寶石能譜C T在提高非小細(xì)胞肺癌術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)準(zhǔn)確性中的初步研究△

王玉婕 黃遙唐威 吳寧

北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院腫瘤醫(yī)院影像診斷科，北京100021

肺癌是危害人類健康最常見的惡性腫瘤，居惡性腫瘤死亡原因第一位；2014年美國國家衛(wèi)生統(tǒng)計中心的數(shù)據(jù)顯示，肺癌在男性惡性腫瘤死亡病例中占28.0%，在女性中占26.0%[1]。盡管肺癌的現(xiàn)代臨床治療已取得了很大進(jìn)展，但患者的5年生存率仍較低，為14%～18%[1-2]。腫瘤的臨床分期是影響NSCLC治療方案及預(yù)后的主要因素，Ⅰ期、Ⅱ期的NSCLC患者主要接受手術(shù)治療，而Ⅲ期、Ⅳ期的NSCLC患者則往往失去了手術(shù)機會，需接受局部放療或全身化療[3-6]。目前，術(shù)前診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的方法主要包括胸部螺旋CT掃描、MRI或PET-CT掃描等無創(chuàng)性檢查方法，但都具有一定的局限性[7-10]；縱隔鏡下活檢、支氣管鏡引導(dǎo)下穿刺或超聲內(nèi)鏡導(dǎo)引下穿刺活檢等檢查方法可作為術(shù)前淋巴結(jié)分期的重要補充，但均為有創(chuàng)的檢查方法，術(shù)后可能出現(xiàn)的并發(fā)癥限制了它們的應(yīng)用[11-12]。寶石能譜CT掃描作為一種新的無創(chuàng)性檢查方法，可提供額外的能量成像信息，有望為NSCLC的縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)的診斷提供幫助。本研究對寶石能譜CT在提高NSCLC術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)準(zhǔn)確性判斷方面進(jìn)行了初步探索。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2014年2月8日至2014年6月2日，前瞻性收集因懷疑肺內(nèi)病變并于我院首診的患者125例，簽署知情同意書后，予以胸部能譜CT增強掃描。排除40例未在我院接受手術(shù)治療或術(shù)后診斷為膿腫、結(jié)核、慢性炎癥、錯構(gòu)瘤等良性病變的患者及26例肺內(nèi)非實性結(jié)節(jié)（能譜曲線測量偏倚大）患者后，本研究共入組59例患者，均于我院胸外科接受腫物楔形切除術(shù)或肺葉切除術(shù)，并接受淋巴結(jié)清掃術(shù)，病理診斷為NSCLC，且不合并其他腫瘤病史，具備完整、準(zhǔn)確的臨床資料。其中男性50例（84.7%），女性9例（15.3%），中位年齡為60歲（33～78歲）。19例無明顯癥狀，于體檢時發(fā)現(xiàn)腫物；40例伴咳嗽、咳痰、痰中帶血、胸痛等呼吸系統(tǒng)癥狀。

1.2 檢查方法

采用寶石能譜CT（GE Discovery CT 750HD）在能譜掃描模式下行增強CT掃描；非離子型對比劑使用劑量為300 mgI/ml，高壓注射器3.0 ml/s經(jīng)肘靜脈團(tuán)注；延遲35 s掃描，X線球管旋轉(zhuǎn)時間為0.5 s，準(zhǔn)直器寬度為40 mm，掃描層厚及層間距均為5 mm，F(xiàn)OV為40 cm，自動毫安，80～140 kVp瞬間（0.5 ms）切換，掃描范圍自胸廓入口至肺底。

1.3 圖像分析

在單能重建算法下，原始數(shù)據(jù)被重建為層厚1.25 mm的圖像集，并被傳至GE Healthcare AW 4.6后處理工作站，由兩位分別有3年及10年胸部腫瘤影像診斷經(jīng)驗的醫(yī)生在不告知病理結(jié)果的情況下根據(jù)形態(tài)學(xué)標(biāo)準(zhǔn)（以橫切面淋巴結(jié)最大短徑≥10 mm作為轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的形態(tài)學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)）對淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移作出判斷，并利用能譜CT后處理軟件GSI Viewer對掃描所得的101幅單能量圖像（40～140 keV，間隔10 keV）進(jìn)行能譜分析。為保證感興趣區(qū)（region of interest，ROI）勾畫的準(zhǔn)確性并減小誤差，本組病例排除了短徑＜5 mm的淋巴結(jié)及明確良性的鈣化淋巴結(jié)，避開壞死及血管區(qū)域，分別選取原發(fā)灶、淋巴結(jié)最大截面及其上下兩個層面作為ROI。根據(jù)公式λHu=（CT40keV－CT100keV）/60 keV分別計算原發(fā)灶及淋巴結(jié)ROI的能譜曲線斜率三次，并計算出平均值；根據(jù)公式斜率比值λHu=λHu1/λHu2（λHu1和λHu2分別代表淋巴結(jié)和原發(fā)病灶的能譜曲線斜率）計算淋巴結(jié)斜率與原發(fā)病灶斜率的比值。

