雙能量CT 定量參數(shù)聯(lián)合形態(tài)學(xué)特征在乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移診斷中的應(yīng)用價(jià)值

吳天斌，林桂涵，陳煒越，陳春妙，應(yīng)海峰，紀(jì)建松

1.溫州醫(yī)科大學(xué)第五醫(yī)院/浙江省麗水市中心醫(yī)院/浙江大學(xué)麗水醫(yī)院放射科，浙江 麗水323000 2.浙江省影像診斷與介入微創(chuàng)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 麗水323000

乳腺癌是全球最常見(jiàn)的惡性腫瘤，也是女性癌癥死亡的首要原因［1］。腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移（axillary lymph node metastasis，ALNM）是乳腺癌轉(zhuǎn)移的主要途徑，術(shù)前識(shí)別ALNM 狀態(tài)對(duì)乳腺癌預(yù)后評(píng)估、分期和治療方案制訂具有重要的參考價(jià)值［2］。常規(guī)影像學(xué)檢查主要通過(guò)形態(tài)學(xué)特征來(lái)評(píng)估ALNM 狀態(tài)，但受觀察者經(jīng)驗(yàn)等影響，存在敏感度較低、易漏診等不足［3］。雙能量CT 是一種新興的功能成像技術(shù)，其既能顯示常規(guī)CT 特征的改變，還可量化反映組織在能量學(xué)范疇的差異，提供諸多反映生物學(xué)特性的定量參數(shù)［4］。本研究旨在探討雙能量CT 定量參數(shù)聯(lián)合形態(tài)學(xué)特征鑒別乳腺癌ALNM 的價(jià)值，以期為臨床診療工作提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性收集2019 年10 月至2022 年8 月在我院經(jīng)術(shù)后病理證實(shí)為乳腺癌的135 例患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①行腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)并獲得病理結(jié)果；②術(shù)前2 周內(nèi)行雙能量CT 檢查；③未接受放療、化療及內(nèi)分泌治療等。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并其他惡性腫瘤病史；②臨床及病理資料不全；③淋巴結(jié)在CT 圖像上不可見(jiàn)或較?。ǘ虖剑? mm），難以準(zhǔn)確評(píng)估和測(cè)量。最終納入227 枚腋窩淋巴結(jié)，根據(jù)病理結(jié)果，分為轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組（92 枚）和非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組（135 枚）。本研究已通過(guò)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核。

1.2 儀器與方法

使用Siemens Somatom Force 第3 代雙源CT 掃描儀。掃描范圍：鎖骨上緣至肺底。先行常規(guī)平掃，掃描參數(shù)：120 kV，75 mAs，層厚5.0 mm，層距5.0 mm，開啟管電流調(diào)制（Care Dose 4D）。增強(qiáng)掃描采用高壓注射器（Ulrich Missouri 公司，型號(hào)XD2001）注射對(duì)比劑碘克沙醇（碘濃度320 mg/mL，江蘇恒瑞醫(yī)藥股份有限公司），流率2.5～3.0 mL/s，劑量1.5 mL/kg 體質(zhì)量；于延遲25、55 s 行動(dòng)脈期和靜脈期掃描。掃描參數(shù)：管電壓分別為90、Sn150 kV，管電流分別為156、92 mAs，準(zhǔn)直器128×0.6 mm，螺距1.2，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，層厚1.5 mm，層距1.5 mm。CT 增強(qiáng)掃描后每個(gè)期相分別獲得90 kV、Sn150 kV 和平均加權(quán)120 kV（融合系數(shù)0.5）圖像。

1.3 形態(tài)學(xué)特征分析

由2 名具有10 年以上胸部影像診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師采用盲法對(duì)淋巴結(jié)形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行分析，意見(jiàn)不一致時(shí)，由另1 名副主任醫(yī)師確定最終意見(jiàn)。在CT 圖像上觀察淋巴結(jié)最大短徑（≥5 mm 或＜5 mm）、長(zhǎng)短徑比值（≤2 或＞2）、形狀（規(guī)則或不規(guī)則）、邊緣（清楚或模糊）、強(qiáng)化程度（輕中度或明顯）及淋巴門結(jié)構(gòu)（消失或存在）。

