能譜CT多參數(shù)成像在腎透明細(xì)胞癌病理分級中的應(yīng)用價值

郭君君 姜 倫 胡必富 江廣斌

湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬隨州醫(yī)院放射科(湖北 隨州 441300)

腎細(xì)胞癌是腎臟發(fā)生最多的一類惡性腫瘤，其在成年女性、男性中的占比各是3%、5%，16%左右的病人確診時已出現(xiàn)轉(zhuǎn)移,發(fā)病率和死亡率較高[1]。在腎癌眾亞型中，腎透明細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma，ccRCC)最為常見，約占病例的75%[2],其可通過諸多方法來治療，諸如根治性切除術(shù)、射頻消融術(shù)、腎部分切除術(shù)。針對初期低級別的ccRCC病人，建議采取部分腎切除術(shù)，能夠提高其生存率與生活質(zhì)量(QOL)，縮短住院天數(shù)，減少術(shù)后并發(fā)癥，具有較好預(yù)后[3-4]。許多因素影響RCC患者預(yù)后，包括核分級、分期、分型與手術(shù)切緣陽性等皆被證實屬于本病獨立預(yù)后因子，并在COX風(fēng)險評估中發(fā)現(xiàn)核分級是影響患者出院的重要因素[5]。本研究通過對比分析ccRCC的常規(guī)CT表現(xiàn)及能譜CT相關(guān)參數(shù)，探索各參數(shù)在ccRCC病理分級中的診斷價值以及常規(guī)CT征象是否有助于提高ccRCC的檢出率及診斷準(zhǔn)確性，為臨床治療及患者預(yù)后評估提供有效的指導(dǎo)。

1 資料與方法

1.1 一般資料搜集2018.06至2020.12期間在我院實施手術(shù)且由病理確診的38名腎癌病人的資料，女、男各18例、20例，年齡最小26歲，最大73歲，平均年齡(58.13±8.8)歲，在Furhman分級方面，Ⅰ～Ⅱ級、Ⅲ～Ⅳ級各為28例、10例，所有病例均為單側(cè)腎單發(fā)腫瘤。有18例臨床未見明顯癥狀、通過體檢檢出，有5例見血尿，8例見腰痛，5例見血尿+腰痛，1例表現(xiàn)為乏力、消瘦，1例確診時已發(fā)生轉(zhuǎn)移。

1.2 設(shè)備與方法通過GE Revolution CT掃描，病人呈仰臥位，掃描范圍為從膈頂?shù)谨那吧霞?每例病人皆接受常規(guī)平掃、能譜CT皮質(zhì)期與實質(zhì)期掃描。參數(shù)設(shè)定：平掃設(shè)定120kvp的管電壓，自動毫安秒。在增強(qiáng)掃描方面，選擇能譜成像模式，設(shè)置管電壓80/140kvp(0.5ms)迅速切換，探測器寬度0.625×64mm，管電流最大限設(shè)置為600mA，旋轉(zhuǎn)速度1.0s/r，螺距0.984，重建層厚與層間距均為1.25mm。用團(tuán)注法，通過肘靜脈高壓注射器注射350mg/mL對比劑(碘海醇)，用量為65～70mL，流速3mL/s，腹主動脈(AA)監(jiān)測觸發(fā)閾值是100HU，腎臟皮質(zhì)期與實質(zhì)期各自于觸發(fā)后25s、55s掃描。

1.3 能譜CT圖像處理與數(shù)據(jù)測量向工作站輸送圖像數(shù)據(jù)，通過軟件GSI Viewer進(jìn)行圖像后處理與數(shù)據(jù)測量。默認(rèn)單能量圖像為70kev，并完成橢圓形或圓形ROI(感興趣區(qū))的設(shè)置，范圍大約80mm2，在避開血管、鈣化、出血與壞死囊變的前提下，選擇面積較大，密度較均勻且強(qiáng)化明顯的區(qū)域。為了降低誤差，各病灶于上下連續(xù)層面進(jìn)行3次測量，將均值當(dāng)做終值，盡量使皮質(zhì)期與實質(zhì)期每次測定的ROI面積一致，同時處于同一部位、相同層面。對以下數(shù)據(jù)展開測量：(1)標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(NIC)，此值為腫瘤碘濃度與同層AA碘濃度之比；(2)70kev單能量CT值；(3)能譜曲線斜率k，k=(CT40kev-CT90kev)/50；(4)有效原子序數(shù)(effective atomic numbers，Zeff)。

