Revolution CT灌注成像對(duì)胃癌Lauren分型及預(yù)后相關(guān)因子的術(shù)前定量評(píng)估

張敏，王君鑫，翟艷慧，楊晨曉，李瑩，賈守強(qiáng)

胃癌是常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，占我國(guó)惡性腫瘤病死率的第3位[1]。影響胃癌治療和預(yù)后的因素有很多，如腫瘤分期、病理學(xué)分型及表皮生長(zhǎng)因子受體(EGFR、HER2)表達(dá)等。李媛等[1]指出修訂版Lauren分型是胃癌獨(dú)立的預(yù)后因素，且混合型胃癌(各成分所占比例≥5%)的預(yù)后較其他類型胃癌預(yù)后差。目前，Lauren分型主要依賴胃鏡活檢或術(shù)后病理，但都為有創(chuàng)方法。多層螺旋CT在胃癌分期中已廣泛應(yīng)用，然而，單純影像形態(tài)學(xué)無(wú)法將胃癌的多種組織學(xué)類型區(qū)分開(kāi)來(lái)。近年來(lái)，隨著CT功能成像的發(fā)展，CT灌注成像被廣泛應(yīng)用于肺癌及其他實(shí)質(zhì)性臟器病變的定量分析[2-3]，但由于胃的特殊解剖結(jié)構(gòu)和生理學(xué)特征，其應(yīng)用仍停留在探索階段，對(duì)于胃癌的CT灌注研究文獻(xiàn)報(bào)道較少[4-5]。Revolution CT寬體探測(cè)器的應(yīng)用，增大了掃描范圍并有效縮短掃描時(shí)間，使得胃癌甚至全胃灌注成像成為可能。本文分析各灌注參數(shù)在胃癌不同Lauren分型及其預(yù)后相關(guān)因子EGFR、HER2表達(dá)間的差異，評(píng)價(jià)Revolution CT灌注成像在不同Lauren分型及其預(yù)后相關(guān)因子中的定量評(píng)估作用，旨在為胃癌患者提供一種無(wú)創(chuàng)、定量的術(shù)前評(píng)估方法。

材料與方法

1.一般資料

搜集2018年6月-2019年11月經(jīng)胃鏡病理確診為胃癌的患者52例，其中男44例，女8例，年齡44～85歲，平均年齡58±4.8歲。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)許可，入組患者均經(jīng)患者及其監(jiān)護(hù)人知情同意情況下接受CT灌注成像檢查。

研究中胃癌患者入組標(biāo)準(zhǔn)：①胃鏡活檢病理結(jié)果確診為胃癌；②胃鏡及CT檢查前均未接受任何抗腫瘤治療；③胃鏡及CT檢查后行胃癌根治性或姑息性切除手術(shù)且術(shù)后病理資料可獲得；④CT圖像質(zhì)量可評(píng)價(jià)；⑤患方知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有碘對(duì)比劑過(guò)敏或禁忌證；②有嚴(yán)重心、肝、腎功能障礙或嚴(yán)重影響胃血供疾病、甲狀腺毒癥；③圖像質(zhì)量欠佳、病灶灌注參數(shù)獲得不滿意。

2.檢查方法

檢查前12 h禁食，檢查前30 min飲溫開(kāi)水400～600 mL，檢查前5 min再口服溫開(kāi)水200～300 mL使胃腔適度充盈。無(wú)青光眼等禁忌癥者，檢查前5～10 min肌注山莨菪堿注射液10 mg。對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，盡量延長(zhǎng)屏氣時(shí)間，減少呼吸頻率及幅度，并在掃描時(shí)對(duì)患者腹部使用腹帶加壓。

掃描設(shè)備采用Revolution 512層CT掃描儀。對(duì)比劑采用碘佛醇(320 mg I/mL)，注射流率為4.0 mL/s，劑量50 mL。采用體部CT灌注模式，在注入對(duì)比劑5.0 s后開(kāi)始掃描，掃描范圍以平掃圖像顯示的腫瘤最大層面為灌注中心層面，Z軸覆蓋范圍為160 mm，CT灌注掃描間隔為2.2 s，掃描25次，總掃描時(shí)間為53.3 s。掃描參數(shù)：管電壓100 kV，管電流200 mAs，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，螺距0.992：1，層厚5.0 mm，層間距為0，ASIR-V60%。

