能譜CT多參數(shù)分析在評估周圍型肺腺癌病理分級中的應用價值初探

葉茗珊，鄧克學，江德勝，李 丹，韋 煒

（安徽醫(yī)科大學附屬省立醫(yī)院 CT室，安徽 合肥 230000）

肺癌是最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率和死亡率不斷增長。按病理類型，肺癌分為小細胞肺癌和非小細胞肺癌；其中非小細胞肺癌約占肺癌的75%，分為腺癌、鱗癌、大細胞癌等，其中腺癌約占50%，且比例逐年升高［1］。傳統(tǒng)CT是肺癌診斷的重要手段之一，但其主要針對肺癌進行形態(tài)學描述，存在一定的局限性。寶石能譜CT成像近些年發(fā)展迅速，比傳統(tǒng)CT，增加了多參數(shù)成像功能，可對病變行物質定量分析，在腫瘤的定性、分級和鑒別診斷中顯示出較大優(yōu)勢［2-3］。目前，國內外關于能譜CT對肺結節(jié)良惡性鑒別及病理類型區(qū)分的研究較多，而關于其對不同分化程度肺癌診斷價值的研究相對較少。文獻［4］報道，肺癌的分化程度與5年生存率基本呈正比。因此，正確評估肺癌的病理分級有助于臨床選擇適當?shù)闹委煼椒?，對預后有重要意義。本研究利用能譜CT提供的多參數(shù)成像功能，對不同病理分級肺腺癌進行定量、定性分析，比較各能譜參數(shù)的差異，探討能譜CT多參數(shù)分析在評估肺腺癌病理分級中的價值，以協(xié)助臨床治療及預后評估。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析我院2013年10月至2017年3月行能譜CT 3期增強掃描、并經手術或活檢證實的38例周圍型肺腺癌患者資料，其中男18例，女20例；年齡37～77歲，平均（60±10）歲。38例中，低分化腺癌12例，中分化22例，高分化2例，中高分化2例。將低分化組作為A組，其余作為B組。納入標準：①肺內單發(fā)結節(jié)或腫塊；②病灶密度較均勻，無較大空洞、壞死及鈣化，實性范圍足夠測量；③未行放化療及介入治療，影像資料完整。

1.2 儀器與方法 使用寶石能譜CT（GE 750）掃描，掃描前確認患者有無碘過敏史，簽署知情同意書，并進行呼吸訓練。采用高壓注射器經肘靜脈注射碘佛醇（370 mgI/mL），劑量1.5 mL/kg體質量，流率3.0 mL/s，管電流最大限值260 mA，層厚、層距均為5mm。采用能譜CT成像模式，分別于注射對比劑后30、60、90 s行動脈期、靜脈期、延遲期掃描。

1.3 數(shù)據(jù)處理 將掃描獲得的單能量圖像行1.25mm薄層重建，并傳至ADW4.6工作站，使用能譜分析軟件對圖像行多參數(shù)測量并記錄數(shù)據(jù)。將ROI置于病灶中強化較均勻的實性區(qū)，避開空洞、壞死、鈣化區(qū)域，范圍盡可能取大，并確保3期圖像中病灶ROI測量位置及范圍基本一致，將每個病灶在相鄰3個層面上分別測量1次，取其平均值。胸主動脈或鎖骨下動脈ROI置于病灶同層面的血管管腔中央。測量3期掃描所有病灶ROI在40～90 keV（間隔10 keV）條件下對應的CT值、碘含量及有效原子序數(shù)（effective atomic number，Eff-Z），繪制病灶的能譜曲線，計算能譜曲線的斜率，斜率=［CT值（40 keV）-CT值（90 keV）］/50。計算病灶ROI的標準化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC）：NIC=病灶碘含量/同一層面胸主動脈或鎖骨下動脈內碘含量（圖1～3）。

1.4 統(tǒng)計學分析 采用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件，2組間數(shù)據(jù)比較行兩獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。繪制ROC曲線，計算曲線下面積（area under curve，AUC），分析各指標診斷效能，并通過約登指數(shù)選擇相應最佳診斷閾值。

2 結果

2.1 能譜CT多參數(shù)分析（表1～3） 3期增強掃描中，2組病變的能譜曲線均呈遞減趨勢，且40～90 keV段差異較顯著（圖4）。動脈期2組NIC、能譜曲線斜率及Eff-Z差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）；靜脈期2組NIC、能譜曲線斜率及Eff-Z差異均無統(tǒng)計學意義（均 P＞0.05）；延遲期2組NIC、能譜曲線斜率及Eff-Z差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05）。

2.2 各參數(shù)診斷效能 動脈期的NIC值、能譜曲線斜率及Eff-Z三者的AUC均＞0.5（表4），表明動脈期能譜CT參數(shù)對鑒別腺癌分化程度具有一定的應用價值。

3 討論

近年來能譜CT作為一種新型的成像技術，通過對X線管和探測器的不斷革新，利用瞬時能量切換技術，生成40～140 keV連續(xù)的101個單能量圖像，能夠對病灶進行多參數(shù)及定量分析［5-6］。

表1 動脈期2組能譜CT掃描各參數(shù)比較（±s）

表1 動脈期2組能譜CT掃描各參數(shù)比較（±s）

注：A組，低分化組；B組，中、高分化組。NIC，標準化碘濃度；Eff-Z，有效原子序數(shù)。

組別 NIC 能譜曲線斜率 Eff-Z A組（n=12） 0.11±0.04 1.05±0.55 8.06±0.21 B組（n=26） 0.19±0.10 1.78±0.93 8.39±0.38 t值 －3.143 －3.013 －2.700 P值 0.003 0.005 0.010