1.4 常規(guī)CT影像征象分析在科室兩位資深醫(yī)師的指導(dǎo)下對常規(guī)CT圖像進(jìn)行閱片，采用雙盲法分析低級別和高級別ccRCC的常規(guī)CT表現(xiàn)，涉及病灶形態(tài)、大小、有無壞死與鈣化、有無腎盂或腎周脂肪侵犯、腎靜脈(RV)或下腔靜脈(IVC)產(chǎn)生瘤栓與否。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法通過SPSS 25.0及MedCalc18.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析，呈正態(tài)分布的計量數(shù)據(jù)用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，基本信息及常規(guī)CT征象采用χ2檢驗(也可為Fisher確切概率法)進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析；能譜CT數(shù)據(jù)比較采用獨立樣本t檢驗及ROC曲線分析。用ROC(受試者工作特征曲線)分析差異具統(tǒng)計學(xué)意義的能譜參數(shù)的診斷作用，同時計算出AUC(ROC曲線下面積)、最佳診斷效能參數(shù)與閾值、敏感度及特異度。

2 結(jié) 果

2.1 低級別和高級別ccRCC在皮質(zhì)期和實質(zhì)期的能譜CT參數(shù)比較及ROC曲線分析具體見表1～表2。

低級別ccRCC皮質(zhì)期、實質(zhì)期的70kev能量CT值、NIC值能譜曲線斜率k及有效原子序數(shù)Zeff均大于高級別ccRCC，且表現(xiàn)出顯著區(qū)別(P＜0.05)，見表1和圖1～圖2。ROC曲線分析顯示，當(dāng)NIC值為0.28時，鑒別低、高級別ccRCC的AUC最大(圖3)，診斷敏感度、特異度分別為85.71%、70%，見表2。

圖1 A～圖1D 男，63歲，右ccRCC II級。皮質(zhì)期：A.70kev單能量CT值為115.25Hu;B.皮質(zhì)期碘基圖示NIC值為0.34mg/mL；C.能譜曲線圖示K為5.2；D.有效原子序數(shù)Zeff為9.55。圖2 A～圖2D 男，66歲，左ccRCC III-IV級。皮質(zhì)期：A.70kev單能量CT值為95.98Hu;B.碘基圖示NIC值為0.21mg/mL；C.能譜曲線圖示K為3.8；D.有效原子序數(shù)Zeff為9.25。圖3 高、低級別ccRCC的不同能譜參數(shù)的ROC曲線示意圖（圖3A、圖3B圖分別指皮質(zhì)期、實質(zhì)期）

表1 低級別和高級別ccRCC皮質(zhì)期及實質(zhì)期能譜CT多參數(shù)比較

表2 能譜CT參數(shù)鑒別低級別和高級別ccRCC的ROC曲線分析

2.2 低級別和高級別ccRCC的基本信息及CT征象的分析在腫瘤最大徑、腎盂(或腎周)侵犯等方面，低、高級別ccRCC表現(xiàn)出顯著區(qū)別(P＜0.05)

3 討 論

在影像技術(shù)不斷發(fā)展、人類生活水平不斷提升下，無癥狀腎癌病人的檢出率日漸提升。本研究中，大概50%的病人在體檢時被發(fā)現(xiàn)而接受入院治療。目前，CT是ccRCC最常用的影像學(xué)檢查方法，ccRCC為富血供腫瘤，常伴囊變、出血及壞死，增強(qiáng)掃描皮質(zhì)期不均勻強(qiáng)化表現(xiàn)明顯，實質(zhì)期強(qiáng)化水平下降，表現(xiàn)為“快進(jìn)快出”[6]。將CT表現(xiàn)與臨床病史相結(jié)合可以為大多數(shù)ccRCC作出準(zhǔn)確診斷，然而，在對ccRCC病理分級評估方面，傳統(tǒng)CT存在很大不足，能譜CT參數(shù)的定量分析比傳統(tǒng)CT圖像定性分析的特異度和敏感度更高[7]。

