胃癌能譜CT 成像的技術(shù)優(yōu)化及診斷價(jià)值

陳瓊珠 李 嫻 沈一濂 藍(lán)日輝 宋玉全 蒙秋華＊

（廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院，廣東 廣州 510120）

0 引言

胃癌是癌癥導(dǎo)致死亡的第二大原因，中國(guó)作為胃癌高發(fā)地區(qū)，約占全球胃癌人口的42%?，F(xiàn)階段，普通CT 是臨床評(píng)價(jià)胃癌TNM 分期的重要手段。但能譜CT 能提供比常規(guī)CT 更多圖像信息，并有效消除偽影、提高圖像清晰度和解剖細(xì)節(jié)辨析度，對(duì)胃癌病灶的顯示、分期、病理分型及分化程度的判斷更具優(yōu)越性。如何較好地發(fā)揮這些優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化能譜CT 的成像參數(shù)成為我們思考的問(wèn)題。本項(xiàng)目通過(guò)比較胃癌能譜CT 在40～70 keV 單能量圖及彩色編碼碘融合圖的顯示效果來(lái)優(yōu)化成像模式，并提高胃癌診斷信息的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 病例資料

選取2019 年6 月至2020 年11 月之間，在廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院因胃痛、黑便等癥狀行腹部增強(qiáng)能譜CT 檢查的患者，術(shù)前均未行放化療。40 例患者經(jīng)病理活檢證實(shí)為胃腺癌，包括男25 例，女15 例，年齡31～83 歲，平均為（60.5±11.5）歲。

40 例病例中，28 例行手術(shù)切除，術(shù)后病理診斷均為胃腺癌，其中浸潤(rùn)胃壁達(dá)外周脂肪組織的共18 例，位于黏膜層和肌層的共10 例；另外12 例為胃鏡活檢，病理診斷為胃腺癌。本研究所有病例圖像及胃癌病灶顯示清楚，受檢者均于檢查前準(zhǔn)備良好并簽署知情同意書(shū)。

1.2 檢查方法

所有病例均行GE 能譜CT 檢查（Revolution CT256，GE Healthcare，USA）。掃描參數(shù)：管電壓80 和140 kVp 瞬時(shí)切換，自動(dòng)毫安秒技術(shù)，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，螺距0.992，探測(cè)器寬度80mm，矩陣512×512，掃描層厚0.625 mm，標(biāo)準(zhǔn)算法重建，層厚和層間距均為1.25mm。掃描方法：腹部平掃和增強(qiáng)三期掃描，掃描范圍由膈頂至胃下緣，碘克沙醇（320 mgI/ml）1.2 ml/kg，流速4～4.5 ml/s，使用對(duì)比劑追蹤觸發(fā)技術(shù)，觸發(fā)點(diǎn)為平膈面降主動(dòng)脈（閾值180HU），動(dòng)脈期后延時(shí)20 s 門脈期掃描，再延時(shí)40 s 靜脈期掃描。

1.3 圖像后處理

在AW4.7 工作站上，將原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入能譜分析軟件GSIvolume viewer，得到40～70 keV 的單能量圖及對(duì)應(yīng)融合圖。融合圖采用Rainbow 融合模式，碘圖窗寬100 Hu，窗位30 Hu，融合圖窗寬400 Hu，窗位40 Hu，色階范圍80～-20。在胃癌病灶內(nèi)測(cè)量CT 值，ROI 選取實(shí)性成分，避開(kāi)壞死、鈣化、大血管和硬化偽影區(qū)域。在同層面豎脊肌位置，選取ROI 測(cè)量CT 值和標(biāo)準(zhǔn)差。ROI 范圍在10～30 mm，形狀和位置在動(dòng)脈期和門脈期測(cè)量中保持一致。分別在40 keV 和70 keV 兩組融合圖上選取遠(yuǎn)離胃癌病灶的正常胃壁作為對(duì)照組。

1.4 數(shù)據(jù)測(cè)量計(jì)算和圖像分析

測(cè)量和計(jì)算包括：（1）在40～70 keV 的雙期圖像上，每間隔10 keV 測(cè)量和計(jì)算病灶的CT 值、豎脊肌的CT 值、病灶信噪比（signal-noiseratio，SNR）。（2）病灶的對(duì)比噪聲比（contrast-to-noise ratio，CNR），計(jì)算公式：CNR=CT 值（病灶）-CT 值（同層面豎脊?。?SD噪聲值。SD 噪聲值為同層面豎脊肌CT 值的標(biāo)準(zhǔn)差；（3）比較不同keV 時(shí)的CNR，并記錄每個(gè)病灶最大CNR 值所對(duì)應(yīng)的keV 值（即最佳keV 值）；（4）將最佳keV 值的單能量圖及融合圖、70 keV 單能量圖及融合圖（相當(dāng)于120 kV 混合能量圖），進(jìn)行ROC 曲線主觀評(píng)價(jià)。