1.4 雙能量CT 定量參數(shù)測(cè)量

由上述2 名主治醫(yī)師在后處理工作站（版本Syngo VA10B，Siemens Healthcare）上分別測(cè)量雙能量CT 定量參數(shù)，取兩者的平均值為最終結(jié)果。分別在“Liver VNC”和“Rho/Z”模式下測(cè)量腫瘤的碘濃度（iodine concentration，IC）和有效原子序數(shù)（effective atomic number，Zeff），并將ROI 放置于相同層面的頸動(dòng)脈內(nèi)。為減少患者間的差異，通過(guò)計(jì)算獲得標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC）和標(biāo)準(zhǔn)化有效原子序數(shù)（normalized effective atomic number，nZeff），公式如下：NIC=IC淋巴結(jié)/IC主動(dòng)脈，nZeff=Zeff淋巴結(jié)/Zeff主動(dòng)脈。在“Monoenergetic Plus”模式下獲得腫瘤的能譜衰減曲線，并計(jì)算能譜曲線斜率（the slope of the spectral Hounsfield unit curve，λHU），公式：λHU=（CT 值40keV-CT 值100keV）/60。

為確保ROI 測(cè)量的準(zhǔn)確性，ROI 應(yīng)置于顯示淋巴結(jié)的最大橫截面，盡量避開鈣化、壞死、囊變及病灶邊緣等；腫瘤內(nèi)ROI 應(yīng)控制在0.5～1.0 cm2，主動(dòng)脈內(nèi)ROI 應(yīng)包含約2/3 區(qū)域；不同模式、期相ROI 的大小、形狀和位置應(yīng)保持一致；所有數(shù)據(jù)均測(cè)量3 次，取平均值。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 26.0 和Medcalc 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，組間比較行獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)；非正態(tài)分布的計(jì)量資料以M（Q1，Q3）表示，組間比較行非參數(shù)檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例表示，組間比較行χ2檢驗(yàn)。單因素分析差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)行多因素logistic 回歸分析，并構(gòu)建形態(tài)學(xué)特征模型、雙能量CT 定量參數(shù)模型及聯(lián)合模型。采用ROC 曲線評(píng)估各模型的診斷效能，計(jì)算AUC、敏感度、特異度。各模型診斷效能的差異比較采用DeLong 檢驗(yàn)。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2 組間形態(tài)學(xué)特征比較（表1）

表1 轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組形態(tài)學(xué)特征比較 枚

2 組最大短徑、長(zhǎng)短徑比值、邊緣及淋巴門結(jié)構(gòu)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）；而形狀和強(qiáng)化程度差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.2 2 組間雙能量CT 定量參數(shù)比較（表2）

表2 轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組雙能量CT 定量參數(shù)比較［M（Q1，Q3）］

轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組的動(dòng)、靜脈期NIC、λHU及nZeff均顯著高于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組（均P＜0.05）。2 組的典型病例見(jiàn)圖1，2。

圖1 非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組的常規(guī)CT 及雙能量CT 圖像 注：患者，女，46 歲。圖1a 為常規(guī)CT 圖像，可見(jiàn)淋巴結(jié)邊緣清楚，淋巴門結(jié)構(gòu)存在，最大短徑為11.64 mm，長(zhǎng)短徑比值為1.58；圖1b 為有效原子序數(shù)（Zeff）圖，測(cè)得靜脈期標(biāo)準(zhǔn)化有效原子序數(shù)（nZeff）為0.84；圖1c為能譜曲線圖，測(cè)得靜脈期能譜曲線斜率（λHU）為3.36 圖2 轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組的常規(guī)CT 及雙能量CT 圖像注：患者，女，30 歲。圖2a 為常規(guī)CT圖像，可見(jiàn)淋巴結(jié)邊緣清楚，淋巴門結(jié)構(gòu)消失，最大短徑為11.04 mm，長(zhǎng)短徑比值為1.21；圖2b 為Zeff 圖，測(cè)得靜脈期nZeff 為0.90；圖2c 為能譜曲線圖，測(cè)得靜脈期λHU 為5.45