在腎癌分級系統(tǒng)中，F(xiàn)uhrman核分級的應(yīng)用最廣泛，基于腫瘤細(xì)胞核大小、形態(tài)分為Ⅰ～Ⅳ級。為了提高可重復(fù)性，同時增加客觀評估標(biāo)準(zhǔn)，制定出WHO/ISUP病理分級系統(tǒng)(2016版)，將Fuhrman Ⅰ～Ⅱ級分為高分化組，F(xiàn)uhrman Ⅲ～Ⅳ級分為低分化組[8]。核分級和腎癌預(yù)后存在緊密聯(lián)系，分級愈高，預(yù)后愈差，臨床干預(yù)方案也存在區(qū)別。低級別ccRCC建議采取腎部分切除術(shù)，相對于腎根治性切除術(shù)，不僅可使術(shù)后并發(fā)癥減少，同時可獲得理想療效，且相關(guān)實驗發(fā)現(xiàn)，核分級呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ～Ⅳ級的腎癌病人五年生存率依次達(dá)95.9%、86.8%、60.1%[4,9]。因此，術(shù)前評估ccRCC的惡性程度對臨床手術(shù)的選擇及患者預(yù)后具有重要意義。

近年來，能譜CT多參數(shù)成像在臨床廣泛應(yīng)用，能譜CT可以進(jìn)行碘定量分析，通過檢測腫瘤中的碘濃度分布，從而間接反映腫瘤內(nèi)微循環(huán)情況[10]。先前大量研究表明與常規(guī)增強(qiáng)CT相比，能譜CT碘定量分析能更準(zhǔn)確地區(qū)分良性病變與惡性病變[11-13]，但將能譜CT多參數(shù)定量分析用于ccRCC分級的研究比較少。此項研究中，分析了能譜CT碘定量參數(shù)在低、高分化組ccRCC的碘濃度區(qū)別。Dai C等學(xué)者[14]對腫瘤強(qiáng)化最明顯部位、腫瘤最大截面、整個腫瘤體積的碘濃度分別進(jìn)行測量，對比這三種途徑在鑒別腎癌亞型方面的區(qū)別，結(jié)果顯示，ROI最適區(qū)域為腫瘤強(qiáng)化最突出的部位，所以此項研究中，將腫瘤實性成分最多且強(qiáng)化最突出的部位作為ROI。為避免個體循環(huán)差異、對比劑濃度等因素影響到碘濃度值，將同層AA碘濃度當(dāng)做基準(zhǔn)，得到相應(yīng)NIC值，但是學(xué)者趙娜[15]等發(fā)現(xiàn)很多中老年人腎動靜脈常會發(fā)生鈣化，將同層腎實質(zhì)碘濃度當(dāng)做基準(zhǔn)，可以更為有效地減小腎灌注所導(dǎo)致的差異，但此項研究排除了腎動脈明顯鈣化、狹窄的病例。結(jié)果表明在皮質(zhì)期及實質(zhì)期，高分化組ccRCC的NIC均大于低分化組,且差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。我們的數(shù)據(jù)再次驗證了Zhang CL等學(xué)者[16]先前的研究成果，通過雙源CT掃描，低級別ccRCC的NIC值相較高級別組偏高。這可能是因為低級別組腫瘤存在較多的成熟血管，血流速度快，同時血管具備較好的通透性，造影劑易于進(jìn)入腫瘤組織，高級別組腫瘤惡性程度較高，生長迅速，導(dǎo)致血管迂曲擴(kuò)張而產(chǎn)生動靜脈短路，此外腫瘤血管高滲透性使得血液粘滯度、間質(zhì)滲透壓增高，這些皆會使腫瘤灌注減低并出現(xiàn)不均勻的血流，最終僅有少量造影劑進(jìn)入腫瘤[17-19]，所以，相較于高級別ccRCC，低級別的碘攝取量更多。

