雙能CT定量參數(shù)聯(lián)合CT特征預測結直腸腺癌周圍神經(jīng)浸潤

黃豆豆,陳峻帆,韋 鑫,羅銀燈,劉欣杰

(重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院放射科,重慶 400010)

結直腸癌是常見的惡性腫瘤之一,死亡率高[1],其組織類型多為腺癌。周圍神經(jīng)浸潤(perineural invasion, PNI)為腫瘤細胞包繞至少33%神經(jīng)周長或腫瘤細胞侵犯神經(jīng)外膜、束膜和內(nèi)膜任一層[2],是結直腸癌侵襲性表現(xiàn)之一。PNI陽性的結直腸癌患者局部復發(fā)和遠處轉移發(fā)生率較高[3],術前放射、化學治療能提高生存率。目前,評估PNI狀態(tài)僅能通過術后組織病理學檢查獲得。雙能CT定量分析技術在結直腸癌分期、淋巴結轉移及評價新輔助治療療效等方面具有良好的臨床價值[4-5]。本研究觀察雙能CT定量參數(shù)結合CT特征術前預測結直腸腺癌PNI狀態(tài)的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2021年12月—2023年10月于重慶醫(yī)科大學附屬第二醫(yī)院接受全腹雙能CT檢查的79例結直腸腺癌患者,男47例、女32例,年齡30～84歲、平均(62.7±10.9)歲,根據(jù)患者PNI狀態(tài)分為PNI組(n=31)和無PNI組(n=48)。納入標準:①術前2周內(nèi)均接受全腹部雙能CT增強掃描;②均經(jīng)手術病理確診結直腸腺癌,并獲得PNI狀態(tài);③臨床資料完整。排除標準:①術前曾接受相關抗腫瘤治療,如新輔助治療或放射、化學治療等;②圖像質量差,病灶太小(<2 cm)難以測量者;③病理檢查證實為多發(fā)病灶或非腺癌。記錄患者臨床資料,包括治療前癌胚抗原(carcinoembryonic antigen, CEA)、糖類抗原(carbohydrate antigen 19-9, CA19-9)及臨床癥狀。檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 囑患者檢查前禁食12 h,檢查前10 min口服1 000 ml溫水;行屏氣訓練;檢查時取仰臥位。采用Siemens Somatom Drive雙源CT機掃描全腹,范圍自膈頂至恥骨聯(lián)合下緣。先采集平掃圖像,后以劑量1.5 ml/kg體質量、流率3 ml/s經(jīng)肘靜脈注射非離子型對比劑碘海醇(370 mgI/ml),以流率3.5 ml/s跟注30 ml生理鹽水,之后采用能譜成像模式行增強掃描,以自動閾值觸發(fā),監(jiān)測腹主動脈CT值,達閾值120 HU后延遲15 s觸發(fā)動脈期掃描,而后延遲18 s行靜脈期掃描,A、B球管管電壓分別為100、140 kVp,管電流350 mAs,螺距1,轉速0.5 s/rot,層厚1 mm。掃描結束后自動重建能量100、140 keV的能譜原始圖像及二者的混合能量圖像,層厚均為1 mm。

1.3 圖像分析

1.3.1 CT表現(xiàn) 由具有9年及12年腹部影像學診斷經(jīng)驗的主治及副主任醫(yī)師各1名分析圖像,觀察病灶CT表現(xiàn),包括原發(fā)病灶位置、形態(tài)學特征(環(huán)周比、病灶累及長度、病變腸壁最大厚度)及有無腸周淋巴結轉移、瘤周系膜條索影、腫瘤沉積,2名醫(yī)師意見不一致時經(jīng)商議決定。

1.3.2 雙能CT定量參數(shù) 將雙能增強CT導入Siemens Syngo.via后處理工作站(版本VA30A),由上述2名醫(yī)師分別重建動脈期、靜脈期的單能量圖像、碘圖及電子密度(electron density, Rho)/有效原子序數(shù)(effective atomic number, Eff-Z)圖。根據(jù)組織病理結果及CT確定腫瘤位置,于40 keV單能量CT、碘圖、Rho/Eff-Z圖上病灶最大層面避開壞死及血管放置3個面積20～30 mm2的圓形ROI,測量其CT值、碘濃度(iodine concentration, IC)、Rho、Eff-Z及雙能指數(shù)(dual energy index, DEI)。軟件自動生成能譜衰減曲線,以50、140 keV單能量CT值計算能譜曲線斜率(λHU):λHU=(CT值50 keV-CT值140 keV)/(140 keV-50 keV);計算病灶標準化碘濃度(normalized iodine concentration, NIC):NIC=IC病灶/ICL3水平腹主動脈×100%。對定量參數(shù)均重復測量3次,取2名醫(yī)師測值的平均值進行分析。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計分析軟件。以組內(nèi)相關系數(shù)(intra-class correlation coefficient, ICC)評價2名醫(yī)師測量雙能CT定量參數(shù)的一致性:ICC<0.40為一致性較差,0.40≤ICC≤0.75為一致性中等,ICC>0.75為一致性良好。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗評價計量資料的正態(tài)性,以±s表示符合正態(tài)分布者,行獨立樣本t檢驗;以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示符合偏態(tài)分布者,行Mann-WhitneyU檢驗。以Mann-WhitneyU檢驗比較等級資料。采用χ2檢驗或Fisher精確概率法比較計數(shù)資料。將差異有統(tǒng)計學意義的CT特征及雙能CT定量參數(shù)納入二元logistic回歸分析,構建聯(lián)合模型。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線,計算曲線下面積(area under the curve, AUC),評價單一CT參數(shù)及聯(lián)合模型預測結直腸腺癌PNI陽性的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 患者資料 組間病理所示T分期、淋巴結轉移、腫瘤沉積差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05),其余資料差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表1。

