能譜CT多參數(shù)成像鑒別孤立性肺結(jié)核與肺腺癌

張國晉，李昇霖，孔維芳，尚 蘭，任嘉梁，張 鳳，黃子昕，周俊林，蒲 紅*

[1.電子科技大學(xué)附屬醫(yī)院·四川省人民醫(yī)院放射科，四川 成都 610072；2.甘肅省醫(yī)學(xué)影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730030；3.蘭州大學(xué)第二醫(yī)院放射科，甘肅 蘭州 730030；4.通用電氣藥業(yè)(上海)有限公司，上海 210000]

結(jié)核病是由結(jié)核分枝桿菌感染引起的重大傳染病[1]，通常以肺部發(fā)病居多。CT在診治肺結(jié)核及隨訪中發(fā)揮著重要作用，但肺結(jié)核表現(xiàn)為孤立性結(jié)節(jié)或腫塊時(shí)，難以與孤立性肺癌、尤其孤立性肺腺癌(solitary lung adenocarcinoma, SLA)相鑒別。能譜CT已在鑒別胸部良惡性腫瘤[2]、區(qū)分肺癌組織學(xué)亞型[3]及預(yù)測肺癌化學(xué)治療效果[4]等方面取得良好成績。本研究觀察能譜CT多參數(shù)成像鑒別診斷孤立性肺結(jié)核(solitary pulmonary tuberculosis, SPT)與SLA的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2018年6月—2021年5月蘭州大學(xué)第二醫(yī)院經(jīng)病理證實(shí)的60例SPT(SPT組)及120例SLA(SLA組)患者，男108例、女72例，年齡18～85歲、平均(54.9±11.3)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)或活檢病理診斷為肺結(jié)核或肺腺癌；②肺結(jié)核患者經(jīng)組織實(shí)時(shí)熒光PCR檢測證實(shí)結(jié)核桿菌感染陽性；③于術(shù)前或活檢前4周內(nèi)接受胸部能譜CT增強(qiáng)掃描，CT表現(xiàn)為孤立性腫塊或結(jié)節(jié)，病灶直徑>10 mm。排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前曾接受抗結(jié)核或抗腫瘤等相關(guān)治療；②臨床或影像學(xué)資料不完整；③合并其他感染，如人類免疫缺陷病毒、乙型肝炎病毒等感染；④圖像存在影響診斷的偽影。

1.2 儀器與方法 采用GE Discovery CT 750 HD CT機(jī)。囑患者仰臥，頭先進(jìn)，于深吸氣后屏氣接受范圍自肺尖至肺底的掃描。掃描參數(shù)：管電壓 80 kVp和140 kVp瞬時(shí)(<0.5 ms)切換，管電流370 mA，螺距0.984∶1，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.7 s/rot，矩陣512×512，F(xiàn)OV 50 cm×50 cm，層厚及層間距均為5 mm。之后經(jīng)肘靜脈以流率3.0～3.5 ml/s注射對比劑碘海醇(300 mgI/ml)1.3～1.5 ml/kg體質(zhì)量并跟注20 ml生理鹽水，采用自動(dòng)跟蹤技術(shù)行增強(qiáng)掃描，將監(jiān)測點(diǎn)置于降主動(dòng)脈，閾值設(shè)置為120 HU，分別于注射對比劑后30、60 s采用能譜模式進(jìn)行動(dòng)、靜脈期掃描。重建圖像層厚及層間距均為1.25 mm。

1.3 圖像分析 由1名具有6年胸部影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師以盲法閱片，選擇動(dòng)、靜脈期70 keV單能量CT圖像中病灶最大層面及其相鄰2個(gè)層面圖像進(jìn)行分析，于病灶強(qiáng)化均勻區(qū)域放置1個(gè)圓形或橢圓形ROI，使其直徑>病灶直徑的1/2，并盡量保持動(dòng)、靜脈期圖像中病灶ROI位置、大小及形狀一致，避開血管、鈣化、囊變及壞死等，測量其內(nèi)CT40 keV值、CT70 keV值、有效原子序數(shù)(effective atomic number, Zeff)、碘濃度(iodine concentration, IC)及水濃度(water concentration, WC)，取3個(gè)層面測量結(jié)果的均值為最終結(jié)果；并計(jì)算能譜曲線斜率λ70 keV，即λ70 keV=(CT40 keV)/(70-40)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)分析軟件及R 3.6.0軟件(http://www.R-project.org)。以頻數(shù)表示計(jì)數(shù)資料，組間行χ2檢驗(yàn)。以±s表示符合正態(tài)分布的計(jì)量資料，采用t檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。針對差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的能譜CT定量參數(shù)繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線，計(jì)算曲線下面積(area under the curve, AUC),評估其鑒別SPT與SLA的效能；并采用DeLong檢驗(yàn)比較AUC的差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料 相比SLA組，SPT組患者年齡較小、吸煙者及癌胚抗原正常者占比均較高(P均<0.05)；組間性別及病灶位置差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表1。