能譜曲線能夠體現(xiàn)物質(zhì)的CT值在不同X線能量下的吸收特性，物質(zhì)不同，能譜曲線有所區(qū)別，對腫瘤的定性、定位及分級有所幫助[20]。相關(guān)研究顯示，皮質(zhì)期與實質(zhì)期的CT值與kev呈負(fù)相關(guān)，形態(tài)變化最大時對應(yīng)的能量段為40～90kev。所以，此項研究確定以此能量范圍下的CT值來計算能譜曲線斜率。結(jié)果顯示，在皮質(zhì)期與實質(zhì)期，低分化組ccRCC的能譜曲線斜率均小于高分化組，這與以往相關(guān)研究結(jié)果相符[21]。出現(xiàn)該結(jié)果的原因與不同分化程度的ccRCC病理學(xué)特點有關(guān)，腫瘤分級越高，血供越差，造影劑進(jìn)入少，能譜曲線斜率小。

有效原子序數(shù)所指為某化合物(或混合物)原子核所含質(zhì)子數(shù)，確定了Z就確定了該物質(zhì)。通常通過有效原子序數(shù)來鑒別泌尿系結(jié)石成分。這些年，有很多學(xué)者開始對有效原子序數(shù)在腫瘤的應(yīng)用產(chǎn)生興趣，李健文等[22]對有效原子序數(shù)在腎癌分型方面的應(yīng)用進(jìn)行探索，他們發(fā)現(xiàn)在雙能量CT有效原子序數(shù)(Z)上，ccRCC較nccRCC(非透明細(xì)胞癌)偏大。Mileto A等學(xué)者[23]分析了有效原子序數(shù)在增強(qiáng)、非增強(qiáng)腎臟病變的應(yīng)用情況，發(fā)現(xiàn)腎癌的有效原子序數(shù)較腎囊腫更大。由于低級別腫瘤血管成熟，進(jìn)入腫瘤的碘對比劑較多，而在測量病灶內(nèi)碘含量方面，有效原子序數(shù)可能更具直接性，此項研究結(jié)果顯示，低級別ccRCC的有效原子序數(shù)大于高級別ccRCC,與先前的學(xué)者研究一致。

不同分化程度的ccRCC的CT征象有所不同，本研究結(jié)果顯示，在腫瘤最大徑、腎盂(或腎周)脂肪侵犯方面，高、低分化組存在顯著區(qū)別,此發(fā)現(xiàn)支持早期的研究成果,高級別ccRCC腫瘤具備更大的直徑，累及腎實質(zhì)周圍的幾率更高[24-25]，與高級別腫瘤血管中內(nèi)皮生長因子表達(dá)上調(diào)可能相關(guān)，即在腫瘤Fuhrman分級增加的同時，惡性程度愈高，長速愈快，侵襲活性愈強(qiáng)[19]。Wei JY等學(xué)者[7]通過二元Logistic回歸分析表明壞死和ccRCC病理學(xué)分級存在聯(lián)系，但本研究對象中73%患者發(fā)生了壞死，認(rèn)為高、低分化組在此方面不存在明確區(qū)別,可能與研究涉及的腫瘤體積偏大，血供不足相關(guān)。

本研究中，經(jīng)ROC曲線分析發(fā)現(xiàn)，皮質(zhì)期70kevCT值、NIC值、能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)區(qū)分高分化組與低分化ccRCC的診斷效能更高，診斷效能最好的是皮質(zhì)期NIC值，此時對應(yīng)的AUC為0.857，閾值為0.28，得到的敏感度為85.71%、特異度為70%。本次研究中有1名高級別ccRCC病人因NIC值為0.48被錯誤歸為高分化組，但結(jié)合腫瘤直徑較大，且見腎周受累等CT征象最終準(zhǔn)確分類，所以，能譜CT定量分析與CT征象相結(jié)合可以對高、低分化組ccRCC做出更為準(zhǔn)確的診斷。有學(xué)者[7]應(yīng)用雙源CT研究表明鑒別高、低分化組ccRCC的最適定量參數(shù)是皮質(zhì)期能譜曲線斜率k，且最佳NIC閾值為0.35，兩項研究的不同可能是受到了所用設(shè)備、掃描參數(shù)不同的影響。

本研究證實，能譜CT的70kev單能量CT值、NIC值、能譜曲線斜率及有效原子序數(shù)可以作為評估ccRCC生物學(xué)行為的指標(biāo)，尤其是NIC值，有助于臨床治療及預(yù)后評估。但本研究樣本量有限，僅有極少數(shù)的研究涉及有效原子序數(shù)在腎腫瘤的應(yīng)用，需要更大樣本量進(jìn)一步驗證。