基于增強(qiáng)CT直方圖參數(shù)術(shù)前預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌

周金發(fā)，唐繼來，朱建國(guó)，李海歌

(南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院放射科，江蘇 南京 210011)

胰腺癌為惡性程度極高的消化系統(tǒng)腫瘤，發(fā)病率逐年升高，預(yù)后差[1]，其分化程度與治療方案及預(yù)后相關(guān)，術(shù)前有效預(yù)測(cè)其分化程度甚為重要[2]。利用CT直方圖(CT histogram, CTH)，通過計(jì)算機(jī)軟件分析可區(qū)分肉眼無法分辨的CT圖像細(xì)微灰度差別，分析其特征，進(jìn)而衍生出一系列定量參數(shù)，如灰度峰值、灰度對(duì)比度等[3-4]，以定量分析腫瘤異質(zhì)性，包括代謝、缺氧和異常血管增生等的差異性表現(xiàn)，已廣泛用于甲狀腺癌、肺癌及腎癌等臨床研究中[5-8]。本研究評(píng)估基于增強(qiáng)CT的CTH定量參數(shù)術(shù)前預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌的價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年1月—2019年12月南京醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院收治的76例胰腺腺癌患者，男42例，女34例，年齡36～84歲，平均(62.9±9.4)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)術(shù)后病理確診為胰腺腺癌及其分化程度；②術(shù)前接受腹部增強(qiáng)CT檢查，且檢查前未接受放射、化學(xué)及其他治療。排除CT圖像質(zhì)量差者。76例中，38例為高分化腺癌(高分化組)，男17例，女21例，年齡36～78歲，平均(61.6±9.8)歲；38例為低分化腺癌(低分化組)，男18例，女20例，年齡48～84歲，平均(64.3±8.8)歲。

1.2 儀器與方法 囑患者檢查前禁食8 h，檢查前10 min口服生理鹽水1 000 ml。采用Philips Brilliance iCT 256層螺旋CT機(jī)，行仰臥位頭先進(jìn)腹部掃描。參數(shù)：管電壓120 kV，管電流采用自動(dòng)毫安技術(shù)，層厚2 mm，層間距2 mm，螺距1.0，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm，準(zhǔn)直128 mm×0.6 mm，矩陣512×512。經(jīng)肘靜脈以流率3.5 ml/s注入對(duì)比劑碘普羅胺(370 mgI/ml)1 ml/kg體質(zhì)量，采用團(tuán)注追蹤技術(shù)行雙期增強(qiáng)掃描：于腹主動(dòng)脈設(shè)置ROI，CT值達(dá)100 HU自動(dòng)觸發(fā)動(dòng)脈期掃描，觸發(fā)后60～70 s行門靜脈期掃描。重建圖像層厚及層間距均為1.5 mm。

1.3 圖像處理 將雙期增強(qiáng)CT圖像導(dǎo)入GE Omini-Kinetics(OK)軟件包，由2名具有10年以上腹部影像學(xué)診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師采用雙盲法，盡量避開血管、胰管及胰腺周圍脂肪組織，于雙期增強(qiáng)CT圖像顯示病灶最大層面胰腺癌實(shí)性部分勾畫面積為40～50 mm2的圓形或類圓形ROI，并于胰腺組織勾畫形態(tài)、面積相一致的ROI作為參照，保持動(dòng)靜脈期ROI一致；軟件自動(dòng)生成其灰度直方圖及CTH定量參數(shù)，包括最小強(qiáng)度、最大強(qiáng)度、中位值、平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、方差、體積計(jì)數(shù)、體素值總和、均方根值、值域、均值偏差、相對(duì)偏差、偏度、峰度以及均勻度。手動(dòng)計(jì)算CTH參數(shù)比值(瘤區(qū)CTH參數(shù)/參照區(qū)CTH參數(shù))。以2名醫(yī)師測(cè)量結(jié)果的均值為最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0及MedCalc統(tǒng)計(jì)分析軟件。以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(intra class correlation coefficient, ICC)評(píng)價(jià)2名醫(yī)師測(cè)量結(jié)果的一致性，ICC>0.75為一致性好。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)評(píng)價(jià)計(jì)量資料的正態(tài)性，以±s表示符合正態(tài)分布者，組間比較采用t檢驗(yàn)；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不符合者，采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較。針對(duì)組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的CTH參數(shù)，采用二元logistic回歸分析篩選胰腺癌分化程度的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子；繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線，計(jì)算曲線下面積(area under the curve， AUC)，評(píng)價(jià)其單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)胰腺腺癌分化程度的效能；以DeLong檢驗(yàn)比較AUC差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2名醫(yī)師測(cè)量CTH參數(shù)比值的一致性好(ICC均>0.75，P均<0.05)。高分化組(圖1)動(dòng)脈期最小強(qiáng)度、均勻度及靜脈期最小強(qiáng)度、平均值、均方根值及均勻度比值均高于低分化組(P均<0.05，圖2)，其余CTH參數(shù)比值組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1、2。

表1 高、低分化胰腺腺癌動(dòng)脈期CTH參數(shù)比值比較

表2 高、低分化胰腺腺癌門靜脈期CTH參數(shù)比值比較

圖1 患者女，65歲，高分化胰腺腺癌 A.腹部靜脈期增強(qiáng)CT圖(虛線部分為病灶)； B.CT直方圖； C.病理圖(HE，×200)

