能譜CT 成像鑒別實(shí)性肺癌病理類型的定量參數(shù)及診斷作用分析

趙超

（天津市靜海區(qū)醫(yī)院CT 室，天津 301600）

肺癌（lung cancer）為我國常見惡性腫瘤，其早期影像學(xué)表現(xiàn)可分為磨玻璃結(jié)節(jié)肺癌與實(shí)性結(jié)節(jié)肺癌，前者以腺癌為主，惡性程度低，分期多集中在ⅠA期，后者則包括鱗癌、腺癌及小細(xì)胞肺癌，惡性程度高，分期多為ⅠA 期以后，二者分型不同，其治療方案也存在較大差異[1，2]。因此，早期發(fā)現(xiàn)并明確肺癌的病理類型，對患者治療方案的制定及預(yù)后生存尤為重要。目前，肺癌病理類型的診斷主要依賴于病理組織學(xué)檢查，但其有創(chuàng)性限制了該方案的臨床應(yīng)用[3]。能譜CT（spectral CT）成像是近年來興起的雙能量成像技術(shù)，可提高圖像質(zhì)量、完善圖像信息，其定量指標(biāo)豐富，可提供有效且多樣化的綜合分析方向[4，5]。目前，能譜CT 在肺癌病理特征方面的研究尚處于初級階段，且缺乏統(tǒng)一、規(guī)范的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，基于此，本研究結(jié)合2019 年10 月-2021 年10 月天津市靜海區(qū)醫(yī)院確診的78 例實(shí)性肺癌病例，分析能譜CT 成像鑒別實(shí)性肺癌病理類型的定量參數(shù)及診斷作用，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2019 年10 月-2021 年10 月天津市靜海區(qū)醫(yī)院確診的78 例實(shí)性肺癌病例，其中腺癌31 例，男20 例，女11 例；年齡48～79 歲，平均年齡（62.75±5.80）歲；病變最大直徑2.15～7.53 cm，平均病變最大直徑（4.90±1.81）cm；鱗癌27 例，男16例，女11 例；年齡49～78 歲，平均年齡（62.69±5.76）歲；病變最大直徑2.09～7.73 cm，平均病變最大直徑（4.87±1.74）cm；小細(xì)胞肺癌20 例，男11 例，女9例；年齡50～79 歲，平均年齡（62.72±5.80）歲；病變最大直徑2.16～5.47cm，平均病變最大直徑（4.89±1.79）cm。不同病理類型患者性別、年齡、病變最大直徑比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經(jīng)我院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有受檢者均知情且自愿參加，并簽署知情同意書。

1.2 納入和排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①行能譜CT 平掃及增強(qiáng)檢查并經(jīng)活檢病理學(xué)檢查確診為肺癌；②CT檢查配合度高，圖像質(zhì)量可滿足研究需要；③無碘對比劑過敏。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肺癌病灶內(nèi)有影響測量的磨玻璃、鈣化、大片壞死及空洞；②病歷資料不全者；③能譜CT 掃描近期接受抗腫瘤治療者；④病癥最大直徑＜2 cm。

1.3 方法 采用寶石能譜CT 掃描儀（Discovery CT750 HD，GE Healthcare Milwaukee，USA）進(jìn)行胸部能譜掃描，受檢者取仰臥位，采用寶石能譜成像模式完成平掃及多期增強(qiáng)掃描，其平掃及增強(qiáng)掃描范圍由肺尖至肋膈角水平。掃描參數(shù)：管電壓80 與140 kV 瞬時(shí)切換，管電流405 mA，層厚5.0 mm，層間距5.0 mm，探測器寬度80 mm，螺距0.984∶1，準(zhǔn)直寬度64 mm×0.625 mm。增強(qiáng)時(shí)經(jīng)肘正中靜脈注入80 ml 碘海醇（揚(yáng)子江藥業(yè)集團(tuán)有限公司，國藥準(zhǔn)字H10970327，規(guī)格：50 ml∶17.5 g），注射速率3.0 ml/s，選取主支氣管分叉水平的同層胸主動(dòng)脈監(jiān)測CT 值（Smart Prep 技術(shù)），觸發(fā)閾值設(shè)定為150 HU，達(dá)到閾值后延遲5 s 開始掃描，獲取動(dòng)脈期圖像，于動(dòng)脈期后延遲30 s 行靜脈期掃描，獲取靜脈期圖像。將所得數(shù)據(jù)導(dǎo)入處理工作站（GE AW4.5），利用GSI 專業(yè)軟件對平掃及增強(qiáng)圖像進(jìn)行后處理與測量，取病灶橫斷面最大層面及鄰近上、下層放置相同大小的感興趣區(qū)（ROI），避開血管、鈣化及壞死等區(qū)域，當(dāng)病癥密度均勻時(shí)，ROI 面積應(yīng)大于病灶橫街面積1/2；當(dāng)密度不均時(shí)，需選擇該層實(shí)性部分最多的區(qū)域進(jìn)行測量，確保平掃及動(dòng)脈期ROI 一致（大小、形態(tài)、位置），測量參數(shù)包括平掃鈣（水）濃度、有效原子序數(shù)（Eff-Z）、能譜曲線斜率（K40-65keV）與動(dòng)脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（NIC）、K40-65keV。各期每個(gè)數(shù)值均于相鄰3個(gè)層面分別測量1 次，取其平均值。K40-65keV=CT 值（40keV）-CT 值（65keV）/｜40-65｜。NIC=ICR/ICA，ICR、ICA 分別代表ROI的碘濃度、主支氣管分叉水平胸主動(dòng)脈的碘濃度。

