能譜CT在結(jié)直腸癌分化程度中的應(yīng)用價值研究

王書芹，朱廣輝

在所有常見的惡性腫瘤中，結(jié)直腸癌在男性病人中排名第三，女性病人中排名第二[1]。由于結(jié)直腸癌的初期病癥并不是很明顯，病人常常難以發(fā)覺，就診時已經(jīng)是中晚期，嚴重影響病人的預后,結(jié)直腸癌已經(jīng)成為嚴重影響我國人民健康的主要惡性腫瘤之一[2]。影響結(jié)直腸癌預后的因素有很多，例如TNM分期、腫瘤生長部位、術(shù)前腸梗阻情況等，其中結(jié)直腸癌分化程度也是影響病人預后的重要因素[3]。能譜CT采用最新的軟硬件及技術(shù)，在大腸癌的TNM分期等方面已有不少研究，并且在臨床診療中發(fā)揮極大的作用，具有不可估量的潛力[4-6],但是在大腸癌分化程度中卻很少有人探究。本研究旨在利用能譜CT分析不同分化程度結(jié)直腸癌中各能譜參數(shù)間的差異，從而可以術(shù)前評估結(jié)直腸癌病人的分化程度，幫助臨床提供更精準的醫(yī)學信息，更好地評價及預測病人的預后情況。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集蚌埠醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院2019年11月至2020年6月經(jīng)腸鏡及病理活檢證實的大腸癌病人50例，均在術(shù)前進行能譜CT檢查，在進行GSI掃描前均未進行手術(shù)及放化療等相關(guān)治療，且無碘劑及654-2過敏史，并于檢查后1周內(nèi)進行手術(shù)。其中男26例，女24例；年齡33～90歲；中高分化腺癌32例，低分化腺癌18例。

1.2 檢查方法 檢查前均禁食8～12 h，于檢查前一晚泡服番瀉葉20 g清潔腸道，檢查前30 min囑病人飲水800 mL左右，并適時注射654-2 10 mg，訓練病人做屏氣訓練以改善腸道蠕動，提高圖像的清晰度。然后采取256排Revolution能譜CT對病人進行全腹平掃和雙期增強掃描，掃描參數(shù)：GSI能譜掃描模式，速度158.75 mm/s，螺距0.992，探測器寬度0.625 mm×64 mm，管電流600 mA，管電壓80 kVp、140 kVp間0.5 ms瞬時切換，經(jīng)肘靜脈注射造影劑碘普羅胺，流率3.5 mL/s，劑量1.0 mL/kg，采取智能追蹤技術(shù)對腹主動脈進行CT值的監(jiān)測，監(jiān)測的閾值為120 HU，之后開始進行動脈期掃描，約30 s后進行靜脈期掃描。

1.3 圖像后處理 將圖像重建為薄層圖像，并傳至ADW4.7后處理工作站，打開GSI Viewer軟件General板塊進行觀察，并選取合適的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，勾畫ROI時要盡可能地避免壞死、囊變、鈣化區(qū)域，同時采用復制、粘貼的方法保持ROI的面積、形狀、位置一致。由3名有經(jīng)驗的放射科醫(yī)生互盲分別進行ROI的畫取，每位醫(yī)生在感興趣病灶的最優(yōu)層面及其上下層面分別進行測量并取平均值，在自動生成的相關(guān)能譜圖像中獲取病灶的碘基值(IC)、水濃度、有效原子序數(shù)(Eff-Z),同時在畫取ROI最佳層面上測量主動脈及髂血管的單能量IC作為標準參照值，并且手動計算該病灶的標準化碘濃度(NIC),NIC=病灶碘濃度/同層面主動脈或髂血管的碘濃度，以及能譜曲線斜率(K),K=[CT(40 keV)-CT(100 keV)]/(100 keV-40 keV)。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用t檢驗、χ2檢驗和ROC曲線分析。

2 結(jié)果

2.1 低分化組、中高分化組臨床病理特點及能譜參數(shù)比較 2組性別、年齡、腫瘤生長部位、T分期差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，低分化組腫瘤的淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移高于中高分化組(P<0.05)(見表1)。2組動脈期IC、NIC、水濃度、Eff-Z、K及靜脈期水濃度、Eff-Z差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),低分化組靜脈期IC、NIC、K均高于中高分化組(P<0.05)(見表2、3)。

表1 結(jié)直腸癌低分化組與中高分化組臨床病理特征比較(n)

表2 動脈期結(jié)直腸癌低分化組與中高分化組能譜參數(shù)比較

表3 靜脈期結(jié)直腸癌低分化組與中高分化組能譜參數(shù)比較

2.2 ROC曲線分析 靜脈期IC、NIC、K診斷結(jié)直腸癌分化程度的曲線下面積(AUC)(95%CI)分別為0.77(0.64～0.90)、0.81(0.69～0.93)、0.79(0.66～0.92)，當靜脈期IC的閾值為18.31(100 μg/mL)時，敏感度和特異度分別為88.3%、62.5%；當靜脈期NIC診斷臨界值為0.56時，敏感度和特異度分別為83.3%、75.0%；當靜脈期K閾值為2.07，敏感性和特異度為88.9%、68.7%。

