基于能譜CT碘基圖及能譜曲線對(duì)非小細(xì)胞肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)的評(píng)價(jià)

韓綺嘉 何冠霏 何麗婷

肺癌屬于常見(jiàn)惡性腫瘤疾病，在惡性腫瘤死亡病因上高居首位。2014年美國(guó)某調(diào)查指出，肺癌在男性惡性腫瘤疾病死亡率中約為28%，而女性中約為26%[1]。肺癌在近幾年的治療取得了很大進(jìn)步，但5年生存率依舊較低，僅為14%～18%[2]。非小細(xì)胞肺癌(NSCLC)作為比較特殊的類(lèi)型，根據(jù)其分期不同，采取的治療方案也不同，其中Ⅰ、Ⅱ期可實(shí)施手術(shù)治療，但Ⅲ、Ⅳ期喪失手術(shù)時(shí)機(jī)，需化療或放療處理[3-5]。基于此，針對(duì)非小細(xì)胞肺癌患者盡早診斷與治療十分關(guān)鍵。非小細(xì)胞肺癌有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移對(duì)分期判斷有影響，相應(yīng)也會(huì)對(duì)治療造成影響，因此需盡早明確診斷。寶石能譜CT(Gemstone Spectral Imaging,GSI)利用高純度與高通透性寶石作探測(cè)器材料，加上影像鏈采樣率提高，專(zhuān)有高清算法使其具有最佳空間分辨率、密度分辨率及能譜成像等特點(diǎn)，是CT成像領(lǐng)域的一項(xiàng)新技術(shù)，以更精準(zhǔn)的CT值來(lái)反映物質(zhì)的本質(zhì)，目前在腫瘤定性與定位及分期判定上有著較好的指導(dǎo)價(jià)值[6]。為了進(jìn)一步探討寶石能譜CT對(duì)非小細(xì)胞肺癌術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)的應(yīng)用價(jià)值，本實(shí)驗(yàn)對(duì)收治的90例肺癌患者實(shí)施了能譜CT研究，對(duì)非小細(xì)胞肺癌以及肺門(mén)縱膈淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的碘基圖、有效原子序數(shù)(Effective Z Value，EffZ)、能譜曲線特征進(jìn)行分析，以評(píng)估能譜CT成像技術(shù)在肺癌術(shù)前診斷的應(yīng)用效果[1-3,6-7]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2015年1月—2018年4月首診為非小細(xì)胞肺癌行寶石能譜CT檢查的患者作為研究對(duì)象，納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床資料完整；愿意配合研究，簽署知情同意書(shū)；接受肺癌手術(shù)并行淋巴結(jié)清掃，術(shù)后病理確診為非小細(xì)胞肺癌。納入研究者必須符合以下條件:①首次發(fā)現(xiàn)肺癌并伴有淋巴結(jié)腫大;②無(wú)其他惡性腫瘤病史;③淋巴結(jié)短徑>10 mm，必須經(jīng)病理證實(shí);④患者行CT 掃描前未經(jīng)放化療治療;⑤淋巴結(jié)壞死或鈣化者除外。排除標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)臨床治療后的肺占位性病變；肺轉(zhuǎn)移瘤，甲狀腺功能亢進(jìn)，糖尿病，對(duì)比劑過(guò)敏史，心、肝、腎功能不全者；其他部位惡性疾病者。最終將90例患者納入研究對(duì)象，男60例、女30例；年齡32～79歲，平均(63.9±4.3)歲；90例患者中無(wú)明顯癥狀17例，有癥狀73例，主要表現(xiàn)為咳嗽、咳痰、胸痛及痰中帶血等。

