雙層探測器光譜CT對胰腺癌與腫塊型胰腺炎的鑒別診斷價值

高 鑫 田曉娟 喬 英,*

1.山西醫(yī)科大學(xué)醫(yī)學(xué)影像學(xué)院 (山西 太原 030001)

2.山西醫(yī)科大學(xué)第一醫(yī)院CT影像科 (山西 太原 030001)

胰腺導(dǎo)管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)是胰腺最常見的原發(fā)性惡性腫瘤(以下簡稱“胰腺癌”)，是癌癥相關(guān)死亡的主要原因，該病總體預(yù)后不佳，幾十年來幾乎沒有變化[1]。因其病程兇險且死亡率高，因此早期診斷對胰腺癌患者而言非常重要，通過提供手術(shù)治療和輔助干預(yù)的機(jī)會來幫助患者提高存活率[2-3]。慢性腫塊型胰腺炎(chronic mass-forming pancreatitis，CMFP)是一種特殊類型的慢性胰腺炎(以下簡稱“腫塊型胰腺炎”)，與自身免疫反應(yīng)、長期飲酒和膽道病史有關(guān)，占慢性胰腺炎的10-30%[4]。胰腺癌的治療方法是手術(shù)切除，然而術(shù)后病理顯示約5-11%的良性腫塊被誤診為胰腺癌[5-7]，對于良性腫塊，治療方法與胰腺惡性腫瘤的方法大不相同。盡管目前已經(jīng)報道了許多用于鑒別腫塊型胰腺炎和胰腺癌的方法[8-10],但對胰腺實性為主病變的鑒別診斷仍然十分困難，最可靠的診斷方法仍是組織病理學(xué)活檢。

隨著光譜CT的出現(xiàn)，引入一種新的影像學(xué)檢查方法，可獲得高信噪比(signal to noise ratio，SNR)的圖像，并通過應(yīng)用光譜CT的多參數(shù)成像技術(shù)為病變的鑒別診斷提供一種新思路，目前對胰腺良惡性病變鑒別診斷的相關(guān)研究主要圍繞常規(guī)CT形態(tài)學(xué)特征，很少有研究采用常規(guī)CT和多種光譜圖像綜合分析病變形態(tài)學(xué)特征，對聯(lián)合此形態(tài)學(xué)特征與光譜CT多定量參數(shù)進(jìn)行鑒別診斷的研究更是十分罕見。雙層探測器光譜CT實現(xiàn)了同源、同時、同向、同步的“四同”成像方式，是其他CT無法比擬的，其光譜數(shù)據(jù)可以一站式獲取，無需額外的輻射劑量，并且數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性更高[11]。本研究旨在分析雙層探測器光譜CT的多定量參數(shù)與形態(tài)學(xué)特征，進(jìn)一步探討雙層探測器光譜CT對胰腺癌與腫塊型胰腺炎的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2019年12月至2022年7月懷疑胰腺病變并在本院行雙層探測器光譜CT腹部增強(qiáng)檢查的患者，共納入83例胰腺腫塊型病變性質(zhì)明確且臨床資料完整的患者作為研究對象。

納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)術(shù)后病理、隨訪觀察明確腫塊性質(zhì)，部分腫塊型胰腺炎病例診斷參考日本胰腺病學(xué)會參考標(biāo)準(zhǔn)[12]；患者影像、腫瘤標(biāo)記物(CA19-9)及臨床資料完備；均行光譜CT增強(qiáng)檢查；排除標(biāo)準(zhǔn)：圖像缺失、偽影過大或光譜數(shù)據(jù)包(spectral base image，SBI)缺失；病灶性質(zhì)不明；CT檢查前進(jìn)行過手術(shù)等有創(chuàng)治療。

1.2 檢查方法及圖像獲取所有患者均行雙層探測器光譜腹部CT增強(qiáng)掃描，采用螺旋光譜CT成像模式，管電壓120kV，電流以自動毫安秒技術(shù)控制，旋轉(zhuǎn)速度0.5s/r，螺距0.969，患者采用仰臥位進(jìn)行檢查，掃描范圍從膈頂?shù)诫p側(cè)髂前上棘水平，掃描前10～15分鐘囑患者飲用1000mL水，并進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，經(jīng)肘正中靜脈注射對比劑碘克沙醇(320mgI/mL)后采用對比劑團(tuán)注追蹤技術(shù)進(jìn)行掃描(劑量0.8～1.0mL/kg；流速3～3.2mL/s)，分別于掃描開始30s、70s時獲得動脈期、靜脈期圖像，使用專用工作站(Philips IntelliSpace Portal)進(jìn)行后處理，以0.9mm層厚進(jìn)行重建獲得光譜圖像，包括動、靜脈期常規(guī) CT (120kVp)圖像、40keV虛擬單能量圖像、有效原子序數(shù)圖及碘濃度圖。

