雙能量CT定量參數(shù)對(duì)喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的定性評(píng)估價(jià)值

瞿姣 張夢(mèng)梅 鄭凌琳 趙衛(wèi) 高潔 楊亞英

昆明醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科（昆明650032）

喉癌是頭頸部最常見(jiàn)惡性腫瘤之一，鱗癌多見(jiàn)（約95%～98%），聲門(mén)上型喉癌易發(fā)生淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移［1］，且淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是喉癌及下咽癌預(yù)后不良的獨(dú)立指標(biāo)［2］。CT 對(duì)頭頸部鱗癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的診斷具有較高的靈敏度，但常規(guī)CT 通過(guò)形態(tài)學(xué)特征診斷喉癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移存在不足與局限性；而雙能量CT 在顯示病變形態(tài)學(xué)特征的同時(shí)可提供多種定量分析方法，能夠?yàn)榧膊〉脑\斷與鑒別提供更多有價(jià)值的信息，在頭頸部病變的診斷與鑒別診斷中已有研究報(bào)道［3-4］，但對(duì)于喉癌頸部淋巴結(jié)性質(zhì)的判斷研究少見(jiàn)。本文通過(guò)比較喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率，旨在探討雙能量CT 定量參數(shù)診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料納入2014年10月至2019年2月我院符合以下條件的喉癌患者：（1）術(shù)前1 周內(nèi)行喉部雙能量CT 增強(qiáng)掃描。（2）檢查前未接受任何治療。（3）同時(shí)行喉部開(kāi)放性手術(shù)及頸淋巴結(jié)清掃術(shù)，具有完整手術(shù)記錄及病理結(jié)果。排除因呼吸、運(yùn)動(dòng)偽影等導(dǎo)致圖像質(zhì)量無(wú)法滿(mǎn)足診斷要求者。最終40 例喉癌患者、90 枚淋巴結(jié)（轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)47 枚，非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)43 枚）納入研究。男39 例，女1 例，年齡41～83 歲，平均（57.8 ± 8.0）歲。本研究獲得受試者知情同意，病例均經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)。

1.2 檢查方法采用德國(guó)西門(mén)子第二代炫速雙源CT（SOMATOM Definition；Siemens Healthcare，F(xiàn)orchheim，Germany）行頸部平掃及動(dòng)脈期雙能量掃描。掃描范圍自顱底至頸根部，平靜呼吸時(shí)掃描。CT平掃參數(shù)：管電壓100 kV，開(kāi)啟CARE kV 及CARE Dose 4D 模式，層厚1 mm，層間距0.7 mm。雙能量增強(qiáng)掃描：使用雙筒高壓注射器以流率3.0 mL/s 經(jīng)肘靜脈注入對(duì)比劑碘海醇（含碘370 mgI/mL），總量1.2 mL/kg 體質(zhì)量，跟注生理鹽水30 mL。采用對(duì)比劑示蹤法（Bolus tracking）觸發(fā)掃描，觸發(fā)點(diǎn)放置于舌骨層面頸動(dòng)脈，觸發(fā)閾值為100 HU，延遲5 s行動(dòng)脈期雙能量掃描。掃描參數(shù)：A 球管管電壓80 kV，管電流230 mA；B 球管管電壓Sn140 kV，螺距0.8，矩陣512×512，F(xiàn)OV：207 mm。

1.3 圖像后處理及分析由兩名頭頸組影像診斷醫(yī)師在不知道病理結(jié)果的情況下獨(dú)自測(cè)量原發(fā)灶及淋巴結(jié)動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率并將測(cè)量值的均值用于各組間的比較分析，操作如下：將動(dòng)脈期80 kV 及Sn140 kV 兩組薄層圖像（層厚1.0 mm）同時(shí)調(diào)入Siemens syngo MMWP 工作站“Dual-Energy”軟件中，分別選擇“Liver VNC”及“Monoenergetic”模式得到動(dòng)脈期碘圖及40 ～190 keV 能量水平下的能譜曲線(xiàn)，利用工具軟件在病變最大層面及淋巴結(jié)實(shí)性部分定義圓形或橢圓形ROI 以測(cè)量碘濃度（IC），利用公式λHU=（CT40keV -CT100keV）/60 計(jì)算喉癌原發(fā)灶與目標(biāo)淋巴結(jié)的能譜曲線(xiàn)斜率（λHU）。ROI 面積約為病灶或淋巴結(jié)實(shí)性成分最大面積的2/3，避開(kāi)骨骼、血管、壞死囊變區(qū)、偽影及病灶邊緣；每個(gè)病灶分別測(cè)量3 次并取平均值作為各自的測(cè)量結(jié)果。