1.2 檢查方法

本次研究所用的寶石能譜CT為GE Discovery CT 750HD型，經(jīng)能譜掃描模式下實(shí)施增強(qiáng)CT掃描，采取高壓注射器進(jìn)行肘靜脈團(tuán)注，先以速率3.0 mL/s注射生理鹽水25 mL，隨后以相同速率注入非離子型對(duì)比劑，劑量320 mg/mL。其他參數(shù)包括準(zhǔn)直器寬度40 mm、瞬間切換80～140 kVp、自動(dòng)毫安、層厚與層間距5 mm、FOV 40 cm，掃描范圍從胸廓入口到肺底。掃描結(jié)束后對(duì)圖像進(jìn)行分析，原始數(shù)據(jù)按照重建層厚1.25 mm圖像集處理，傳輸?shù)紾E Healthcare AW 4.6后處理工作站，交由二名主治及以上級(jí)別影像專(zhuān)業(yè)醫(yī)師測(cè)評(píng)，在未告知他們病理結(jié)果前提下同時(shí)進(jìn)行分析判斷。

1.3 判斷方法

在原發(fā)占位性病變及腫大轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的最大截面中央，避開(kāi)鈣化及壞死區(qū)，選取感興趣區(qū)。測(cè)量感興趣區(qū)不同單能量水平的CT值、碘密度及有效原子序數(shù)。測(cè)量不同性質(zhì)淋巴結(jié)標(biāo)準(zhǔn)化碘密度，測(cè)量并計(jì)算感興趣區(qū)能譜曲線斜率，利用受試者特征(ROC)曲線確定診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移λHu斜率比值最佳臨界值，如果原發(fā)灶與淋巴結(jié)能譜曲線斜率差值<0．2，診斷為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移灶。

1.4 觀察指標(biāo)

將手術(shù)病理結(jié)果作為參考標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)寶石能譜CT對(duì)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感性、特異性、準(zhǔn)確性，并比較轉(zhuǎn)移組與未轉(zhuǎn)移組寶石能譜曲線斜率、碘基圖含碘量、有效原子序數(shù)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 寶石能譜CT形態(tài)學(xué)結(jié)果分析

90例非小細(xì)胞肺癌患者手術(shù)后病理診斷共計(jì)淋巴結(jié)182個(gè)，短徑范圍在5～25 mm之間，平均(10.73±1.34)mm。其中轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)有59個(gè)，短徑范圍在7～25 mm之間，平均(11.89±1.05)mm；未轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)123個(gè)，短徑范圍在5～16 mm之間，平均(8.94±0.75)mm。將淋巴結(jié)橫斷面短徑≥10 mm作為本次診斷的標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)果表明寶石能譜CT診斷非小細(xì)胞肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分別為88.13%、57.72%、67.80%，見(jiàn)表1及圖1-圖3。

表1 淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組與未轉(zhuǎn)移組寶石能譜CT診斷結(jié)果和病理結(jié)果對(duì)照 n(%)

2.2 兩組碘基圖含碘量及有效原子序數(shù)的對(duì)比

轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)碘基圖含碘量高于未轉(zhuǎn)移組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；2組的有效原子序數(shù)差異沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表2及圖4。

2.3 兩組寶石能譜曲線斜率對(duì)比

隨著keV降低，對(duì)應(yīng)的CT值均呈遞增趨勢(shì)，且增加幅度也逐漸增大；隨著keV降低， 單能曲線的斜率逐漸變大， 其對(duì)應(yīng)縱坐標(biāo)的高度差異也逐漸增大。轉(zhuǎn)移組與未轉(zhuǎn)移組在λHu-Ln上比較無(wú)差異(P>0.05)，但轉(zhuǎn)移組λHu斜率比值顯著低于未轉(zhuǎn)移組(P<0.05)，見(jiàn)表3及圖5。

表2 兩組患者能譜CT含碘量比較 ±s)

注：與未轉(zhuǎn)移組相比較，1)P>0.05

表3 兩組患者寶石能譜曲線斜率比較 ±s)