表1 SPT與SLA患者一般資料比較

2.2 能譜CT定量參數(shù)比較 SLA組病灶動(dòng)脈期CT40 keV、CT70 keV、Zeff、IC及λ70 keV均高于SPT組(P均<0.05)，而靜脈期均低于SPT組(P均<0.05)。組間動(dòng)、靜脈期WC差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表2及圖1、2。

表2 SPT與SLA病灶增強(qiáng)動(dòng)、靜脈期能譜CT參數(shù)比較

2.3 能譜CT參數(shù)診斷效能 增強(qiáng)動(dòng)或靜脈期各單一能譜CT參數(shù)中，CT40 keV鑒別SPT與SLA的AUC分別為0.80及0.81；聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)脈期或靜脈期各能譜CT參數(shù)的AUC分別為0.84及0.83，高于同期各單一參數(shù)(Z=1.23～5.30，P均<0.05)；聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)、靜脈期能譜CT參數(shù)的AUC為0.91，高于聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)或靜脈期能譜CT參數(shù)(Z=-2.74、-3.46，P均<0.01)，聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)脈期參數(shù)與聯(lián)合增強(qiáng)靜脈期參數(shù)AUC差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=0.26，P=0.79)。見表3及圖3。

圖3 能譜CT各參數(shù)單獨(dú)及聯(lián)合鑒別SLA與SPT的ROC曲線 A.增強(qiáng)動(dòng)脈期各單一參數(shù)；B.增強(qiáng)靜脈期各單一參數(shù)；C.聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)或/和靜脈期各參數(shù)

表3 能譜CT參數(shù)鑒別SPT與SLA的效能

3 討論

SPT臨床癥狀不典型，其胸部CT表現(xiàn)缺乏特異性，與SLA相似，易被誤診為惡性腫瘤。準(zhǔn)確鑒別SPT與SLA具有重要臨床意義[5-6]。

圖2 患者女，51歲，左肺上葉SPT A.胸部軸位平掃肺窗CT圖；B～D.分別為胸部軸位增強(qiáng)動(dòng)脈期70 keV單能量、IC及Zeff偽彩圖，CT70 keV=58.09 HU、IC=14.78 100 μg/cm3、Zeff=8.45；E～G.分別為胸部軸位增強(qiáng)靜脈期70 keV單能量、IC及Zeff偽彩圖，CT70 keV=65.18 HU、IC=15.39 100 μg/cm3、Zeff=8.52；H.病理圖(HE，×200) (圓圈為病灶ROI)

能譜CT定量參數(shù)CT40 keV、CT70 keV和IC等可間接反映腫瘤微血管生成及血供情況，Zeff則可反映組織內(nèi)無機(jī)物的有效原子序[7-8]。本研究SLA組病灶增強(qiáng)動(dòng)脈期CT40 keV、CT70 keV、Zeff、IC及λ70 keV均高于SPT組，而靜脈期各參數(shù)則相反，原因可能在于肺癌微血管生成及血管網(wǎng)絡(luò)均較肺結(jié)核豐富。碘是CT對比劑的主要成分，而CT40 keV、CT70 keV及IC等參數(shù)對碘濃度變化高度敏感[9]。腫瘤內(nèi)上述參數(shù)的變化反映其增強(qiáng)程度，進(jìn)而間接反映腫瘤血供[10]：參數(shù)值升高提示腫瘤血供豐富，相反則提示腫瘤缺乏血供。

不同組織或病變的能譜曲線具有特征性[11]，故可采用能譜曲線斜率進(jìn)行評估。不同病理亞型肺癌或不同類型肺炎性腫塊的能譜CT表現(xiàn)存在差異[12-13]，而能譜CT定量參數(shù)可反映腫瘤內(nèi)在特征。本研究分析SLA及SPT 70 keV下的斜率(λ70 keV)，發(fā)現(xiàn)SPT組病灶增強(qiáng)動(dòng)脈期斜率小于SLA組，前者曲線較平坦而后者曲線較陡峭，在增強(qiáng)靜脈期則相反，與ZHANG等[2]采用能譜CT鑒別局灶性機(jī)化性肺炎與周圍型肺癌的結(jié)果相符，而與HOU等[14]以能譜CT鑒別肺癌與肺炎性腫塊的結(jié)果不一致，可能與后者樣本量較少(60例)且未對肺癌或炎性腫塊進(jìn)行病理亞型分類有關(guān)。

本研究ROC曲線分析顯示，增強(qiáng)動(dòng)或靜脈期各能譜CT單一參數(shù)中，CT40 keV鑒別SPT與SLA的效能最高，AUC均≥0.80；而聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)或靜脈期各能譜CT參數(shù)的診斷效能均優(yōu)于各單一參數(shù)，進(jìn)一步聯(lián)合增強(qiáng)動(dòng)、靜脈期能譜CT參數(shù)可使診斷效能更高，AUC達(dá)0.91。

綜上所述，能譜CT多參數(shù)成像可有效鑒別SPT與SLA，為臨床制定治療方案提供影像學(xué)證據(jù)。但本研究為單中心回顧性研究，結(jié)果可能存在選擇偏倚，有待積累更多病例通過多中心前瞻性研究加以驗(yàn)證。