2.3 典型病例 病例1，男，45歲，乙狀結(jié)腸低分化腺癌(見圖1)；病例2，女，68歲，左半結(jié)腸中分化腺癌(見圖2)。

3 討論

隨著全球人口的快速增長和老齡化的增加，癌癥作為主要死因的地位日益突出，且在最近十年間，中國的癌癥發(fā)病率和死亡率還在繼續(xù)增加[1]。目前，結(jié)直腸癌的治療首選手術(shù)切除，并輔以化療、放療、靶向藥物治療等[7]，但是大多數(shù)病人發(fā)現(xiàn)已經(jīng)是中晚期，因此提高術(shù)前診斷率，改善病人預后至關(guān)重要。結(jié)直腸癌的術(shù)前檢查有結(jié)腸鏡、CT、MRI等，但是上述手段僅能定性提供形態(tài)解剖學上的信息，無法更深層次地定量挖掘腫瘤內(nèi)部的分子運動、化學性質(zhì)、甚至病理學方面的信息，近幾年出現(xiàn)的能譜CT正好可以一定程度地彌補這一缺陷。能譜CT采用瞬時(<0.05 ms)切換技術(shù)，使球管和探測器同時采集能譜數(shù)據(jù)成為可能[8]。具有快速千伏開關(guān)的能譜CT可以同時同角度進行高低(40/140 keV)能量轉(zhuǎn)換，在提高影像質(zhì)量的同時獲取101幅單能量圖像、基物質(zhì)圖、有效原子序數(shù)圖、能譜曲線圖等[9-10]。

能譜CT常采用碘、水這兩種基物質(zhì)，因為碘和水密度差別較大，基本包含了醫(yī)學中不同組織結(jié)構(gòu)的密度范圍。同時保持在不同結(jié)直腸癌分化程度之間水的差異不明顯，以水作為參照，更加有利于評估腫瘤的碘濃度[11]。本研究就Revolution CT定量參數(shù)是否有助于辨別結(jié)直腸癌的病理類型進行了探索。結(jié)果顯示，低分化結(jié)直腸癌靜脈期IC、NIC、K均高于中高分化結(jié)直腸癌。分化程度越低，IC、NIC、K的值越高，這與GONG等[12-13]的研究結(jié)果相似。由于能譜CT成像主要是根據(jù)病灶內(nèi)碘的濃度而間接反映腫瘤的生物特性，對于富血供的病灶，其碘濃度就會相對較高，而乏血供的病灶情況相反。病灶碘的含量不同，其能譜的衰減曲線也會有所不同，也可以一定程度地反映病灶的血供情況。分化程度可以間接反映腫瘤的生物學行為，分化程度高的腫瘤，則生物學行為越接近正常組織，異型性較小，分化程度低的腫瘤，腫瘤組織的異型性較大，其惡性程度也就比較高[14]，且惡性程度越高，腫瘤血管的生長就更加迅速，微血管密度就越豐富，血管內(nèi)皮細胞也更加不完整，血供就更加豐富，瘤灶攝取碘的能力就越強，最后病灶的碘濃度也就比中高分化組的值高[15]。本研究結(jié)果顯示，靜脈期NIC的診斷效能最高，而靜脈期IC診斷效能相對較低。其原因可能是由于個體差異的影響，及對比劑注射速率、劑量的不同，導致所測得的碘濃度也有一定的差異，所以對碘濃度進行標準化，以排除這些因素的影響，可以更加精確地評價病灶的血流狀態(tài)。本研究中發(fā)現(xiàn)動脈期NIC、IC、K在低分化組與中高分化組之間差異無統(tǒng)計學意義，可能是因為動脈期時間設(shè)置得比較早，病灶內(nèi)碘濃度分布不均或者沒有達到峰值有關(guān)；也可能是病人樣本量不夠，且2組之間樣本量有一定的差異，或者ROI的選擇具有一定的主觀性，導致測得的值可能存在一定的誤差。物質(zhì)衰減曲線取決于光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)，并反映了物質(zhì)的射線吸收系數(shù)與能量變化有關(guān)，且射線吸收系數(shù)與原子序數(shù)、密度等也有密切聯(lián)系，因此，不同CT單能量條件下以及不同的物質(zhì)吸收系數(shù)不同，從而在此基礎(chǔ)上繪制出能譜曲線，定量區(qū)分不同的物質(zhì)[16]。本研究還發(fā)現(xiàn)低分化結(jié)直腸癌組的K值較中高分化組高，證實了低分化大腸癌與中高分化結(jié)直腸癌內(nèi)部物質(zhì)組成不同。

此外，本研究還對低分化和中高分化結(jié)直腸癌的臨床病理之間的關(guān)系進行了研究，發(fā)現(xiàn)低分化的結(jié)直腸癌更容易發(fā)生轉(zhuǎn)移。腫瘤的分化程度低，意味著更早地侵犯肌層，侵襲性也就比較高，淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移概率就越高[17]。所以分化程度越低，晚期組(T3、T4)的數(shù)量就比早期組(T1、T2)越多，在本研究中，結(jié)直腸癌早期組與晚期組之間差異無統(tǒng)計學意義，但是可以看到低分化組的早期癌的比例(2/18)要低于中高分化組(7/32)。有研究[3]證實不同腫瘤部位的預后不同，且左半結(jié)直腸與右半結(jié)直腸之間分化程度也有一定的差異。但本研究中腫瘤部位與結(jié)直腸癌分化程度沒有明顯關(guān)系，可能與病人數(shù)量較少有關(guān)，需要擴大樣本量、進行多中心探究。

Revolution CT能譜CT參數(shù)IC、NIC以及K在結(jié)直腸癌分化程度中有較高的應(yīng)用價值,可以在術(shù)前對結(jié)直腸癌的分化程度做出預測，以幫助臨床制定診療方案。