2.3 各模型的構(gòu)建（表3，4）

表3 多因素logistic 回歸分析中變量特征賦值表

表4 基于形態(tài)學(xué)特征和/或雙能量CT 定量參數(shù)診斷乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的多因素logistic 回歸分析結(jié)果

對(duì)2 組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的形態(tài)學(xué)特征和雙能量CT 定量參數(shù)分別行多因素logistic 分析，結(jié)果顯示最大短徑≥5 mm、長(zhǎng)短徑比值≤2、淋巴門結(jié)構(gòu)消失，以及靜脈期λHU和nZeff升高是乳腺癌患者ALNM的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。分別構(gòu)建形態(tài)學(xué)特征模型、雙能量CT 定量參數(shù)模型和聯(lián)合模型，聯(lián)合模型中獨(dú)立預(yù)測(cè)因素包括長(zhǎng)短徑比值、淋巴門結(jié)構(gòu)、靜脈期λHU和nZeff。

2.4 各模型的診斷效能比較

采用ROC 曲線分析各模型對(duì)乳腺癌患者ALNM情況的診斷效能，結(jié)果顯示形態(tài)學(xué)特征模型的AUC為0.796（95%CI 0.738～0.846），敏感度、特異度分別為59.78%、89.63%；雙能量CT 定量參數(shù)模型的AUC為0.819（95%CI 0.763～0.867），敏感度、特異度分別為80.43%、71.85%；而聯(lián)合模型的AUC 可達(dá)0.884（95%CI 0.834～0.922），敏感度、特異度分別為82.61%、80.00%。DeLong 檢驗(yàn)結(jié)果顯示，聯(lián)合模型的診斷效能顯著優(yōu)于形態(tài)學(xué)特征模型和雙能量CT 定量參數(shù)模型（Z=3.852，3.291；均P＜0.05），而形態(tài)學(xué)特征模型和雙能量CT 定量參數(shù)模型診斷效能差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=0.732，P=0.536）（圖3）。

圖3 形態(tài)學(xué)特征模型、雙能量CT 定量參數(shù)模型及聯(lián)合模型評(píng)估乳腺癌腋窩淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的ROC 曲線

3 討論

腋窩淋巴結(jié)狀態(tài)是影響乳腺癌患者預(yù)后的重要指標(biāo)，也是決定臨床治療策略的關(guān)鍵因素［5］。臨床評(píng)估為ALNM 陰性的乳腺癌患者，僅需行前哨淋巴結(jié)活檢；陽(yáng)性患者，則需行腋窩淋巴結(jié)清掃術(shù)；若患者存在多枚淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，則推薦行新輔助治療［6-7］。因此，目前診斷的關(guān)鍵在于術(shù)前評(píng)估乳腺癌患者ALNM狀態(tài)，以指導(dǎo)治療決策。本研究聯(lián)合雙能量CT 定量參數(shù)和常規(guī)形態(tài)學(xué)特征構(gòu)建模型術(shù)前無(wú)創(chuàng)評(píng)估乳腺癌患者ALNM 狀態(tài)，AUC 可達(dá)0.884，顯著優(yōu)于單獨(dú)形態(tài)學(xué)特征和雙能量CT 定量參數(shù)模型，具有較高的診斷效能和臨床價(jià)值。

