雙源CT能譜曲線和碘含量測定在腎臟小腫瘤良、惡性鑒別診斷中的應用

陳杰，田慧，任永芳

新疆維吾爾自治區人民醫院 放射影像中心，新疆 烏魯木齊 830001

引言

腎臟小腫瘤（Small Renal Masses，SRMs）是指最大徑≤4 cm的腎腫瘤，隨著影像醫學的發展及體檢意識的提高，SRMs檢出率逐漸增高，但常規影像學檢查難以準確地進行良惡性定性診斷[1-2]。

腎細胞癌（Renal Cell Carcinoma，RCC）發病率占成人惡性腫瘤的3%，占原發性腎腫瘤的85%，腎透明細胞癌（Clear Cell Renal Cell Carcinom，ccRCC）占腎細胞癌的75%[3]，臨床治療上首選外科手術進行干預。腎血管平滑肌脂肪瘤是最常見的腎良性腫瘤，大多數病變內含有大量脂肪成分，在CT上呈低密度，較易對其進行診斷，約有5%病變中缺乏影像學上肉眼可測的脂肪成分，被稱之為乏脂性腎血管平滑肌脂肪瘤（Fat-Poor Renal Angiomyolipoma，fp-RAML），在常規影像學上難以與RCC鑒別[4]。Nason等[5]研究證實，大多數RAML無癥狀，病灶生長緩慢，可首選主動監視（Active Surveillance，AS）作為初始治療策略。腎嗜酸細胞腺瘤（Renal Oncocytoma，RO）是第二常見的腎良性腫瘤，缺乏特異性臨床表現及影像學特征，難以與ccRCC鑒別，其在T1期腎腫瘤手術切除中占比約為6%～12%，術后約有20%病例出現并發癥[6]。上述3類SRMs在常規影像學表現上存在重疊，鑒別診斷較為困難，本研究采用雙源CT雙能量成像技術，前瞻性分析相關雙能量參數對SRMs的鑒別診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為前瞻性、單中心研究。本研究通過了本院倫理委員會的批準（KY2018011858）。納入時間段為2018年7月至2021年3月，患者來源為泌尿外科術前評估行腎臟CT增強掃描患者，具體納排標準如下。

納入標準：① 單腎單發腫瘤，截面最大徑≤4 cm；② 行雙源CT增強掃描者；③ 所有腫瘤均經術后病理證實。

排除標準：① 腫瘤術后復發患者；② 患側腎動脈重度狹窄者；③ 掃描圖像質量差，呼吸運動偽影明顯者。

經術后病理證實分為2組，良性腎腫瘤組：RO 7例，其中男性4例、女性3例；年齡27～62歲，平均（49.13±9.31）歲；fp-RAML3例，均為女性，年齡27～45歲，平均（35.47±12.36）歲，臨床上多無明顯泌尿系癥狀。惡性腎腫瘤組：ccRCC 24例，其中男性16例、女性8例；年齡37～81歲，平均（54.50±10.61）歲；臨床上體檢發現19例（79.2%），腰部不適3例（12.5%），肉眼血尿2例（8.3%）。

1.2 檢查方法

采用 Siemens Somatom Definition Flash 二代雙源 CT機。掃描范圍自膈頂至髂前上棘水平。先行常規CT平掃，平掃參數：單能模式，管電壓120 kVp，管電流230 mAs，螺距 0.7，轉速 0.5 s/r，準直器的寬度 128×0.6 mm，重建層厚1 mm，間距0.7 mm。增強掃描對比劑注射采用高壓注射器自肘前靜脈或肘正中靜脈團注非離子對比碘海醇100 mL，濃度 300 mgI/mL，速率 3 mL/s；跟 0.9% NaCl溶液30 mL，速率3 mL/s。采用對比劑示蹤法確定動脈期延遲時間，在降主動脈內放置感興趣區（Region of Interest，ROI），ROI的閾值為100 HU，觸發閾值后自動掃描，皮質期、髓質期掃描分別在注射對比劑后的 30～35 s及 100～120 s。雙能量掃描參數：A、B管球分別為140 kVp、178 mAs和100 kVp、230 mAs，視野 32 cm，其余同平掃參數。