1.3 圖像分析定量參數(shù)由1名具有5～10年影像診斷經(jīng)驗的醫(yī)師采用感興趣區(qū)域(region of interest，ROI)進(jìn)行測量，測量時避開偽影、壞死區(qū)及大血管處，ROI應(yīng)盡量位于病灶實性處，測量3次取平均值，并通過復(fù)制粘貼的方式使同一患者在不同光譜圖像上ROI測量位置及大小保持一致，主要測量以下指標(biāo)：動脈期和靜脈期常規(guī)CT值(CT值常規(guī))、40KeV虛擬單能量CT值(CT值40KeV)、有效原子序數(shù)值(effective atomic number Zeff)、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值(normalizing iodine concentration NIC，NIC=IC病灶/IC主動脈)、能譜曲線斜率。

由另外兩位腹部放射科醫(yī)生(分別具有10年和20年以上的工作經(jīng)驗)在飛利浦專用工作站使用光譜軟件觀察以下圖像的形態(tài)學(xué)特征：常規(guī)CT圖像、虛擬單能量圖像、碘濃度圖、有效原子序數(shù)圖像，綜合分析是否存在邊界不清、病灶壞死、胰管截斷、胰膽管擴(kuò)張、胰腺萎縮、血管侵犯的影像特征。出現(xiàn)分歧時由第三位高年資放射科醫(yī)師(有30年的腹部影像診斷經(jīng)驗)診斷。所有觀察者對病變性質(zhì)、患者信息和其他影像學(xué)檢查的結(jié)果均未知。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法定量資料采用Shapiro-Wilk檢驗行正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布用表示，兩組間比較采用students't 檢驗或校正t檢驗；符合偏態(tài)分布用M(P25,P75)表示，兩組間比較采用Wilcoxon秩和檢驗。對于定性資料，兩組間比較采用χ2檢驗或校正χ2檢驗，選擇P＜0.05的變量納入二元多因素Logistic回歸，設(shè)定結(jié)果雙側(cè)P＜0.05具有統(tǒng)計意義。建立受試著工作特征曲線(receiver opearting characteristic，ROC)曲線,根據(jù)最大約登指數(shù)計算定量指標(biāo)的最佳閾值，同時得出相應(yīng)的敏感度和特異度，并計算曲線下面積(area under the curve，AUC)以評估診斷效能。所有統(tǒng)計分析均使用SPSS 26.0軟件進(jìn)行。

2 結(jié)果

共83例患者納入研究，其中胰腺導(dǎo)管腺癌58例，男性38例，女性20例，慢性腫塊型胰腺炎25例，男性18例，女性7例，兩者均好發(fā)于男性，無統(tǒng)計學(xué)差異；胰腺癌患者的平均年齡(65.6±10.8)歲，大于慢性腫塊型胰腺炎平均年齡(58.2±14.0)歲，存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)；胰腺癌中91.37%(53/58)的患者無胰腺炎病史，慢性腫塊型胰腺炎中48.00%(12/25)的患者有胰腺炎病史，以及患者糖類抗原CA19-9水平，比較均存在統(tǒng)計學(xué)差異(P＜0.05)(見表1)。

表1 患者臨床資料

兩組間形態(tài)學(xué)特征比較：病灶局部壞死、胰管截斷、周圍血管侵犯差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；兩組間定量參數(shù)比較：增強(qiáng)掃描動、靜脈期單能量40KeVCT值、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度值(NIC)、有效原子序數(shù)(Zeff)及能譜曲線斜率差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)；余兩組間變量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(見表2)。

表2 患者的定量參數(shù)及形態(tài)學(xué)特征比較

多因素Logistic回歸分析結(jié)果示兩組間胰腺炎病史、胰管截斷、動脈期40KevCT值以及靜脈期NIC值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，以上變量可以作為診斷胰腺癌的獨(dú)立預(yù)測因子(見表3)。受試者工作曲線(ROC)結(jié)果顯示動脈期40KevCT值的AUC為0.880，截斷值為111.05HU，靜脈期NIC的AUC為0.853，截斷值為0.41，將定性、定量變量相結(jié)合模型的AUC為0.989，特異度為94.8%，靈敏度為100%，(見表4，圖1)。

圖1 受試者工作曲線(ROC)分析示定性聯(lián)合定量資料的預(yù)測概率曲線下面積(AUC)最大。

表3 多因素邏輯回歸分析結(jié)果

表4 ROC曲線分析結(jié)果

3 討論

腫塊型胰腺炎是慢性胰腺炎的一種特殊類型，慢性胰腺炎癥狀隱匿,發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,診斷難度大[15]，病理上表現(xiàn)為胰腺不同程度的纖維化和腺體萎縮[13-14]，其影像學(xué)特征為病變部位腫大或者局部腫塊形成，與胰腺癌的影像學(xué)表現(xiàn)相似。將腫塊型胰腺炎誤診為胰腺癌可能會給患者帶來額外負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致不必要的手術(shù)介入，而將胰腺癌誤診為腫塊型胰腺炎可能會導(dǎo)致延誤手術(shù)治療[15]。因此，腫塊型胰腺炎和胰腺癌的鑒別診斷具有重要的臨床價值。

