不同勾畫感興趣區方法鑒別腎富血供良、惡性小腫瘤

王 旭，宋 歌，石 磊，黃潔惠，江海濤

[中國科學院大學附屬腫瘤醫院(浙江省腫瘤醫院)放射科，浙江 杭州 310022]

腎腫瘤是泌尿系常見腫瘤[1]。腎細胞癌(renal cell carcinoma，RCC)約占所有腎腫瘤的90%[2]，尤以富血供的腎透明細胞癌(clear cell renal cell carcinoma, CCRCC)最為常見[3]，部分腎嫌色細胞癌(chromophobe cell renal carcinoma，CCRC)也可呈現富血供強化方式[4]。腎血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma，AML)和腎嗜酸細胞腺瘤(renal oncocytoma，RO)是最常見的良性腎腫瘤，乏脂肪型AML(AML with minimal fat, MFAML)和RO均為富血供[5-6]，具有與CCRCC及CCRC相似的強化方式，術前正確鑒別良惡性腎腫瘤具有重要臨床意義[7-8]。增強CT通過定量測定腫瘤強化程度鑒別其良惡性，但各研究[6,8-12]間定量測定方法各異，結果亦不一致。本研究探討不同勾畫ROI方法對于鑒別富血供腎腫瘤的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2015年9月—2019年3月88例于中國科學院大學附屬腫瘤醫院就診的腎原發腫瘤患者，男42例，女46例，年齡13～77歲，平均(53.2±10.8)歲。納入標準：①經手術病理證實的腎原發腫瘤，且腫瘤最大截面直徑≤4 cm；②接受腎臟雙期增強掃描，且有層厚1 mm薄層重建圖像；③CT平掃未檢出明顯脂肪密度；④增強掃描皮質期或實質期腫瘤實性部分CT值≥90 HU，且與平掃CT值差值≥50 HU[9]；⑤無明顯臨床癥狀或僅有輕度腰部疼痛不適。排除圖像質量不佳者。88例中，60例CCRCC、2例CCRC、24例MFAML和2例RO，均為單側單發病灶；以CCRCC和CCRC為RCC組(n=62),MFAML和RO為良性組(n=26)。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Definition flash 64排螺旋CT行腹部掃描，范圍自膈頂至髂嵴水平，管電壓120 kV，管電流自動控制，層厚5 mm，層間距5 mm，重建層厚1 mm。于平掃后以流率4.5 ml/s注射非離子型對比劑(碘普羅胺，370 mgI/ml)1.5 ml/kg體質量，延遲約20～30 s、60～75 s行增強掃描，分別得到皮質期及實質期圖像。

1.3 圖像分析 由2名有8年以上腹部影像學診斷經驗的主治醫師采用雙盲法閱片，觀察腫瘤表現，包括位置、最大徑、生長方式(內生/外生)、囊變或壞死、假包膜、楔形征及強化均勻性，意見不一致時經討論決定。于皮質期軸位薄層圖像(層厚1 mm)上分別采用傳統方法(traditional ROI, tROI)及小ROI(small ROI, sROI)法，盡量避開腫瘤內明顯壞死/囊變區、鈣化及血管走行區和腫瘤邊緣放置圓形或橢圓形ROI，測量腫瘤及同側強化均勻腎皮質CT值，選取3個相鄰層面，每個層面測量2次，取2名醫師測量結果的均值為最終結果；并參照皮質期于平掃及實質期圖像上放置相同大小ROI，測量相應CT值。tROI法將ROI置于腫瘤實性部分強化最明顯區域，面積50～100 mm2，>強化最明顯區；sROI法僅包括腫瘤實質部分強化最明顯區域，面積10～20 mm2，盡量與該區域一致(圖1)。分別計算皮質期和實質期不同ROI腫瘤凈強化值及相對強化值。凈強化值=腫瘤CT值皮質期/實質期-腫瘤CT值平掃，相對強化值=腫瘤CT值皮質期/實質期-腎皮質CT值皮質期/實質期。

圖1 勾畫病灶ROI示意圖 黃色為tROI，面積73.14 mm2，藍色為sROI，面積13.13 mm2

1.4 統計學分析 采用SPSS 26.0統計分析軟件。以組內相關系數(inter-class correlation coefficient，ICC)評價不同醫師采用2種ROI法測量結果的一致性。以±s表示符合正態分布的計量資料，行獨立樣本t檢驗；對計數資料行χ2檢驗。繪制組間差異有統計學意義的參數鑒別RCC與良性腫瘤的受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，評價其診斷效能，計算曲線下面積(area under the curve，AUC)，以DeLong檢驗進行比較。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 組間一般資料及CT征象比較 RCC患者多為男性(34/62)，良性組患者多為女性(18/26，P=0.039)。相比良性組，RCC組假包膜(22/62)及囊變/壞死(31/62)較多見，楔形征(5/62)較少見，腫瘤強化多不均勻(44/62)(P均<0.05)。組間年齡、病灶最大徑、位置及生長方式差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1。

表1 RCC組與良性組患者一般資料及CT征象比較

2.2 組間tROI法及sROI法測量參數比較 2名醫師以tROI法測量的皮質期及實質期CT參數一致性的ICC分別為0.923及0.902(P均<0.001)，以sROI法測量的皮質期及實質期CT參數一致性的ICC分別為0.889及0.894(P均<0.001)。tROI法測量的RCC組皮質期凈強化值及相對強化值均高于良性組(P均<0.05)，組間其余CT參數差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表2；sROI法測量的RCC組各CT參數均高于良性組(P均<0.05)，見表3。

表2 tROI法測量RCC組與良性組CT參數結果(HU,±s)