3.CT灌注圖像處理

由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生獨(dú)立閱片。采用AW4.7工作站對(duì)灌注圖像進(jìn)行處理，采用Integrated Registration對(duì)圖像進(jìn)行運(yùn)動(dòng)偽影校正處理后，進(jìn)入CT Perfusion 4D模塊，選用CT Body Tumor Perfusion模式，選取病灶最大層面上的腹主動(dòng)脈作為供血?jiǎng)用}，生成其時(shí)間密度曲線。屏蔽50%大血管后進(jìn)行計(jì)算后進(jìn)入Review Premeability Maps在各參數(shù)偽彩圖上(圖1a～c)進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量。選取腫瘤病灶最大層面為研究層面，參考各期灌注及增強(qiáng)圖像，沿腫瘤的邊界手動(dòng)繪制興趣區(qū)(region of interest，ROI)，同時(shí)避開(kāi)大血管、壞死及囊變區(qū)，避免部分容積效應(yīng)。得出血流量(bloodflow，BF)、血容量(blood volume，BV)、平均通過(guò)時(shí)間(mean transmit time，MTT)、達(dá)峰時(shí)間(time to peak，TTP)和Tmax、毛細(xì)血管表面通透性(permeability surface，PS)。ROI的繪制及參數(shù)計(jì)算過(guò)程均重復(fù)3次后取平均值進(jìn)行分析。

4.病理分析

觀察并記錄受試患者Lauren分型(腸型、彌漫型、混合型：各成分所占比例≥5%)。另外選取術(shù)后癌組織，通過(guò)免疫組織化學(xué)法檢測(cè)其HER2及EGFR表達(dá)情況，由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的病理科醫(yī)師檢測(cè)HER2的表達(dá)程度，表達(dá)0和1+定為未表達(dá)即陰性， 2+～3+定為表達(dá)即陽(yáng)性；據(jù)EGFR表達(dá)情況分為0(陰性)組、1+組、2+組及3+組(圖1d～f)。

圖1 男，56歲，混合型胃癌。a)BV偽彩圖；b)BF偽彩圖；c)PS偽彩圖；d)鏡下見(jiàn)新生毛細(xì)血管數(shù)量較多、內(nèi)皮細(xì)胞欠完整(HE，×200)；e)免疫組化示HER2(3+)；f)免疫組化示EGFR(2+)。

5.數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)分析方法選擇

結(jié) 果

1.不同Lauren分型、HER2及EGFR不同表達(dá)胃癌間CT灌注參數(shù)的比較

本研究52例胃癌不同Lauren分型中腸型組19例，彌漫型組13例，混合型組20例(表1)。將3組胃癌灌注參數(shù)平均值進(jìn)行單因素方差分析，結(jié)果顯示：三組中PS(F=43.21，P=0.000)及BV(F=29.460，P=0.000)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；三組中BF、MTT、TTP/Tmax差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。進(jìn)一步運(yùn)用LSD-t檢驗(yàn)進(jìn)行兩兩組間比較結(jié)果顯示：PS三組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P腸型-混合型=0.000，P腸型-彌漫型=0.014，P彌漫-混合型<0.001，表1)。混合型組胃癌中(BV混合型6.41 mL/100g)分別與彌漫型組(BV彌漫型4.47 mL/100g)及腸型組(BV腸型4.31 mL/100g)組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P≤0.05，表1)。

表1 不同Lauren分型胃癌間CT灌注參數(shù)的比較

本研究HER2陰性組26例，HER2陽(yáng)性組26例。LSD-t檢驗(yàn)結(jié)果顯示，BV及PS值HER2陽(yáng)性組[BV 5.72 mL/100g、PS 39.38 mL/(100g·min))高于HER2陰性組[BV 4.53 mL/100g、PS 53.53 mL/(100g·min)]，見(jiàn)表2。

本研究EGFR表達(dá)陰性組10例、EGFR1+組13例、EGFR2+組16例、EGFR3+組13例。單因素方差分析結(jié)果顯示胃癌各灌注參數(shù)在不同EGFR表達(dá)組中差別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表2)。

表2 不同HER2及EGFR表達(dá)程度胃癌間CT灌注參數(shù)的比較

2.CT灌注參數(shù)對(duì)于胃癌Lauren分型中混合型胃癌及HER2表達(dá)陽(yáng)性胃癌診斷能力

ROC曲線結(jié)果顯示，PS診斷混合型胃癌的AUC為0.962(95%CI 0.906～1.000，P=0.000)，以45.23 mL/(100g·min)為界值，其預(yù)測(cè)Lauren分型中混合型胃癌的敏感度、特異度、陽(yáng)性似然比和陰性似然比分別為94.7%、93.9%、15.5和0.06。BV診斷混合型胃癌的AUC為0.735(95%CI:0.593～0.877，P=0.004)，以 5.04 mL/100g為界值，其預(yù)測(cè)Lauren分型中混合型胃癌的敏感度、特異度、陽(yáng)性似然比和陰性似然比分別為94.7%、84.8%、6.23和0.06。PS對(duì)混合型胃癌的診斷效能高于BV(P<0.05，表3，圖2)。