注：與未轉(zhuǎn)移組相比較，1)P<0.05

圖4 碘基圖，示肺癌及肺門(mén)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)含碘量接近，高于主肺動(dòng)脈窗前方淋巴結(jié)，提示該淋巴結(jié)未轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)

圖5 能譜曲線圖，示肺癌病灶同肺門(mén)腫大轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)由于同源性曲線斜率一致，而同主肺動(dòng)脈窗前方淋巴結(jié)斜率不同，進(jìn)一步提示該淋巴結(jié)為非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)

3 討論

肺癌作為惡性腫瘤疾病，其淋巴結(jié)分期一直受到廣泛關(guān)注，同時(shí)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與否對(duì)于非小細(xì)胞肺癌治療方案選擇、預(yù)后評(píng)價(jià)都會(huì)造成不同的影響。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[7-8]指出，未伴有遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的非小細(xì)胞肺癌患者，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移成為決定治療的關(guān)鍵因素，對(duì)于晚期患者不建議單用手術(shù)治療，甚至喪失手術(shù)時(shí)機(jī)，推薦采取化療、放療及手術(shù)等綜合方案處理。過(guò)去常用的檢查手段為胸部CT掃查，根據(jù)淋巴結(jié)形態(tài)學(xué)表現(xiàn)來(lái)判斷其良性與惡性，將淋巴結(jié)直徑超過(guò)10 mm作為判斷有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)，其敏感性與特異性相對(duì)較好，但也有一定的局限型，因?yàn)椴糠侄虖讲蛔?0 mm的淋巴結(jié)也可能出現(xiàn)轉(zhuǎn)移，而增大的淋巴結(jié)未必就存在轉(zhuǎn)移，基于此在本次研究中將短徑≥10 mm作為淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)[9]。CT灌注成像、MRI等對(duì)于鑒別診斷淋巴結(jié)良惡性也有一定的價(jià)值，但CT灌注成像輻射較大，MRI空間分辨率低，導(dǎo)致臨床應(yīng)用受限。寶石能譜CT成像的空間分辨率和時(shí)間分辨率高，可以避免硬化偽影和容積效應(yīng)，還可以產(chǎn)生單能量和碘基圖像，提高病灶顯示率。能譜CT通過(guò)瞬時(shí)雙kVp(80 kvp和140 kvp)切換模式處理，且采取單X線球管瞬時(shí)高低能切換的成像方式，0.5 ms內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速切換，產(chǎn)生雙能數(shù)據(jù)，提供了物質(zhì)密度圖像和單能量圖像，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離，再此基礎(chǔ)上獲取物質(zhì)特征性的能譜曲線。近年來(lái)在全身各部位特別是腫瘤診斷及淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面有不錯(cuò)的臨床診斷價(jià)值[10]。

能譜曲線是物質(zhì)或結(jié)構(gòu)的衰減(CT 值) 隨X線能量變化的曲線，從能譜曲線上可以得到40～140 keV每個(gè)能量點(diǎn)的平均CT值和標(biāo)準(zhǔn)差。能譜曲線(CT值衰減曲線) 是由組成物質(zhì)的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)決定的，不同化學(xué)構(gòu)成的組織有不同的CT值衰減曲線，可以用CT值衰減曲線的差異來(lái)區(qū)分人體內(nèi)不同的化學(xué)成分。不同成分的物質(zhì)，其衰減曲線斜率會(huì)存在差異，而斜率相近，說(shuō)明兩者之間具有同源性。從物理學(xué)角度，每一種物質(zhì)都有其特有的有效原子序數(shù)及能譜曲線。因此，通過(guò)比較縱隔和肺內(nèi)淋巴結(jié)與原發(fā)病灶的能譜斜率、含碘量及有效原子序數(shù)判斷是否為轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，為肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的判斷提供了一種新的方法。