三位放射科醫(yī)師在同一窗寬窗位對(duì)40 和70 keV單能量圖與融合圖進(jìn)行評(píng)價(jià)，為最大限度減少主觀經(jīng)驗(yàn)和閱片方法的影響，40 例胃癌病灶的40 和70 keV融合圖及其對(duì)應(yīng)的遠(yuǎn)離胃癌病灶的正常胃壁圖像分兩次閱片，病例被編為1～40 號(hào)，每個(gè)病例都有4 組圖像：門脈期40 keV 融合圖、70 keV 融合圖及其遠(yuǎn)離胃癌病灶的正常胃壁圖像。記錄三位醫(yī)師閱片的編號(hào)順序和每例的圖像種類并評(píng)分，包括：肯定是、可能是、不確定、可能不是和肯定不是，分別記作5～1 分，并作相應(yīng)評(píng)分匯總，結(jié)果采用三位醫(yī)師總評(píng)分的平均分。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用SPSS 22.0 進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，在動(dòng)脈期和門脈期雙期圖像上，對(duì)胃癌病灶在雙期圖像上的CNR和SNR 進(jìn)行獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)。當(dāng)p＜0.05 時(shí)，表示存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。40 和70 keV 單能量圖與融合圖采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行ROC 分析，并繪制ROC 曲線圖。

2 結(jié)果

2.1 最佳keV、SNR、CNR

40 例胃癌病灶中，在同一窗寬窗位水平下，40～70 keV 圖像中，門靜脈期40 keV 單能量圖像的CNR效果最佳（圖1），40 keV 單能量圖像的動(dòng)脈期和門靜脈期平均CNR 分別為2.82±1.52 和5.01±2.35。門脈期最佳CNR 值高于動(dòng)脈期，因此其顯示病灶增強(qiáng)效果最佳，病灶與正常組織間的密度差異最大，可以更好顯示病灶的輪廓和邊緣。

圖1 女，61 歲，胃竇癌，門脈期70 keV（a 圖）和40 keV 單能量圖像（b 圖），病灶在40 keV 單能量圖中與周圍組織分界最清晰。

圖1 胃竇癌

2.2 門脈期70 keV、40 keV 單能量圖和融合圖ROC 曲線分析

采用門靜脈期70 及40 keV 單能量融合圖（圖2）作ROC 分析的主觀評(píng)價(jià)，70 及40 keV 融合圖曲線的Az 為0.875 和0.908，兩種圖像的曲線下面積Az 不同，有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（配對(duì)t 檢驗(yàn)，P＜0.05）。因此，40 keV 融合圖能更好顯示胃癌病灶（圖3）。

圖3 40 keV 和70 keV 融合圖的ROC 曲線比較

圖2 女，61 歲，胃竇癌，門靜脈期70 keV 單能量融合圖（a 圖）和40 keV 單能量融合圖（b 圖）對(duì)比。

圖2 胃竇癌對(duì)比

3 討論

3.1 雙能量CT 多參數(shù)在胃癌診斷中的價(jià)值

雙能量CT 掃描成像與傳統(tǒng)CT 掃描不同，其通過(guò)后處理可得到多個(gè)參數(shù)如碘基圖和水基圖、能譜曲線、多個(gè)keV 單能量圖和融合圖等。這些參數(shù)結(jié)合CT形態(tài)學(xué)特征能夠提高早期胃癌的檢出率、有助于早期胃癌的定性及定量診斷。碘基圖中的碘濃度間接反映腫瘤血供情況，可用于腫瘤診斷、化療療效及腫瘤分化程度的評(píng)估。安歲萌等研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤分化程度越低，攝取碘越多，標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度越大，與細(xì)胞異型性增加存在明顯聯(lián)系。單能量圖像為單一能量水平下的X 線衰減圖像，物質(zhì)的衰減系數(shù)取決于其本身密度，可有效消除硬化偽影，改善圖像質(zhì)量，并得到準(zhǔn)確的CT 值，不受掃描模式等因素影響，結(jié)果更為一致和可靠，可提高準(zhǔn)確率。吉玉剛等研究發(fā)現(xiàn)，低keV 時(shí)可以將不同組織間的細(xì)微差別加以放大，從而有利于不同組織的鑒別。

3.2 不同keV 單能量圖與融合圖的優(yōu)選及胃癌診斷的應(yīng)用

CT 能譜成像重建出的不同keV 單能量圖像，對(duì)圖像噪聲的影響和對(duì)病變組織的辨析度不同。張靜等人發(fā)現(xiàn)，胰島素瘤在動(dòng)脈期及門靜脈期最佳單能量圖像分別集中在44～60 keV 和45～70 keV 兩個(gè)區(qū)間。王鑫毅等認(rèn)為，胃癌平均CNR 曲線顯示動(dòng)脈期最佳CNR 在60 keV，門脈期最佳CNR 在50 keV，門脈期的CNR 值要高于動(dòng)脈期，門脈期可得到更好的對(duì)比和噪聲值。本研究中，胃癌病灶在動(dòng)脈期和門脈期均以40 keV 單能量圖顯示最佳，其中門脈期顯示更佳。門脈期40 keV 和70 keV 融合圖進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)的ROC 曲線比較，40 keV 融合圖的Az 高于70 keV 融合圖。提示門脈期40 keV 單能量圖及融合圖的CNR 最高，其融合圖能更好顯示胃癌病灶，可增加診斷信息。本研究發(fā)現(xiàn)門脈期40 keV 單能量圖較動(dòng)脈期40 keV單能量圖的CNR 高。本研究得到70 keV 和40 keV 融合圖均有較高的診斷效能，可能和選取的病例腫瘤浸潤(rùn)范圍較為局限有一定關(guān)系，另外病例的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)簡(jiǎn)單也有關(guān)系，進(jìn)一步的研究需要增加病例的數(shù)量，嘗試發(fā)現(xiàn)其他更有效的能譜參數(shù)增加診斷信息。

綜上所述，能譜CT 門靜脈期的40 keV 單能量圖的CNR 值較高，病灶與正常組織間差異較大，其彩色編碼碘融合圖圖像質(zhì)量也較好，能提高胃癌病灶的顯示和診斷信息。