表1 有無PNI的79例結直腸腺癌患者資料及病理所見

2.2 CT表現(xiàn) 組間原發(fā)灶位置、病變腸壁最大厚度、腸周淋巴結轉移與否、有無瘤周系膜條索影及腫瘤沉積差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05),其余CT表現(xiàn)差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。 見表2。

表2 有無PNI結直腸腺癌CT表現(xiàn)

2.3 雙能CT定量參數(shù) 2名醫(yī)師測量動脈期λHU、IC、DEI及靜脈期λHU、IC、NIC、Rho、Eff-Z、DEI結構的一致性均良好(ICC:0.76～0.87),所測動脈期NIC、Rho、Eff-Z的一致性均為中等(ICC:0.73、0.72、0.73)。PNI組動脈期λHU、IC、NIC及DEI均大于、而靜脈期NIC小于無PNI組(P均<0.05),組間其余雙能CT定量參數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)。見表3及圖1、2。

圖1 PNI組患者,男,63歲,直腸腺癌 A.動脈期能譜衰減曲線,λHU=1.333; B.全腹軸位動脈期40 keV單能量CT圖示腫瘤沉積(箭); C.全腹軸位動脈期碘圖,IC=2.95 mg/ml,NIC=32.50%; D.全腹軸位動脈期Rho/Eff-Z圖,Rho=41.73 HU,Eff-Z=8.80,DEI=21.50 (白色圓圈為病灶ROI)

2.4 預測PNI效能 以原發(fā)灶位置、病變腸壁最大厚度、腸周淋巴結轉移、瘤周系膜條索影、腫瘤沉積,以及動脈期λHU、IC、NIC、DEI及靜脈期NIC預測結直腸腺癌PNI陽性的AUC為0.615～0.698,聯(lián)合模型的AUC為0.864。見表4及圖3。

表4 單一CT參數(shù)及聯(lián)合模型預測結直腸腺癌PNI的效能

3 討論

PNI為多種惡性腫瘤的生物學特征之一,也是結直腸癌患者預后不良的重要因素[6-7];同時存在血管浸潤、淋巴轉移和PNI的高危結直腸癌患者的長期生存率低于低?；颊遊8]。術前明確結直腸癌患者PNI狀態(tài)有利于指導臨床決策。

本研究不同PNI狀態(tài)結直腸腺癌患者臨床資料差異無統(tǒng)計學意義,原因或在于結直腸癌臨床癥狀缺乏特異性,且受原發(fā)腫瘤部位、伴發(fā)疾病及基因表達等因素影響[9]。本組CT顯示PNI組原發(fā)灶以位于直腸為主,可能與右半結腸至左半結腸腸系膜、尤其直腸下段厚度逐漸變薄,致區(qū)域內(nèi)神經(jīng)分布密度相對增加、更易出現(xiàn)PNI有關;PNI組病變腸壁最大厚度大于無PNI組,提示腫瘤浸潤越深則PNI發(fā)生率更高,與病理所示高T分期結直腸腺癌患者PNI發(fā)生率更高相符。腫瘤生長依賴于血管生成,而PNI參與血管生成相關內(nèi)皮代謝綜合作用過程[10],有利于形成腫瘤組織增殖擴散的微環(huán)境,為結直腸癌淋巴結轉移和腫瘤沉積提供了條件。本研究PNI組腸周淋巴結轉移、瘤周系膜條索影及腫瘤沉積占比均高于無PNI組,與既往研究[11]相符;而組間腫瘤環(huán)周比和累及長度差異無統(tǒng)計學意義,表明PNI可能與腫瘤浸潤腸壁深度相關,而與腫瘤環(huán)腸壁生長無明顯相關。

雙能CT定量參數(shù)可評估組織血管分布及灌注,以表征結直腸癌異質性及侵襲性[12]。結直腸腺癌具有動脈期高強化特點,動脈期雙能CT定量參數(shù)更能反映腫瘤血管情況[13]。對IC進行標準化處理所獲NIC可減輕對比劑給藥時間、流速和濃度等的干擾,更精確地反映腫瘤異質性。本研究PNI組動脈期λHU、IC、NIC及DEI均高于無PNI組,與既往研究[14-15]結果相似;而PNI組靜脈期NIC低于無PNI組,可能與受對比劑擴散后期流入血管外間隙的影響有關。本研究以單一CT參數(shù)預測結直腸腺癌PNI的AUC為0.615～0.698,而聯(lián)合模型為0.864,提示后者診斷效能佳,為術前預測結直腸腺癌PNI的可靠方式。

綜上,雙能CT定量參數(shù)結合CT特征可有效預測結直腸腺癌PNI。但本研究樣本量有限,僅基于病灶最大層面勾畫ROI,未能全面反映整體腫瘤異質性,且目前結直腸癌雙能CT檢查尚無統(tǒng)一掃描協(xié)議,有待完善。