1.4 淋巴結(jié)的影像與病理對(duì)照采用2002年美國(guó)癌癥聯(lián)合委員會(huì)（American joint committee on cancer，AJCC）頸部淋巴結(jié)Ⅶ區(qū)法分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)［5］，由影像科高年資醫(yī)生對(duì)術(shù)前CT 圖像上的淋巴結(jié)進(jìn)行分區(qū)標(biāo)記，記錄淋巴結(jié)分區(qū)及順序，與術(shù)后各區(qū)淋巴結(jié)的病理結(jié)果一一對(duì)應(yīng)。病理結(jié)果提示該區(qū)淋巴結(jié)均為轉(zhuǎn)移或均無(wú)轉(zhuǎn)移即納入研究，不完全轉(zhuǎn)移即排除。耳鼻喉科醫(yī)生采用該頸部淋巴結(jié)分區(qū)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)淋巴結(jié)分區(qū)送病檢。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 23.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率為計(jì)量資料，應(yīng)用Shapiro-wilk 檢驗(yàn)對(duì)參數(shù)行正態(tài)性檢驗(yàn)，服從正態(tài)分布則使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示并采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較轉(zhuǎn)移組與非轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)、喉癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期IC 及λHU的差異。繪制受試者工作特征曲線(xiàn)（ROC）并計(jì)算曲線(xiàn)下面積（area under curve，AUC），以Youden 指數(shù)最大對(duì)應(yīng)值為診斷閾值評(píng)價(jià)動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率對(duì)喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的診斷效能。P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期IC 及λHU的比較轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組動(dòng)脈期碘濃度高于非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組（t=5.04，P＜0.001）；轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組動(dòng)脈期λHU亦高于非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組（t= 2.78，P=0.007）（圖1- 3）。ROC 曲線(xiàn)顯示動(dòng)脈期IC 及λHU診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的曲線(xiàn)下面積（AUC）分別為0.77 和0.67（P＜0.05，圖4）。以動(dòng)脈期碘濃度1.85 mg/mL 為臨界值診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的靈敏度及特異度分別為80.9%及65.1%，Youden 指數(shù)為0.46；以能譜曲線(xiàn)斜率2.15 為臨界值診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的靈敏度及特異度分別為57.4%及72.1%，Youden 指數(shù)為0.30（表1）。

2.2 喉癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期IC 及λHU的比較獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)示40 例喉癌原發(fā)灶與47枚轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期碘濃度分別（2.27 ± 0.43）mg/mL 及（2.29 ± 0.50）mg/mL，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；喉癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期能譜曲線(xiàn)均呈遞減型（圖1C、1D）；兩組間動(dòng)脈期λHU分別為（2.43 ± 0.50）及（2.38 ± 0.71），差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3 討論

圖1 喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的動(dòng)脈期IC 及λHUFig.1 The IC and λHU of the metastatic cervical lymph nodes in laryngeal carcinoma in arterial phase

圖2 喉癌非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的動(dòng)脈期IC 及λHUFig.2 The IC and λHU of the non-metastatic cervical lymph nodes in laryngeal carcinoma in arterial phase

表1 喉癌淋巴結(jié)動(dòng)脈期IC 和λHU的ROC 曲線(xiàn)分析、診斷閾值及靈敏度、特異度Tab.1 ROC curve analysis of IC and λHU in arterial phase for the dignosis of metastatic cervical lymph nodes

圖3 轉(zhuǎn)移與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期IC 和λHU的比較Fig.3 Comparisons of IC and λHU between the metastatic and the non-metastatic cervical lymph nodes

圖4 動(dòng)脈期IC 及λHU診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的ROC 曲線(xiàn)Fig.4 ROC curve of IC and λHU for the diagnosis of metastatic lymph nodes