既往肺癌的肺門(mén)縱隔淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移CT往往以淋巴結(jié)短徑>10 mm為標(biāo)準(zhǔn)， 但這只從形態(tài)學(xué)考慮，沒(méi)有考慮內(nèi)部功能特性， 因此有很大的診斷局限性。 近年來(lái)， 能譜CT單能量圖像、 能譜曲線、 碘基圖、 有效原子序數(shù)等被越來(lái)越多地應(yīng)用于疾病的定性定量診斷。綜本研究將收治的90例首診為非小細(xì)胞肺癌的患者進(jìn)行研究，均接受術(shù)前寶石能譜CT診斷，根據(jù)有無(wú)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移分為轉(zhuǎn)移組與非轉(zhuǎn)移組，結(jié)果顯示將淋巴結(jié)橫斷面短徑≥10 mm作為本次診斷的標(biāo)準(zhǔn)，敏感性、特異性、準(zhǔn)確性分別為88.13%、57.72%、67.80%；轉(zhuǎn)移組λHu-Ln為1.84±0.87，稍低于未轉(zhuǎn)移組2.08±0.74，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但λHu斜率比值上，轉(zhuǎn)移組1.03±0.24顯著低于未轉(zhuǎn)移組1.55±0.61(P<0.05)。轉(zhuǎn)移組碘基圖的碘含量高于未轉(zhuǎn)移組(P<0.05)。病灶內(nèi)腫瘤微血管的密度及其血流量直接影響病灶的強(qiáng)化程度與強(qiáng)化模式，在淋巴結(jié)上主要表現(xiàn)為血管與淋巴管的再構(gòu)造，產(chǎn)生了與肺癌組織具有相同的瘤細(xì)胞組織。肺癌組織微血管的形成在腫瘤的轉(zhuǎn)移中起著重要的作用， 并對(duì)腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移產(chǎn)生直接影響，因此小細(xì)胞肺癌與其轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘含量、 有效原子序數(shù)、 能譜曲線較為接近。另外， 本研究還表明轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘含量高于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，這是由于碘基圖能特異性顯示碘含量， 而且轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的微血管密度程度較反應(yīng)增生性淋巴結(jié)高[11-13]。本研究結(jié)果還顯示，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的有效原子序數(shù)較反應(yīng)增生性淋巴結(jié)高，這是由于增強(qiáng)后具有較多微血管的轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘含量明顯增加， 碘比人體內(nèi)大部分物質(zhì)的有效原子序數(shù)都要高，故碘對(duì)病灶的有效原子序數(shù)的影響比重也隨之增加。 這些研究結(jié)果與文獻(xiàn)報(bào)道相符。從結(jié)果分析可以看出，寶石能譜CT診斷非小細(xì)胞肺癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)有一定的價(jià)值，特異性較高，特別是能譜曲線λHu斜率比值、碘基圖含碘量可作為一個(gè)判斷指標(biāo)。

當(dāng)然本研究也有一定的局限型，參與收集的能譜數(shù)據(jù)沒(méi)有和通層面動(dòng)脈對(duì)比進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理；其次腫大淋巴結(jié)的選擇有一定局限性；同時(shí)能譜CT對(duì)淋巴結(jié)早期轉(zhuǎn)移有一定的漏診概率,因?yàn)樵缙诹馨徒Y(jié)質(zhì)地和血供未產(chǎn)生影響,能譜曲線接近正常淋巴結(jié),導(dǎo)致假陰性出現(xiàn)，能譜信息采集誤差,亦可造成假陽(yáng)性和假陰性。相關(guān)研究還需要在以后的肺癌能譜CT檢查實(shí)驗(yàn)中進(jìn)一步分析。

綜上所述，寶石能譜CT應(yīng)用在非小細(xì)胞肺癌術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)診斷中有一定的應(yīng)用價(jià)值，其能譜曲線、碘基圖含碘量分析等定量參數(shù)有助于提高術(shù)前淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移狀態(tài)判斷準(zhǔn)確性，能為臨床診治提供一定的參考價(jià)值。