表2 tROI法測量RCC組與良性組CT參數結果(HU,±s)

組別皮質期CT值實質期CT值皮質期凈強化值實質期凈強化值皮質期相對強化值實質期相對強化值RCC組(n=62)166.79±41.21107.07±21.64134.66±41.4874.94±21.98-24.74±37.53-41.67±24.30良性組(n=26)149.42±29.28105.44±18.62108.81±29.4764.83±21.26-45.07±34.15-50.66±21.48t值1.9500.3362.8831.9862.3781.636P值0.0540.7380.0050.0500.0200.106

表3 sROI法測量RCC組與良性組CT參數結果(HU,±s)

表3 sROI法測量RCC組與良性組CT參數結果(HU,±s)

組別皮質期CT值實質期CT值皮質期凈強化值實質期凈強化值皮質期相對強化值實質期相對強化值RCC組(n=62)223.25±45.46129.47±25.26188.48±46.8194.70±26.6831.91±35.9519.28±19.84良性組(n=26)177.03±37.44110.41±21.64132.75±36.7066.14±22.71-17.46±33.69-45.69±22.80t值4.5713.3615.4074.7785.9855.449P值<0.0010.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.3 ROC曲線分析 tROI法所測皮質期凈強化值及相對強化值鑒別RCC與良性腎腫瘤的AUC分別為0.692[95%CI(0.577，0.807)]及0.667[95%CI(0.546,0.789)]；sROI測定的皮質期CT值、實質期CT值、皮質期和實質期凈強化值及皮質期和實質期相對強化值的AUC分別為0.783[95%CI(0.678,0.887)]、0.748[95%CI(0.618,0.877)]、0.837[95%CI(0.747,0.927)]、0.815[95%CI(0.702,0.928)]、0.841[95%CI(0.753,0.929)]及0.812[95%CI(0.722,0.902)]，見圖2。以3.6 HU為sROI法測量的皮質期相對強化值的臨界值，其診斷敏感度為79.03%，特異度為80.77%。對tROI法測定的皮質期凈強化值及sROI法測定的皮質期相對強化值的AUC進行DeLong檢驗，結果顯示其診斷效能差異有統計學意義(Z=2.729，P=0.006)。

圖2 以tROI及sROI測量CT參數鑒別RCC與良性腎腫瘤的ROC曲線 A.tROI；B.sROI

3 討論

較小的富血供腎腫瘤形態學表現多不典型，影像學缺乏特異性，通過增強CT參數客觀判斷強化程度對鑒別其良惡性具有重要價值；采用ROI法定量測量CT參數可直接反映不同腫瘤強化程度的差異。既往研究[6,9-15]表明，定量分析腫瘤強化程度有助于鑒別良、惡性腎腫瘤。但各研究采用的勾畫ROI方法不同，導致結果存在差異，且實際工作中缺乏明確參考標準。孫翌峰等[6]以直徑10 mm的ROI進行觀察，發現CCRCC皮質期CT值高于AML及RO，其CT值均<150 HU；王慧等[9]設定ROI面積為20～80 mm2，發現CCRCC、CCRC、MFAML與RO間皮髓質期CT值均無明顯差異，CT值<150 HU，且CCRCC與MFAML間實質期CT值差異無統計學意義。KIM等[12]設置面積0.5～1.0 cm2的ROI，發現CCRCC與MFAML間皮髓質期CT值、標準化強化率及相對強化值差異均有統計學意義；但馬麗婭等[13]認為CCRCC與RO各期CT值均<150 HU，且差異無統計學意義。

本研究采用tROI法測量的CT參數中，RCC組僅皮質期凈強化值及相對強化值高于良性組，皮質期CT值均值166.79 HU；而RCC組sROI法測量的各CT參數均高于良性組，且皮質期CT值>200 HU，與既往研究[9,13]結果類似。tROI面積相對較大，包含腫瘤實性成分中強化最快、最明顯區域及部分血供稍低、強化稍晚區域，甚至少量囊變/壞死區，測值較低，導致良、惡性腫瘤間多數CT參數差異無統計學意義。本研究發現皮質期強化稍低的腫瘤區域實質期仍呈等及稍低密度，提示上述區域可能血管內對比劑彌散較慢或小血管含量相對較少。RCC具有惡性生物學傾向，腫瘤實質部分供血血管基底膜不完整，部分區域通透性較高，對比劑更易快速彌散至組織間隙內，強化更明顯；通過單獨測量其富血供區的CT值，能更好地反映其組織生物學特性，避免低強化區對定量分析的影響，經平掃及腎皮質CT值標準化后可更好地體現良、惡性腎腫瘤強化程度的差異。

選定腫瘤富血供區ROI的最大難點在于合理避開顯著強化的瘤內血管，目前缺乏明確標準。基于多數腎腫瘤強化峰值均在皮質期，且該期圖像可清晰顯示腫瘤內較粗大血管，可針對此期圖像勾畫ROI[8,14]。本研究應用層厚1 mm薄層圖像勾畫富血供區ROI，以更準確地避開部分厚層圖像中無法清晰顯示的細小血管，有利于界定ROI；2名醫師采用不同方法勾畫ROI所測CT值相關參數的一致性較佳，提示sROI法具有可重復性。

本研究的主要不足：①CCRC及RO樣本量過少，未能單獨分組進行分析；②增強掃描期相的設定可能對測量結果產生一定影響，部分腎腫瘤皮質早期即可表現為顯著強化，有待擴大樣本量進一步觀察。

綜上所述，相比tROI法，以sROI法測量CT值定量參數對鑒別富血供腎良、惡性腫瘤價值更高。