜脈期參數(shù)較為穩(wěn)定），圖像上傳至Sante CT Viewer軟件獲取相應(yīng)的CT直方圖。ROI經(jīng)由2名從業(yè)10年以上的臨床放射科醫(yī)師采用雙盲法手動勾畫，選取部位為腫瘤囊性成分面積最大層面，且不含有鈣化部位，ROI面積在35～45 mm2，形狀為類圓形。收集CT直方圖參數(shù)：熵值、最大強度值、最小強度值、均值、標準差、不均勻度、偏度、峰度、25%分位數(shù)、50%分位數(shù)、75%分位數(shù)、90%分位數(shù)。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

選用SPSS 25.0軟件建立數(shù)據(jù)庫，選取的所有CT直方圖參數(shù)均行正態(tài)性和方差齊性檢驗，對符合正態(tài)分布的計量資料以±s表示，不同類型PCN 3組間檢驗采用方差分析，統(tǒng)計量為F值；不符合正態(tài)分布的計量資料采用中位數(shù)（上，下四分位數(shù)）形式表示，3組間比較采用K-W檢驗，統(tǒng)計量為H值；對不同類型PCN患者組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義的CT直方圖參數(shù)采用二元Logistic回歸分析，選取有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)作為自變量，做3個不同亞組的受試者工作特征（Receiver Operating Characteristic，ROC）曲線，分析不同CT直方圖參數(shù)對不同組間的診斷價值。

2 結(jié)果

2.1 IPMN、SCN、SPN靜脈期增強CT影像圖及直方圖特征

IPMN、SCN、SPN 3種不同腫瘤的囊液靜脈期增強CT影像圖及對應(yīng)直方圖，見圖1～3，3種不同腫瘤通過囊液靜脈期增強CT所呈現(xiàn)的病理學(xué)特征及直方圖所呈現(xiàn)數(shù)據(jù)均有所差異，說明可通過研究增強CT影像圖及所獲直方圖數(shù)據(jù)對這3種不同腫瘤進行分型。

圖1 IPMN患者靜脈期增強CT影像圖及直方圖

圖2 SCN患者靜脈期增強CT影像圖及直方圖

圖3 SPN患者靜脈期增強CT影像圖及直方圖

2.2 不同類型PCN囊液CT直方圖參數(shù)分析

IPMN、SCN、SPN囊液CT直方圖參數(shù)組間比較結(jié)果顯示，最大強度值、最小強度值、均值、標準差、不均勻度、偏度、峰度、95%分位數(shù)組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），熵、25%分位數(shù)、50%分位數(shù)、75%分位數(shù)組間比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 不同類型PCN囊液CT直方圖參數(shù)比較

2.3 多因素Logstic回歸分析與亞組森林圖

將IPMN、SCN、SPN三組患者二分類為IPMN和非IPMN（IPMN賦值1，非IPMN賦值0）、SCN和非SCN（SCN賦值1，非SCN賦值0）、SPN和非SPN（SPN賦值1，非SPN賦值0）3個不同組別，以二分類組別變量為因變量，將不同類型PCN囊液CT直方圖參數(shù)組間比較有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)（實測值）為自變量納入不同組的多因素Logistic回歸分析中，結(jié)果顯示熵在不同組均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；25%分位數(shù)（OR=0.960，95%CI：0.932～0.988，P=0.003）、50% 分位數(shù)（OR=0.915，95%CI：0.873～0.962，P=0.005）在IPMN和非IPMN組間比較有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）（圖 4）；25% 分位數(shù)（OR=0.952，95%CI：0.924～0.973，P＜0.001）、50% 分位數(shù)（OR=0.922，95%CI：0.868～0.961，P=0.003）、75% 分位數(shù)（OR=0.950，95%CI：0.932～0.977，P＜0.001）在SCN和非SCN組間比較有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）（圖5）；25%分位數(shù)（OR=1.152，95%CI：1.093～1.220，P＜0.001）、50% 分位數(shù)（OR=1.089，95%CI：1.026～1.148，P=0.004）、75% 分位數(shù)（OR=1.185，95%CI：1.113～1.250，P＜0.001）在SPN 和非SPN組間比較有統(tǒng)計學(xué)意義（圖6）。

圖4 CT直方圖參數(shù)影響IPMN與非IPMN的森林圖

圖5 CT直方圖參數(shù)影響SCN與非SCN的森林圖

圖6 CT直方圖參數(shù)影響SPN與非SPN的森林圖

2.4 CT直方圖參數(shù)鑒別不同類型PCN的ROC曲線分析

IPMN和非IPMN、SCN和非SCN、SPN和非SPN三個不同組分別以非IPMN、非SCN、非SPN為陰性對照，將不同組多因素Logistic回歸分析中有統(tǒng)計學(xué)意義的CT直方圖參數(shù)作為預(yù)測因子做出對應(yīng)的ROC曲線見表2和圖7～9。25%分位數(shù)對IPMN與非IPMN的ROC曲線顯示靈敏度、特異度、曲線下面積（Area Under the Curve，AUC）、最大約登指數(shù)（Youden Index，YI）、最佳截斷值（Cut-Off）、95%CI分別為0.927、0.783、0.807、0.709、23.135、0.699～0.915（P＜0.001），50% 分位數(shù)對 IPMN 與非IPMN的特異度、AUC、Cut-Off、95%CI均大于25%分位數(shù)。SCN與非SCN組的ROC曲線顯示25%分位數(shù)預(yù)測的靈敏度、AUC、YI、95%CI最大，分別為0.907、0.918、0.812、0.826～0.986，50%分位數(shù)的特異度最高，為0.952。SPN與非SPN組的ROC曲線顯示，75%分位數(shù)AUC無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.054）；25%分位數(shù)比50%分位數(shù)靈敏度、AUC、YI、95%CI大，特異度、Cut-Off小于50%分位數(shù)（P＜0.001）。