傳統(tǒng)影像學(xué)方法鑒別淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是通過(guò)觀(guān)察淋巴結(jié)的大小、形態(tài)、強(qiáng)化特征及是否伴有壞死、結(jié)外侵犯等［6］，淋巴結(jié)異常聚集、短徑≥10 mm、呈圓形、伴有壞死或結(jié)外侵犯等征象常提示轉(zhuǎn)移；但淋巴結(jié)也可因增生、炎癥而腫大，而部分小淋巴結(jié)亦存在轉(zhuǎn)移［6］，因此通過(guò)常規(guī)CT形態(tài)學(xué)表現(xiàn)診斷轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)存在一定的不足。雙能量CT 運(yùn)用高低能量同時(shí)掃描，不但能獲取圖像質(zhì)量類(lèi)似于常規(guī)單能量掃描的混合能量圖像，還可通過(guò)多種后處理方式實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離和能譜成像，由此產(chǎn)生的多個(gè)定量參數(shù)能為淋巴結(jié)的定性分析提供更豐富的信息［7-10］。

腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)淋巴結(jié)后誘導(dǎo)新生血管形成，使淋巴結(jié)的組織結(jié)構(gòu)、微血管密度及血供發(fā)生改變［9］。碘是CT 增強(qiáng)對(duì)比劑的主要成分，通過(guò)定量淋巴結(jié)內(nèi)碘濃度，可有效地反映淋巴結(jié)的強(qiáng)化程度及血供情況［11］。雙能量CT 碘圖能客觀(guān)定量反映淋巴結(jié)內(nèi)碘含量并可測(cè)量感興趣區(qū)碘濃度，碘濃度（mg/mL）直接定量每個(gè)體素中碘的含量，在反映病變血供方面較碘覆蓋值（Overlay 值）更有價(jià)值［8］，可無(wú)創(chuàng)性反應(yīng)腫瘤內(nèi)血供狀況并進(jìn)行淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的預(yù)測(cè)［12］，既往已有研究表明來(lái)源于肺及婦科惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的碘濃度存在顯著差異［9］。本研究利用動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率鑒別喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)和非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，結(jié)果顯示，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期碘濃度高于非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，與LIU 等［7］的研究結(jié)果相符，可能與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)內(nèi)血管數(shù)量增加，腫瘤新生血管內(nèi)皮細(xì)胞不完整，血管通透性增加，增強(qiáng)后腫瘤血管內(nèi)外間隙對(duì)比劑容量均增加有關(guān)［13］。能譜曲線(xiàn)的差異可用曲線(xiàn)斜率定量評(píng)估，能譜曲線(xiàn)斜率的大小反映了不同病變和組織的質(zhì)量吸收系數(shù)隨能量變化的幅度，因不同物質(zhì)對(duì)X 線(xiàn)衰減系數(shù)不同，因此每一種物質(zhì)都有其特有的能譜曲線(xiàn)。本組中，轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)動(dòng)脈期λHU高于非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，與LIANG等［2］的研究結(jié)果相符，可能與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)具有較高的碘濃度有關(guān)［7］。本研究進(jìn)一步顯示：動(dòng)脈期碘濃度對(duì)喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的診斷效能較高，且進(jìn)一步得出了IC 和λHU診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的閾值和相應(yīng)的診斷效能：以IC=1.85 mg/mL 為閾值診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的靈敏度較高（80.9%），以λHU=2.15 為臨界值診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的特異性中等（72.1%），IC 和λHU二者可相互補(bǔ)充。此外，本組中喉癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的能譜曲線(xiàn)均呈遞減型且二者的動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示喉癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)之間存在同源性。

本研究旨在探討雙能CT 定量參數(shù)診斷喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的價(jià)值，故而未分析轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)形態(tài)學(xué)特征，病例數(shù)尚不足，有待于擴(kuò)大樣本量研究。研究中以淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和非轉(zhuǎn)移分組，未對(duì)非轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)中正常淋巴結(jié)、反應(yīng)性增生淋巴結(jié)等進(jìn)行分組比較，僅將病理提示該區(qū)淋巴結(jié)均為轉(zhuǎn)移或均無(wú)轉(zhuǎn)移者納入研究，淋巴結(jié)數(shù)量相對(duì)較少，影像與病理的對(duì)應(yīng)以亞區(qū)為單位，未做到每一個(gè)淋巴結(jié)的影像與病理一一對(duì)應(yīng)，今后將進(jìn)一步深入進(jìn)行逐一對(duì)照的前瞻性研究。

綜上所述，喉癌原發(fā)灶與轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)具有同源性，雙能量CT 動(dòng)脈期碘濃度及能譜曲線(xiàn)斜率是有效的定量指標(biāo)，對(duì)于喉癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的檢出有一定的價(jià)值。