圖2 CT灌注參數(shù)診斷混合型胃癌ROC曲線。 圖3 CT灌注參數(shù)診斷HER2陽(yáng)性胃癌ROC曲線。

采用CT灌注診斷HER2效能研究中，ROC曲線顯示，PS診斷胃癌HER2陽(yáng)性的AUC為0.735(95%CI:0.593～0.877，P=0.004)，以43.89 mL/(100g·min)為界值，其預(yù)測(cè)胃癌HER2表達(dá)陽(yáng)性的敏感度、特異度、陽(yáng)性似然比和陰性似然比分別為63.6%、80%、3.18和0.46；BV診斷胃癌HER2陽(yáng)性的AUC為0.762(95%CI：0.635～0.890，P=0.001)，以3.96 mL/100g為界值，其預(yù)測(cè)胃癌HER2表達(dá)陽(yáng)性的敏感度、特異度、陽(yáng)性似然比和陰性似然比分別為95.5%、46.7%、1.73和0.01。PS與BV值對(duì)胃癌HER2表達(dá)陽(yáng)性的診斷效能無(wú)顯著差異(P>0.05，表3，圖3)。

表3 灌注參數(shù)值診斷能力的 ROC 曲線結(jié)果

討 論

胃癌Lauren分型可反映胃癌生物學(xué)行為特征、病因及發(fā)病機(jī)制，對(duì)臨床治療有一定的指導(dǎo)意義[6-7]，有研究表明修訂版Lauren分型是胃癌獨(dú)立的預(yù)后因素之一，且其中預(yù)后最差的為混合型胃癌[1]。又有研究認(rèn)為無(wú)論早期還是處于進(jìn)展期的胃癌，混合型胃癌在血管生成等方面均與單純的腸型或彌漫型胃癌不同[8,9]。因此，對(duì)混合型胃癌進(jìn)行無(wú)創(chuàng)、定量評(píng)價(jià)意義非凡。CT灌注成像作為一種功能成像技術(shù)，可以對(duì)腫瘤中新生血管情況進(jìn)行活體、無(wú)創(chuàng)的定量分析。因此，筆者通過(guò)分析胃癌Lauren諸亞型CT灌注成像各參數(shù)差異，找出各亞型間有意義參數(shù)后進(jìn)一步評(píng)估不同參數(shù)對(duì)Lauren分型的診斷價(jià)值，從而為胃癌Lauren分型尤其是預(yù)后差的混合型胃癌提供一種無(wú)創(chuàng)、定量的術(shù)前診斷方法。

在CT灌注參數(shù)中，PS反映對(duì)比劑透過(guò)毛細(xì)血管內(nèi)皮到間質(zhì)間隙的擴(kuò)散，進(jìn)而反映了內(nèi)皮細(xì)胞的完整性及通透性[10]。BF和BV反映腫瘤血管生成能力，MTT和TTP/Tmax則反映了對(duì)比劑在腫瘤血管內(nèi)的通過(guò)與聚集速率，均可以反映腫瘤的惡性程度。本研究對(duì)胃癌Lauren分型各亞型患者CT灌注參數(shù)分析結(jié)果表明，PS在不同Lauren分型胃癌中有顯著差異(P<0.05)，組間兩兩比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(各組間P均<0.05，表1)，且腸型、彌漫型、混合型胃癌PS值依次增高。PS增高的主要原因是因?yàn)閻盒阅[瘤組織中含有相當(dāng)數(shù)量無(wú)基底膜或基底膜不連續(xù)的毛細(xì)血管及新生血管，換言之，腫瘤惡性程度越高，其無(wú)基底膜或基底膜不連續(xù)的新生毛細(xì)血管數(shù)量就越多[11-12]。本研究結(jié)果從一定程度上證實(shí)了混合型胃癌較其他Lauren分型亞型預(yù)后差。Lee等[13]對(duì)于胃癌的灌注研究結(jié)果也顯示細(xì)胞粘附差的癌組織(印戒細(xì)胞癌)PS值高于非細(xì)胞粘附差的癌組織。胃印戒細(xì)胞癌具有分化程度低、惡性程度高、預(yù)后不良的臨床特點(diǎn)。與本研究雖采用不同分組方法，但是所得結(jié)果并無(wú)沖突。進(jìn)一步ROC曲線分析結(jié)果顯示，PS大于45.23 mL/(100g·min)或BV大于5.04 mL/100g診斷Lauren分型中混合型胃癌的AUC分別為0.962和0.735且診斷的準(zhǔn)確性較高(PS的敏感度94.7%、特異度93.9%，BV的敏感度94.7%、特異度84.8%)。且PS診斷混合型胃癌價(jià)值高于BV(P=0.04)。既往CT灌注成像評(píng)估胃癌血流的研究結(jié)果表明，CT灌注參數(shù)值與腫瘤血供及微血管密度等密切相關(guān)[14]，而惡性程度越高，腫瘤血管生長(zhǎng)越迅速，微血管密度越高，供血越豐富[15-16]。BV主要與毛細(xì)血管數(shù)量有關(guān)，本研究中BV在混合型胃癌明顯高于腸型及彌漫型，而B(niǎo)F在Lauren分型不同亞型間無(wú)明顯差異。分析原因，可能是由于混合型胃癌侵襲性較高[8-9]，其新生毛細(xì)血管不同于人體正常成熟毛細(xì)血管，其在運(yùn)輸血液的作用方面與成熟毛細(xì)血管間存在差異，血液或?qū)Ρ葎┻M(jìn)入腫瘤組織后因其透過(guò)血管壁的基底膜不連續(xù)區(qū)或無(wú)基底膜區(qū)彌散入臨近細(xì)胞間隙而導(dǎo)致其BV(血容量)增加，但相應(yīng)BF(血流量)并未顯著增加。進(jìn)一步的ROC曲線分析顯示PS和BV對(duì)HER2表達(dá)陽(yáng)性的胃癌也有一定診斷價(jià)值。