1.4 手術(shù)病理分析及分組

參照Mountain-Dressler區(qū)域淋巴結(jié)分區(qū)系統(tǒng)，將區(qū)域淋巴結(jié)分為14個區(qū)[6]；胸外科手術(shù)醫(yī)生于術(shù)前復(fù)閱患者的胸部CT圖像，對清掃各區(qū)域淋巴結(jié)進(jìn)行標(biāo)記。手術(shù)標(biāo)本經(jīng)10%中性福爾馬林溶液固定，石蠟包埋、切片，經(jīng)蘇木精-伊紅染色，然后由具有10年以上病理診斷經(jīng)驗的醫(yī)生閱片診斷。結(jié)合手術(shù)記錄，病理診斷的結(jié)果為右肺病變35例，左肺病變24例；其中腺癌36例，鱗癌23例。按淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)將其分為轉(zhuǎn)移組與未轉(zhuǎn)移組，59例NSCLC患者自手術(shù)清除淋巴結(jié)共96枚，其中轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)31枚，未轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)65枚（表1）。

表1 轉(zhuǎn)移組及未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)在各分區(qū)的分布情況（枚）

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

以組織病理學(xué)結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，計算CT形態(tài)學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性。

利用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料用率表示，進(jìn)行χ2檢驗，計量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，進(jìn)行獨立樣本t檢驗。采用ROC曲線分析，確定λHu比值鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的最佳臨界值，并計算采用該臨界值診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性。檢驗水準(zhǔn)α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 CT形態(tài)學(xué)診斷結(jié)果

本研究中共96枚淋巴結(jié)，短徑范圍為5～24 mm，中位值為9.5 mm。轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)31枚，短徑范圍為7～24 mm，中位值為12 mm；未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)65枚，短徑范圍為5～15 mm，中位值為8 mm（圖1和圖2）。其中小于10 mm的轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)7枚（22.6%，7/31）；大于10 mm的未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)22枚（33.8%，22/65）。本研究以淋巴結(jié)橫切面短徑≥10 mm為診斷標(biāo)準(zhǔn)，其診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感性為87.1%，特異性為61.5%（表2），準(zhǔn)確性為69.8%。

2.2 能譜曲線分析結(jié)果

本研究中的96枚淋巴結(jié)及59個原發(fā)病灶均行GSI viewer能譜曲線分析（表3）。轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)（31枚）能譜曲線斜率與原發(fā)灶（17灶）能譜曲線斜率之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)（65枚）與原發(fā)灶（42灶）能譜曲線斜率之間差異具有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（p＜0.05）；轉(zhuǎn)移組與未轉(zhuǎn)移組的斜率比值λHu之間的差異具有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（p＜0.05）。以約登指數(shù)最大的切點為臨界點（0.549），確定斜率比值λHu診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)的最佳臨界值為1.31，曲線下面積（area under the curve，AUC）為 0.789，此值診斷的敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為64.6%、90.3%和82.0%（圖3）。

3 討論

肺癌淋巴結(jié)分期一直是備受臨床醫(yī)生關(guān)注的問題，其影響NSCLC患者治療方案的選擇及預(yù)后評價；對于不伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的患者，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移便成為決定治療方案的關(guān)鍵因素，N2期、N3期患者不首選單純手術(shù)治療，推薦采用化療、手術(shù)及術(shù)后放療的綜合治療方案[13-14]。目前最常用的檢查手段為胸部螺旋CT掃描，根據(jù)淋巴結(jié)的形態(tài)學(xué)表現(xiàn)鑒別其良惡性；在以淋巴結(jié)直徑≥10 mm作為判定淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)時，診斷的敏感性、特異性分別為51%和85%，提示該診斷標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性，因為部分短徑＜10 mm的淋巴結(jié)也可能存在轉(zhuǎn)移，而增大的淋巴結(jié)則不一定存在轉(zhuǎn)移[7，14]。本研究以淋巴結(jié)短徑≥10 mm作為判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)，得出的診斷敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為87.1%、61.5%和69.8%。在經(jīng)病理證實的結(jié)果中，7枚（22.6%）轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)的短徑＜10 mm；2.3.8%）未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)的短徑＞10 mm，表明CT形態(tài)學(xué)診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)存在很大的局限性。近年來，多位學(xué)者提出CT灌注成像、MRI、PET-CT有助于鑒別淋巴結(jié)的良惡性，但CT灌注成像的輻射劑量大、MRI的空間分辨率低、PET-CT的假陽性率高及價格昂貴等缺點限制了它們的應(yīng)用[8，13-14]。

表3 轉(zhuǎn)移組與未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)、原發(fā)灶能譜曲線斜率的比較