1.3 圖像后處理與測量

采用標準算法重建薄層單能量圖像（40～140 keV），并通過 Siemens MMWP（Syngo MMWP，Siemens Medical Solutions）工作站自動生成對應的能譜曲線，計算能譜曲線斜率[斜率＝（40 keV CT 值 -190 keV CT 值）/100]。同時，測量腫瘤及腫瘤旁正常腎實質的皮質期、髓質期碘濃度（Iodine Concentratio，IC）值，測量時將ROI設定在腫瘤顯示最大徑層面實質區及其腫瘤旁正常腎實質區，避開腫瘤壞死、囊變區及血管，每個病變及正常腎實質均測量3次，取其平均值，同時，盡可能將皮質期及髓質期ROI大小、形態及位置保持一致。

1.4 統計學分析

采用SPSS 22.0統計學軟件進行數據分析，組間分類資料用n（%）表示，比較采用χ2檢驗；計量資料用±s表示，比較采用t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組病變不同期相IC值比較

良性SRMs髓質期IC值高于惡性，其差異有統計學意義（P＜0.05），良、惡性SRMs皮質期以及正常腎皮質在增強掃描皮質期、髓質期IC值差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1和圖1。

表1 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質IC值比較（±s，mg/mL）

表1 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質IC值比較（±s，mg/mL）

注：良性腫瘤為fp-RAML和RO，惡性腫瘤為ccRCC。

分類 SRMs 正常腎皮質皮質期 髓質期 皮質期 髓質期良性SRMs（n=10） 4.83±0.87 5.36±0.49 5.92±0.95 6.43±0.67惡性SRMs（n=24） 4.41±1.68 4.02±1.52 5.80±1.09 6.31±0.85 t值 0.959 3.889 0.301 0.402 P值 0.345 ＜0.001 0.765 0.690

圖1 良惡性SRMs碘圖

2.2 兩組病變能譜曲線比較

良性SRMs皮質期、髓質期能譜斜率均大于惡性，皮質期曲線斜率差異有統計學意義（P＜0.05），髓質期曲線斜率差異無統計學意義（P＞0.05）。良、惡性SRMs病變同平面正常腎皮質在增強掃描皮質期、髓質期能譜曲線斜率差異無統計學意義（P＞0.05）,見表2和圖2。

圖2 能譜曲線圖像

表2 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質能譜斜率比較（±s）

表2 不同期相腎腫瘤及正常腎皮質能譜斜率比較（±s）

注：良性腫瘤為fp-RAML和RO，惡性腫瘤為ccRCC。

分類 腎腫瘤 正常腎皮質皮質期 髓質期 皮質期 髓質期良性SRMs（n=10） 3.73±0.17 3.99±0.73 4.42±0.53 5.11±0.26惡性SRMs（n=24） 2.58±1.47 3.04±1.20 3.94±0.35 4.81±0.67 t值 3.730 1.840 2.143 1.688 P值 0.001 0.078 0.075 0.106

3 討論

雙源CT擁有兩套獨立的球管-探測器系統，能同時獲得物質在高低能級X線下衰減的變化，可通過碘基圖定量測量組織內碘含量變化，客觀反映組織內血流動力學改變，同時也可獲得反映物質衰減特性的能譜曲線，進一步區分/鑒別病變內組織成分，提供組織內更多生物學特征，近年來多被應用于肺、乳腺、骨肌等腫瘤性病變診斷及鑒別診斷、評估惡性腫瘤分化程度及病理分級等方面[7-9]。由此，亦可為良、惡性SRMs的鑒別診斷提供新的思路。

RAML及RO是腎臟最常見的良性腫瘤[10-11]，而常規影像對良、惡性SRMs的鑒別有一定重疊。典型的RAML，由于存在脂肪成分，影像上多可直接診斷，Song等[12]提出的RAML影像學分類中將腫瘤平掃CT值大于-10 HU，但腫瘤與脾臟CT比值（Tumor-to-Spleen Ratio，TSR）＜0.71或MR化學位移成像中信號強度指數（Signal Intensity Index，SII）＞16.5%定義為fp-RAML，而部分ccRCC細胞內脂質豐富，化學位移成像中信號降低，其TSR或SII與fp-RAML具有重疊，難以對二者進行區分[13]。

RO占所有腎腫瘤的3%～7%，當以腫瘤最大徑≤4 cm為界做統計時，其發病率可增加到18%[10]，因此在SRMs中，良性病變占比并不少。大多數RO生長緩慢，年生長速度小于＜14 mm，特別是＜7 cm的RO，通常可以進行保守治療[14-15]。但也有部分研究指出RO的生長動力學與惡性腎腫瘤相似[16]，其臨床及影像學表現缺乏特異性，難以與RCC鑒別。