圖7 IPMN與非IPMN比較

表2 CT直方圖參數(shù)對不同類型PCN的診斷價值

圖8 SCN與非SCN比較

圖9 SPN與非SPN比較

3 討論

PCN是一組由胰腺間質(zhì)或上皮組織生成囊性病灶為病理特點的胰腺腫瘤，臨床中并不多見，這可能與PCN的CT檢出率較低有關(guān)[7-8]。SPN、SCN女性患者比例高于男性，IPMN則是老年男性患者占比較大，大多發(fā)病年齡在50歲以上[9-10]。不同類型的PCN中，SPN癌變率可達20%[11]，且其早期無癥狀，患者多因腫瘤發(fā)展至脅迫神經(jīng)后才到醫(yī)院就診，這對臨床治療SPN患者造成很大阻礙[12-14]。梁文杰等[15]研究發(fā)現(xiàn)，對不同的PCN類型觀測到病理學(xué)指標、影像學(xué)特征、性別分化及年齡分布等均有所不同，且臨床手術(shù)前初步診斷大多數(shù)根據(jù)患者的影像學(xué)特征，但分類變量不能量化，其診斷效能較低，如何提高不同類型PCN的檢出率是目前臨床上急需解決的問題。本研究通過分析IPMN、SCN、SPN 3種不同的PCN囊液直方圖特征，篩選出具有較高診斷效能的定量參數(shù)，以期為臨床術(shù)前準確檢測出不同類型的PCN提供參考依據(jù)。

本研究通過觀察影像學(xué)CT圖發(fā)現(xiàn)，IPMN患者多發(fā)胰管病灶，可受累其分支胰管，此影像學(xué)特征臨床上可以用以鑒別IPMN與非IPMN型PCN患者，相關(guān)文獻[16-17]也表示PCN患者CT影像圖胰管及其分支與腫瘤內(nèi)囊性成分相同是鑒別IPMN分型的影像學(xué)特征。SCN型PCN囊性病灶多發(fā)胰腺尾部，中央部位多有鈣化病征。SPN型PCN囊性病灶可發(fā)現(xiàn)在囊液呈漂浮狀，即“浮云征”，這與王成等[18]的研究結(jié)果一致。本研究對IPMN、SCN、SPN 3組不同類型的PCN囊液CT直方圖參數(shù)進行組間比較結(jié)果顯示，最大強度值、最小強度值、均值、標準差、不均勻度、偏度、峰度、95%CI組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），熵、25%分位數(shù)、50%分位數(shù)、75%分位數(shù)組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。說明熵值、25%分位數(shù)、50%分位數(shù)、75%分位數(shù)對不同類型的PCN有一定的鑒別價值，以這4個因素為自變量對不同PCN二分類組進行多因素二元Logistic回歸分析，結(jié)果顯示25%分位數(shù)（OR=0.960，95%CI：0.932～0.988，P=0.003）、50% 分位數(shù)（OR=0.915，95%CI：0.873～0.962，P=0.005）是區(qū)分 IPMN 與非IPMN的影響因素，且25%分位數(shù)的效應(yīng)值更高；這與施樺等[19]的研究結(jié)果不同。分析原因可能因為所選取的囊性病灶不同，且與勾畫的ROI部位和面積大小有關(guān)，若勾畫ROI時對不同醫(yī)師沒有實行雙盲法或沒有避開鈣化、實性部位，得出的CT直方圖參數(shù)值也有較大的差別。25%分位數(shù)、50%分位數(shù)、75%分位數(shù)在SCN、非SCN組間比較和在SPN、非SPN組間比較均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。百分位數(shù)越高對應(yīng)CT直方圖參數(shù)越大，預(yù)示囊液中壞死成分越高，出血情況越多[20]。25%分位數(shù)（OR=0.952，95%CI：0.924～0.973，P＜0.001）在 SCN、非SCN 組的效應(yīng)值最大，75%分位數(shù)（OR=1.185，95%CI：1.113～1.250，P＜0.001）在SPN和非SPN組的效應(yīng)值最大，說明相較而言，SCN型PCN患者腫瘤良性情況高于SPN患者，這與諸多研究結(jié)果一致[21-23]。本研究以非IPMN、非SCN、非SPN為各組的陰性對照，將不同組多因素Logistic回歸分析中有統(tǒng)計學(xué)意義的CT直方圖定量參數(shù)作為預(yù)測因子做出對應(yīng)的ROC曲線，結(jié)果顯示在IPMN與非IPMN組診斷中50%分位數(shù)AUC最大（0.863），在SCN與非SCNN組診斷中25%分位數(shù)的AUC最大（0.918），在診斷SPN與非SPN組中25%分位數(shù)的AUC值最大（0.838），均在0.8以上，說明診斷效能良好，可為臨床無創(chuàng)診斷不同類型的PCN提供一定的借鑒價值。

本研究存在以下不足：① 樣本量較少，且為單中心回顧性研究，研究結(jié)果還需前瞻性大樣本研究進行驗證；② 勾畫ROI選擇在腫瘤囊性成分面積最大層面，沒有全容積勾畫，信息提取存在偏倚，后續(xù)將進行更多腫瘤分型、ROI勾畫更為全面的深入研究。

綜上所述，不同類型的PCN囊液CT直方圖相關(guān)參數(shù)有顯著差異，對不同類型的PCN具有良好的診斷效能，可以為提高臨床診斷率并盡早制定相應(yīng)的治療方案提供參考。