能譜CT成像以瞬時雙kVp切換為特性，采用單X線球管瞬時進(jìn)行高低能切換的成像方式，在0.5 ms內(nèi)實現(xiàn)80～140 kVp的高速切換，可獲得一系列特定能量水平的CT圖像，即單能量（keV）圖像。其與常規(guī)CT（kVp）圖像比較，能夠有效規(guī)避射線的硬化效應(yīng)，在每一個單能量水平都對應(yīng)得到一個精確的CT值，從而形成CT值隨keV值變化的能譜衰減曲線。不同能量水平的CT值即反映了淋巴結(jié)在不同能量水平下的質(zhì)量吸收系數(shù)，而能譜衰減曲線就反映了質(zhì)量吸收系數(shù)隨能量變化的關(guān)系[15-17]。因能量較高時X線衰減系數(shù)隨keV的變化不大，常用40～100 keV之間X線衰減系數(shù)（Hu）的變化來代表能譜曲線的斜率[16]。本研究便是通過計算40～100 keV之間能譜曲線的λHu代表曲線斜率；另外，因注射造影劑與體循環(huán)時間間隔不同可導(dǎo)致CT值的差別，為了減小這種誤差[18]，本研究采用淋巴結(jié)斜率與對應(yīng)原發(fā)灶斜率的比值λHu，在轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)與未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)之間進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。

在物理學(xué)上，不同物質(zhì)都有獨特的能譜曲線；在醫(yī)學(xué)上，能譜曲線形狀類似或走行一致則反映具有同樣的結(jié)構(gòu)及病理類型[15-17，19]。惡性腫瘤細(xì)胞從原發(fā)灶脫落后黏附于基底膜，降解細(xì)胞外基質(zhì)，侵入血管和淋巴管進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)，并在特定部位通過細(xì)胞增殖和血管生成的方式形成轉(zhuǎn)移灶。因此，惡性腫瘤轉(zhuǎn)移灶（包括轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)）的病理生理特征、影像學(xué)表現(xiàn)等均與原發(fā)腫瘤類似，導(dǎo)致兩者的能譜曲線特性也類似[20]。本研究對59例患者96枚淋巴結(jié)的分析結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)的能譜曲線斜率與原發(fā)灶能譜曲線斜率之間的差異無顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.627），體現(xiàn)出轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與肺癌原發(fā)灶的同源性；未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)的能譜曲線斜率則顯著高于原發(fā)灶的曲線斜率（P=0.000），同理提示未轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與原發(fā)灶不具有同源性，這些均與既往文獻(xiàn)報道相符[20]。Li等[18]對38例頸部腫瘤患者的分析顯示，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與原發(fā)灶的能譜曲線斜率比值為（0.92±0.09），未轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與原發(fā)灶的能譜斜率比值為（0.72±0.08），兩者間的差異具有非常顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000）。本研究同樣分析了NSCLC縱隔淋巴結(jié)與原發(fā)灶的能譜曲線斜率比值λHu，顯示該比值在轉(zhuǎn)移組（1.05±0.26）與未轉(zhuǎn)移組（1.54±0.59）之間的差異有非常顯著的統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.000），而且前者的比值更接近于1.00，表明轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與肺癌原發(fā)灶具有同源性。另外，本研究得出斜率比λHu鑒別NSCLC縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的最佳臨界值為1.31，而該點的診斷敏感性、特異性和準(zhǔn)確性分別為64.6%、90.3%和82.0%，其特異性及準(zhǔn)確性均明顯高于同組淋巴結(jié)經(jīng)單純CT形態(tài)學(xué)診斷標(biāo)準(zhǔn)獲得的數(shù)據(jù)（分別為61.5%和69.8%），表明能譜曲線分析可以提高淋巴結(jié)良惡性診斷的特異性，有望成為CT形態(tài)學(xué)診斷的重要補充，從而提高NSCLC術(shù)前淋巴結(jié)分期的準(zhǔn)確性，指導(dǎo)臨床治療方案的制定。

不過，本研究尚存在一定的局限性。首先，為保證ROI選取的準(zhǔn)確性，本研究的病例排除了肺內(nèi)非實性結(jié)節(jié)及短徑（＜5 mm）的淋巴結(jié)，因此，缺少針對此部分病例及淋巴結(jié)的分析數(shù)據(jù)，有待在今后的研究中予以補充；其次，本研究僅分析了能譜曲線斜率，尚需要擴大樣本量對病變的碘含量及水含量等定量參數(shù)開展進(jìn)一步的研究。

綜上所述，能譜CT作為一種新興技術(shù)，具有多參數(shù)成像及定量分析的優(yōu)勢，其在臨床中的應(yīng)用越來越廣泛，也為臨床治療方案的選擇及患者 預(yù)后的預(yù)測等提供了更有利的技術(shù)支撐。

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