腫瘤新生血管是腫瘤獲得血供的重要途徑，EGRF及HER2在血管生長(zhǎng)因子誘導(dǎo)的血管生成中發(fā)揮重要作用[17]，可上調(diào)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體的表達(dá)從而促進(jìn)腫瘤新生血管生成[18]。因此，EGFR及HER2的表達(dá)與胃癌的生物學(xué)特性及預(yù)后密切相關(guān)[19]。本研究HER2表達(dá)陽(yáng)性組胃癌PS及BV數(shù)值均高于陰性組。而各CT灌注參數(shù)在EGFR表達(dá)程度不同胃癌組織中無(wú)明顯差異。在Lee等[13]的研究中諸灌注參數(shù)在HER2及EGFR表達(dá)程度不同胃癌組織間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與本研究有出入，分析原因，首先其與本研究采用的檢查設(shè)備及后處理軟件不同，這可能導(dǎo)致所得到灌注參數(shù)存在一定差異[20-22]；其次，CT灌注參數(shù)所反映的微血管密度除已考慮的因素，還可能受到其他因素的影響。此外，筆者還進(jìn)一步分析了差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)的診斷價(jià)值，PS診斷混合型胃癌價(jià)值較高，高于BV。PS和BV對(duì)HER2表達(dá)陽(yáng)性的胃癌也有一定診斷價(jià)值。

MTT 和TTP/Tmax在Lauren分型諸亞型間、不同HER2和EGFR表達(dá)組間差別均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(均有P>0.05)。分析原因，筆者認(rèn)為，因MTT和TTP/Tmax反映的是對(duì)比劑在腫瘤血管內(nèi)的通過(guò)與聚集速率，而惡性腫瘤的血供除來(lái)自新生的不成熟腫瘤血管外，腫瘤侵犯、共用宿主成熟血管也是其血供重要來(lái)源之一。而對(duì)比劑在成熟及不成熟血管的通過(guò)與聚集速率勢(shì)必會(huì)有所不同，因此上述參數(shù)值與兩種血管所占比例可能存在一定關(guān)系，這可能是導(dǎo)致MTT和TTP/Tmax在Lauren分型諸亞型間、不同HER2和EGFR表達(dá)組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的原因。

該研究還存在一些不足及局限。首先，因Lauren分型中混合型胃癌預(yù)后較差而臨床比較關(guān)注，筆者僅對(duì)混合型胃癌做了ROC曲線分析，而其他類型未予進(jìn)一步計(jì)算，分析欠全面。其次，對(duì)于胃癌HER2表達(dá)上，由于技術(shù)限制，筆者將免疫組化法HER2(2+)的病例直接歸入表達(dá)陽(yáng)性組而沒(méi)有進(jìn)一步做原位雜交進(jìn)行進(jìn)一步區(qū)分。在以后的研究中，筆者將繼續(xù)搜集病例，做更加深入全面的分析。

綜上所述，從本研究的結(jié)果及結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)來(lái)看，CT灌注成像可以對(duì)胃癌術(shù)前Lauren分型中混合型胃癌進(jìn)行較準(zhǔn)確的無(wú)創(chuàng)和定量評(píng)價(jià)，且PS和BV對(duì)HER2表達(dá)陽(yáng)性的胃癌有一定診斷價(jià)值。