表2 靜脈期2組能譜CT掃描各參數(shù)比較（±s）

表2 靜脈期2組能譜CT掃描各參數(shù)比較（±s）

組別 NIC 能譜曲線斜率 Eff-Z A組（n=12） 0.30±0.09 1.88±0.72 8.39±0.27 B組（n=26） 0.32±0.14 2.37±1.07 8.63±0.39 t值 －0.503 －1.442 －1.884 P值 0.618 0.158 0.068

表3 延遲期2組能譜CT掃描各參數(shù)比較（±s）

表3 延遲期2組能譜CT掃描各參數(shù)比較（±s）

組別 NIC 能譜曲線斜率 Eff-Z A組（n=12） 0.49±0.12 1.86±0.58 8.44±0.22 B組（n=26） 0.48±0.20 2.28±0.98 8.57±0.35 t值 0.155 －1.632 －1.155 P值 0.878 0.112 0.256

表4 動脈期2組能譜參數(shù)ROC曲線分析

碘是CT對比劑內的主要成分，增強掃描后，血管內的主要介質為高密度碘，病灶 ROI內的碘濃度直接反映了其血液供應狀態(tài)。計算NIC避免了不同個體間因對比劑用量、血供不同等造成的碘濃度差異。文獻［7］報道NIC與血供基本成正比。

單能量圖像的CT值反映的是某一能量下X線穿透待檢組織后產生的衰減值，在二維坐標系中將不同單能量圖像的CT值與其對應能量值構成的點連線即得到能譜曲線。本研究中低分化組與中、高分化組的能譜曲線均隨能量的增加而呈下降趨勢，在低能量水平變化較大，這是因為X線能量越低，其吸收系數(shù)越大，衰減量越多，而隨著能量增加，2條曲線逐漸靠近、重疊，這與部分文獻［8］報道基本一致。能譜曲線斜率反映了能譜曲線衰減的差異，物質組成不同，斜率也存在差異。

圖1 女，61歲，右肺上葉低分化腺癌，圖1a～1d依次為能譜曲線圖、70 keV單能量圖、碘基值圖及有效原子序數(shù)圖

圖2 女，57歲，左肺上葉中分化腺癌，圖2a～2d依次為能譜曲線圖、70 keV單能量圖、碘基值圖及有效原子序數(shù)圖

圖3 男，39歲，左肺下葉高分化腺癌，圖3a～3d依次為能譜曲線圖、70 keV單能量圖、碘基值圖及有效原子序數(shù)圖

圖4 3組能量衰減曲線（40～140 keV），圖4a～4c分別為動脈期、靜脈期和延遲期

腺癌是周圍型肺癌中最常見組織學類型，其組織學特點是腺樣分化，表現(xiàn)為病灶內形成分化成熟的腺泡狀、管狀或乳頭狀結構等。上述分化特點在較高分化中表現(xiàn)較明顯，較低分化中表現(xiàn)不明顯，且多出現(xiàn)在實性區(qū)域［9］。本研究中，動脈期B組NIC值及能譜曲線斜率均高于A組。文獻［10-11］報道，腫瘤惡性程度與腫瘤血管的生長速度、血供呈正比。低分化病灶雖為富血供病變，但由于惡性程度高，血管生長速度快，病灶內的新生血管分布不規(guī)則，且病灶內可能含有更多壞死和實性成分，導致其血供稍低于中、高分化病灶。這與楊亮等［12-13］研究結論相似。本研究中各參數(shù)僅動脈期差異有統(tǒng)計學意義，推測動脈期參數(shù)與病灶供血血管豐富程度及血流量可能更加相關［14］。

Eff-Z是引申自原子序數(shù)，假定某一元素對X線質量衰減系數(shù)同于某化合物，則該元素的原子序數(shù)即為該物質的Eff-Z?？衫肊ff-Z鑒別一些密度與CT值較接近的物質成分［15］。本研究中，僅動脈期A組Eff-Z值小于B組，這可能由于分化程度不同，癌組織內物質成分組成、密度大小及細胞代謝活性等方面存在差異，使得在相同能量水平的質量衰減系數(shù)不同，繼而獲得不同的有參考意義的Eff-Z。

Iwano等［16］收集肺癌60例，利用能譜CT研究病灶碘含量與肺癌分化程度之間的關系，得出高分化肺癌的碘含量高于低分化組的結論；該研究雖未對具體病理類型進行區(qū)分，但與本研究得出的動脈期A組NIC低于B組，靜脈期、延遲期相似的結論相近。說明能譜CT參數(shù)對評估肺癌病理分級的價值還有待進一步探討。低分化周圍型肺腺癌有以下CT征象：瘤體直徑＞3 cm，形態(tài)欠規(guī)則，實性成分較多，有毛刺征、深分葉征或胸膜凹陷征等［17-18］。能譜CT具有圖像清晰和多參數(shù)分析功能，應將CT征象與能譜CT參數(shù)結果相結合，綜合評估肺腺癌的病理分級。

本研究不足：①樣本量較少；②對ROI的選擇存在一定的人為誤差；③選擇實性病灶進行測量，剔除了肺磨玻璃樣密度灶，但文獻［19］報道磨玻璃成分所占比例越高，肺癌分化程度越高，這使得病例選擇具有一定局限性。

綜上所述，能譜CT的多參數(shù)分析功能在評估肺癌病理分級中的應用價值處于初級研究階段，還應進行更精細、更系統(tǒng)化及大樣本研究，以促進其在臨床上的應用，為臨床治療方法的選擇及預后評估提供更多參考價值。

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