目前，臨床上常采用傳統(tǒng)CT 圖像的淋巴結(jié)形態(tài)學(xué)特征，如最大短徑、長(zhǎng)短徑比值、形狀、邊緣、強(qiáng)化程度、淋巴門結(jié)構(gòu)等評(píng)估乳腺癌腋窩淋巴結(jié)狀態(tài)［8-9］。本研究中最大短徑、長(zhǎng)短徑比值、邊緣及淋巴門結(jié)構(gòu)在轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組中差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05），與既往研究報(bào)道基本一致。其中淋巴結(jié)最大短徑≥5 mm 和長(zhǎng)短徑比值≤2 是臨床上評(píng)估ALNM 最常用的判斷標(biāo)準(zhǔn)［10］。Yang 等［11］認(rèn)為，當(dāng)淋巴結(jié)發(fā)生轉(zhuǎn)移時(shí)，其短徑延長(zhǎng)、長(zhǎng)短徑比值縮小，整體形態(tài)趨于圓形，這在本研究中得到證實(shí)。此外，本研究顯示，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組中淋巴門結(jié)構(gòu)消失的比例［73.9%（68/92）］顯著多于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組［34.1%（46/135）］，推測(cè)可能是腫瘤細(xì)胞入侵淋巴門后，CT 圖像上淋巴門低密度區(qū)消失所致［12］。本研究多因素回歸分析顯示，淋巴結(jié)最大短徑≥5 mm、長(zhǎng)短徑比值≤2 及淋巴門結(jié)構(gòu)消失是預(yù)測(cè)乳腺癌患者ALNM 的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，構(gòu)建的形態(tài)學(xué)特征模型盡管診斷特異度較高（89.63%），但敏感度表現(xiàn)欠佳（59.78%）；原因在于僅利用形態(tài)學(xué)特征來(lái)評(píng)估淋巴結(jié)狀態(tài)的主觀性強(qiáng)，且不同觀察者的經(jīng)驗(yàn)也存在差異，使得診斷準(zhǔn)確率欠佳。因此，僅依靠形態(tài)學(xué)特征難以準(zhǔn)確識(shí)別乳腺癌的ALNM 狀態(tài)。

雙能量CT 的快速發(fā)展為精準(zhǔn)、量化評(píng)估乳腺癌ALNM 提供了一種嶄新的視角。在本研究中，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組動(dòng)、靜脈期的NIC、λHU和nZeff值均明顯高于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組（均P＜0.05），這與之前的研究［13-15］相似。NIC 反映了病灶對(duì)碘的攝取情況，碘濃度可用于評(píng)估淋巴結(jié)內(nèi)的血供情況，因此NIC 升高可能是由于轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)血管生成、血容量及血管通透性增加所致［16］。不同的組織具有不同的能譜衰減曲線，從該曲線得到的λHU可作為組織表征的重要指標(biāo)，有助于直接反映組織間的差異［17］。在本研究中，轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組的λHU存在顯著差異，這在一定程度上反映了2 種淋巴結(jié)性質(zhì)的不同。此外，nZeff是雙能量CT 參數(shù)中用于表征組織密度的重要指標(biāo)［18］。本研究轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)組中nZeff較高，表明轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)細(xì)胞結(jié)構(gòu)更緊湊。最近一項(xiàng)研究表明，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的平均ADC 值明顯低于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)［19］，而ADC 值與組織細(xì)胞密度呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的組織密度更高，與本研究結(jié)果相似。本研究中多因素分析顯示，靜脈期λHU和靜脈期nZeff升高是乳腺癌ALNM 的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，構(gòu)建的雙能量CT 定量參數(shù)模型的診斷效能較高，AUC 為0.819。而進(jìn)一步結(jié)合有差異的形態(tài)學(xué)特征（長(zhǎng)短徑比值和淋巴門結(jié)構(gòu)）構(gòu)建的聯(lián)合模型相較雙能量CT 定量參數(shù)模型和形態(tài)學(xué)特征模型可明顯提高診斷效能，AUC 達(dá)0.884，敏感度和特異度分別為82.61%、80.00%，說(shuō)明聯(lián)合模型能為術(shù)前無(wú)創(chuàng)評(píng)估乳腺癌患者ALNM 狀態(tài)提供參考依據(jù)。

本研究仍存在的局限性：為單中心、回顧性研究，可能存在選擇偏倚；僅在顯示淋巴結(jié)最大層面勾畫ROI，可能無(wú)法反映整體淋巴結(jié)特征；盡管已詳細(xì)記錄術(shù)中切除淋巴結(jié)的位置、大小及其與腫瘤的距離等，但少部分淋巴結(jié)在CT 圖像上的評(píng)估結(jié)果與病理仍結(jié)果不匹配。

綜上所述，雙能量CT 定量參數(shù)在術(shù)前無(wú)創(chuàng)鑒別乳腺癌患者ALNM 中表現(xiàn)出較好的應(yīng)用價(jià)值，聯(lián)合形態(tài)學(xué)特征可明顯提升診斷效能，這為術(shù)前選擇合適的治療方式及預(yù)后評(píng)估提供了重要的參考依據(jù)。