雙層探測器光譜CT的出現(xiàn)為二者的鑒別診斷提供了一種新方法，光譜CT具有“四同”優(yōu)點(diǎn)，獲得的能譜數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。我們的研究表明兩組間年齡、胰腺炎史、病灶壞死、胰管截斷、動脈侵犯、靜脈侵犯、CA19-9值、動、靜脈期40KevCT值、NIC值、有效原子序數(shù)值及能譜曲線斜率均存在統(tǒng)計學(xué)差異。本研究發(fā)現(xiàn)腫塊型胰腺炎組的患者(48.00%)有過胰腺炎病史，高于胰腺癌組(8.62%)，胰腺癌組的患者年齡大于腫塊型胰腺炎組，統(tǒng)計學(xué)差異不明顯，還發(fā)現(xiàn)胰管截斷、病灶壞死、血管侵犯(圖2E)在胰腺癌中更常見，這與Ruan Z等人[16]的研究結(jié)果相符合。同時我們發(fā)現(xiàn)腫瘤標(biāo)記物CA19-9胰腺癌組的數(shù)值要明顯高于腫塊型胰腺炎組。對于定量資料，我們發(fā)現(xiàn)兩組病變動、靜脈期常規(guī)CT值并無統(tǒng)計學(xué)差異，這是常規(guī)CT對二者鑒別困難的根本原因之一；胰腺炎組的動、靜脈期40KeV CT值、NIC值、Zeff值、能譜曲線斜率絕對值均大于胰腺癌組(見圖2A-2E、圖3A-3E)，兩組動、靜脈期40KeVCT值、NIC值、Zeff值、能譜曲線斜率差異均有統(tǒng)計學(xué)意義，為兩者的鑒別提供了更多有意義參數(shù)。

圖2A-圖2E 男性，76歲，上腹部憋脹不適半年，加重10余日就診，經(jīng)手術(shù)病理確診為胰腺癌。圖2A-2F 動脈期40Kev單能量圖、靜脈期40Kev單能量圖、碘密度圖、有效原子序數(shù)圖；圖2D 能譜曲線圖，圖2E 橫斷位MIP圖顯示病灶周圍血管受侵、邊緣毛糙、局部截斷；矢狀位顯示病灶近端胰管截斷。

圖3A-圖3E 男性，60歲，食欲下降、黃疸7天就診，經(jīng)手術(shù)病理確診為腫塊型胰腺炎。圖3A-3C 動脈期40Kev單能量圖、靜脈期40Kev單能量圖、碘密度圖、有效原子序數(shù)圖；圖3D 為能譜曲線圖，圖3E 冠狀位MIP圖顯示病灶周圍血管顯影良好，未見狹窄截斷；矢狀位顯示胰管狹窄，未截斷。

在多因素分析中，我們的研究表明，定性資料中無胰腺炎病史、胰管截斷可以作為診斷胰腺癌的獨(dú)立危險因素；對于定量資料，動脈40KeVCT值及靜脈期NIC值是診斷胰腺癌的危險因素，動脈期差異可能是因為血流灌注導(dǎo)致，腫塊型胰腺炎組織成分為肉芽腫，新生毛細(xì)血管分布相對較多，發(fā)病時間越短的病灶毛細(xì)血管數(shù)量越多，而胰腺癌的組織成分為腫瘤細(xì)胞與纖維組織[18]，對比劑注射后，動脈期即有差異，但區(qū)別不大，通過虛擬單能量技術(shù)可以加大二者CT值的差異；而靜脈期NIC能很好地反映血管分布，胰腺癌通常伴有較多的致密纖維組織，所以二者在靜脈期的NIC值差別更大，更加能反映病灶的纖維化程度，這與Lee S等[17]的研究結(jié)果一致。

綜上所述，將光譜參數(shù)與形態(tài)學(xué)特征相聯(lián)合分析可提高CT對胰腺癌與腫塊型胰腺炎的鑒別診斷能力，為臨床提供更多有價值信息，讓患者得到最佳治療，提高患者的生存率和生存質(zhì)量。本研究有以下局限性：第一，樣本量較少，慢性胰腺炎患者較多，但腫塊型胰腺炎患者較少，后續(xù)的研究將繼續(xù)增加樣本量；第二，沒有將其他檢查(例如MRI、超聲)納入研究中，綜合各種檢查方法，可能會增加診斷準(zhǔn)確率。