RCC 在 SRMs中占比可達48%～66%[17]，ccRCC 是RCC最常見的腫瘤，目前，局限性RCC的治療多首選部分腎切除術。RO、fp-RAML的治療方法與RCC有很大差異，定性診斷尤顯重要，且既往研究多關注于fp-RAML或RO與腎癌的鑒別診斷，較少著眼于良、惡性定性診斷，尤其是病變≤4 cm時的SRMs[18]。腫瘤較小時，影像學表現存在一定重疊，特別是部分ccRCC腫瘤體積小且呈持續或相對弱強化時，不易與良性腎腫瘤鑒別。

本研究為控制不同個體間循環所致偏倚，測量腫瘤IC值時，同時測量并比較腫瘤ROI同平面正常腎皮質增強掃描皮質期及髓質期IC值，發現其差異無統計學意義，提示IC值亦可客觀地反映病灶內碘攝取情況。通常情況下，腫瘤組織IC值主要取決于病變內微血管密度、新生血管含量及其對碘劑的通透性[8-9]，病變內微血管密度增加、新生血管含量豐富并通透性增高時，對比劑被快速攝取，IC值增高。本研究中，良性SRMs皮質期IC值略高于惡性，其差異無統計學意義，考慮主要與納入病例分化程度相關。RO與fp-RAML作為良性、富血供腫瘤，病變內血管含量豐富，管腔較均勻、走行較自然，對比劑快速被攝取；ccRCC作為惡性腫瘤，雖血供豐富，但腫瘤組織分化程度較低時，病變內新生血管增多、排列紊亂、走行迂曲，造影劑在細胞間隙流動緩慢，反而呈相對低攝取表現[8,19]。此外，還考慮可能與納入病例腫瘤組織大小有關，特別是較小ccRCC，IC值較CT值更能真實地反映腫瘤內部細小的囊變壞死區，且囊變壞死區表現為低攝取。

ccRCC髓質期IC值較皮質期略減低，提示腫瘤組織攝碘率于皮質期達到高峰、而后下降。鑒于腫瘤內血管數量、形態、排列特點，碘劑清除速率相對較慢，而良性SRMs隨時間延遲持續攝碘、IC值增高，且其與惡性SRMs ccRCC差異具有統計學意義，考慮與fp-RAML成分相關，fp-RAML組織學上平滑肌含量豐富，增強掃描呈延遲強化，腫瘤組織持續攝碘、IC值增高[18,20]。

能譜曲線反映了物質的衰減特性，不同病變和組織對X線衰減系數不同，根據不同的衰減系數，每一種物質都有其特有的能譜曲線[21]。良、惡性SRMs起源于腎組織內不同細胞，生物學特性不同，細胞形態及腫瘤密度不同，考慮其能譜曲線斜率亦不同。本研究依據該理論，測量ccRCC與RO、fp-RAML的能譜曲線形態及斜率，發現ccRCC斜率較低，曲線形態更平緩；RO和fp-RAML的斜率較大，曲線形態更陡峭，其皮質期斜率差異具有統計學意義，提示可能具有鑒別診斷價值，髓質期曲線斜率差異無統計學意義，與能譜曲線成像特征不相符，考慮：① 納入病例樣本量較小，可能存在偏倚；② RO、fp-RAML雖同為良性病變，但其病變數量、腫瘤組織細胞成分不同，能譜曲線走行欠一致、存在一定偏倚；③ ccRCC患者平均年齡較大，腎臟功能可能影響結果。而腫瘤ROI同平面正常腎皮質起源相同，其皮質期、髓質期能譜曲線斜率差異無統計學意義，符合上述能譜曲線成像特點。

本研究尚有不足之處：① 本研究是單中心研究，因疾病發生率的差異，本研究對象為直徑≤4 cm的腫瘤，致使納入樣本量較少，良、惡性腫瘤分組不夠均衡，同時，未能對IC值及能譜曲線斜率鑒別診斷效能進行評價；② 納入病例的最大徑≤4 cm，但腫瘤大小不一，測量時不同病變的ROI面積不等，存在一定偏倚；③ 由于納入的良性病例數少，沒有對良性病例之間的IC值和能譜曲線斜率進行比較。

綜上，對直徑≤4 cm腎良、惡性腫瘤，雙源CT雙能量成像技術可提供定量鑒別診斷依據，特別是髓質期IC值和皮質期能譜曲線斜率對二者鑒別診斷價值較大。