圖2 患者男，62歲，低分化胰腺腺癌 A.腹部靜脈期增強(qiáng)CT圖(虛線部分為病灶)； B.CT直方圖； C.病理圖(HE，×200)

二元logistic回歸結(jié)果顯示，動(dòng)脈期最小強(qiáng)度、均勻度及靜脈期最小強(qiáng)度比值為高、低分化胰腺腺癌的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子(表3)。

表3 二元logistic回歸分析胰腺腺癌分化程度的影響因素

ROC曲線顯示，動(dòng)脈期最小強(qiáng)度比值預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌的AUC為0.759(P=0.048)，動(dòng)脈期均勻度比值的AUC為0.752(P=0.045)，靜脈期最小強(qiáng)度比值的AUC為0.815(P<0.001)，三者聯(lián)合的AUC為0.868(P<0.001)，見表4及圖3。動(dòng)脈期最小強(qiáng)度、動(dòng)脈期均勻度及靜脈期最小強(qiáng)度比值的AUC差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，聯(lián)合參數(shù)的AUC與動(dòng)脈期最小強(qiáng)度比值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.10，P=0.04)，與動(dòng)脈期均勻度、靜脈期最小強(qiáng)度比值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=1.73、1.56，P均>0.05)。

表4 單參數(shù)及其聯(lián)合預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌的ROC曲線結(jié)果

圖3 單參數(shù)及其聯(lián)合預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌的ROC曲線

3 討論

胰腺癌是乏血供腫瘤，其病理基礎(chǔ)是胰腺星形細(xì)胞增生及細(xì)胞外基質(zhì)合成增多，導(dǎo)致胰腺癌間質(zhì)性纖維化，使對(duì)比劑滲入受阻；常規(guī)增強(qiáng)CT表現(xiàn)為瘤灶相比周圍胰腺組織呈乏血供/低密度改變[8]，但僅依靠肉眼鑒別腫瘤內(nèi)部異質(zhì)性可能遺漏重要信息[4]。腫瘤異質(zhì)性在CTH圖上表現(xiàn)為圖像灰度分布的差異，可能與腫瘤新生血管形成、腫瘤組織異常增殖、代謝及其惡性生物學(xué)行為密切相關(guān)，為腫瘤重要特點(diǎn)之一[9]。

AZOULAY等[10]研究表明，CTH可有效區(qū)分胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤與胰腺神經(jīng)內(nèi)分泌癌。QIU等[11]認(rèn)為偏度等CTH參數(shù)可用于胰腺導(dǎo)管腺癌術(shù)前分級(jí)，其術(shù)前鑒別高、低級(jí)別胰腺導(dǎo)管腺癌的準(zhǔn)確率為80%，敏感度為95%。為消除個(gè)體差異的影響，本研究采用CTH參數(shù)比值法比較高、低分化組胰腺腺癌CTH的差異，結(jié)果顯示組間動(dòng)脈期最小強(qiáng)度、均勻度及靜脈期最小強(qiáng)度、平均值、均方根值、均勻度比值差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；二元logistic回歸分析提示，動(dòng)脈期最小強(qiáng)度、均勻度及靜脈期最小強(qiáng)度比值是高、低分化胰腺腺癌的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，且三者單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌的診斷效能均良好。

平均值指病灶內(nèi)像素點(diǎn)灰度的平均值，與腫瘤惡性程度相關(guān)。胰腺癌惡性程度越高，強(qiáng)化越低[12]，則CTH上的灰度值越低。均方根值又稱有效值，與腫瘤生長(zhǎng)速度及侵襲程度呈負(fù)相關(guān)。強(qiáng)度用于定量CT圖像中組織的灰度值，最小強(qiáng)度反映腫瘤區(qū)無/低對(duì)比劑填充，本研究2組動(dòng)脈期及靜脈期最小強(qiáng)度比值均為負(fù)值，與既往研究[5，13]結(jié)果相似，符合胰腺癌乏血供生物學(xué)表現(xiàn)。均勻度表征ROI內(nèi)灰度值的均質(zhì)性，壞死囊變和鈣化均會(huì)對(duì)其產(chǎn)生影響。LIU等[14]發(fā)現(xiàn)肺癌的均勻度與其病理分級(jí)相關(guān)，用于預(yù)測(cè)病理級(jí)別較臨床指標(biāo)更為敏感。SUN等[15]認(rèn)為均勻度反映腫瘤血管生成和腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)程度，低強(qiáng)化病灶更易侵犯周圍血管，惡性程度更高；本研究結(jié)果與之一致。

本研究的局限性：①為單中心研究，樣本量小，且未納入中分化胰腺腺癌病例，結(jié)果可能存在偏倚；②不同CTH分析軟件對(duì)圖像進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理的程序及結(jié)果不盡相同，本研究?jī)H對(duì)一階CTH參數(shù)進(jìn)行分析，未評(píng)估像素或體素的空間位置關(guān)系，有待進(jìn)一步觀察高階參數(shù)(如共生矩陣等)及臨床指標(biāo)聯(lián)合的預(yù)測(cè)效能；③僅針對(duì)胰腺腺癌，未將其他病理類型胰腺癌納入分析。

綜上所述，基于增強(qiáng)CT的CT直方圖定量參數(shù)有助于術(shù)前預(yù)測(cè)高、低分化胰腺腺癌。