1.4 觀察指標(biāo) ①比較不同病理類型能譜CT 定量參數(shù)，包括平掃鈣（水）濃度、Eff-Z、NIC、K40-65keV；②通過受試者工作特征（ROC）曲線分析能譜CT定量參數(shù)對實(shí)性肺癌的診斷效能；③比較不同病例類型病灶平掃能譜衰減曲線的走勢，Ⅰ型：能譜衰減曲線呈緩慢上升型，曲線斜率（K40-65keV）＜0；Ⅱ型：能譜衰減曲線呈直線或近似直線狀，0≤K40-65keV≤0.3；Ⅲ型：能譜衰減曲線呈緩慢遞減型，0.3＜K40-65keV≤0.6。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 21.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料以（x±s）表示，組間比較行t檢驗(yàn)，多組間比較行單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料以[n（%）]表示，組間比較行χ2檢驗(yàn)；采用ROC 曲線分析各病理類型的診斷效能，以P＜0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同病理類型能譜CT 定量參數(shù)比較 平掃能譜CT 定量參數(shù)Eff-Z、鈣（水）濃度及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；動(dòng)脈能譜CT 定量參數(shù)NIC 及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表1。

表1 不同病理類型的能譜CT 定量參數(shù)比較（±s）

表1 不同病理類型的能譜CT 定量參數(shù)比較（±s）

2.2 能譜CT 定量參數(shù)診斷實(shí)性肺癌的診斷效能分析 ROC 曲線分析顯示，平掃參數(shù)[鈣(水)濃度、Eff-Z、K40-65keV]與動(dòng)脈期參數(shù)（NIC、K40-65keV）診斷小細(xì)胞肺癌與非小細(xì)胞肺癌的曲線下面積分別為0.65、0.63、0.68、0.70、0.57，診斷肺腺癌與鱗癌的曲線下面積分別為0.65、0.66、0.64、0.72、0.63，見表2、圖1、圖2。

圖1 能譜CT 定量參數(shù)診斷小細(xì)胞肺癌與非小細(xì)胞肺癌的ROC 曲線

圖2 能譜CT 定量參數(shù)診斷肺腺癌與鱗癌的ROC 曲線

表2 能譜CT 定量參數(shù)診斷實(shí)性肺癌的ROC 曲線分析

2.3 不同病理類型平掃能譜衰減曲線走勢分型比較不同病理類型實(shí)性肺癌的平掃能譜衰減曲線走勢分型比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=4.346，P=0.006），其中腺癌多表現(xiàn)為Ⅲ型，鱗癌主要為Ⅱ型，小細(xì)胞肺癌則集中在Ⅳ型，見表3。

表3 不同病理類型的平掃能譜衰減曲線走勢分型比較[n（%)]

3 討論

近年來，隨著CT 領(lǐng)域的不斷發(fā)展，其應(yīng)用模式已由傳統(tǒng)單參數(shù)及形態(tài)學(xué)成像模式向多參數(shù)及功能學(xué)成像模式轉(zhuǎn)變[6]。能譜CT 成像技術(shù)正是基于這一方向發(fā)展而來的新型CT 成像手段，可通過高低能量（140 kVp 與80 kVp）旋轉(zhuǎn)的快速切換，獲取40～140 keV 共101 個(gè)連續(xù)單能量CT 值，既可生成單能量圖像，又可獲得其能譜衰減曲線、有效原子序數(shù)及物質(zhì)分離圖像[7-9]。其中，能譜衰減曲線可反映不同物質(zhì)結(jié)構(gòu)，而物質(zhì)分解圖像則用于定量測量碘/水濃度，通過以上多參數(shù)定量的分析，可進(jìn)一步掌握其病變時(shí)生物學(xué)特征[10-12]。相較于常規(guī)CT，能譜CT 具有更多的量指標(biāo)及分析工具，可更為客觀的反映腫瘤組織的細(xì)微病例變化，應(yīng)用價(jià)值更為顯著[13，14]。

本研究結(jié)果顯示，平掃能譜CT 定量參數(shù)Eff-Z、鈣（水）濃度及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌（P＜0.05）；動(dòng)脈能譜CT 定量參數(shù)NIC及K40-65keV由大到小依次為腺癌＞鱗癌＞小細(xì)胞肺癌（P＜0.05）），提示不同病理類型肺癌之間的定量參數(shù)存在顯著差異，與既往報(bào)道相似[15-17]。其中，肺腺癌的鈣（水）濃度高于鱗癌及小細(xì)胞肺癌，分析認(rèn)為腺癌較鱗癌與小細(xì)胞肺癌更易發(fā)生鈣化，因而其鈣（水）濃度明顯更高[18，19]。同時(shí)，腺癌Eff-Z 大于鱗癌與小細(xì)胞肺癌，這與其腺樣分化等病理學(xué)基礎(chǔ)有關(guān)，而鱗癌多以角化及細(xì)胞間橋?yàn)橹鳎〖?xì)胞癌則通常細(xì)胞質(zhì)較少，癌巢松散，三者化學(xué)成分及密度各不相同，因而Eff-Z 參數(shù)各異[20，21]。在NIC 方面，腺癌大于鱗癌與小細(xì)胞肺癌，這是由于腺癌的癌組織較為疏松，其間質(zhì)成分多，且具有豐富的小血管，而鱗癌的癌組織相對密實(shí)，間質(zhì)成分及血管均較少，因而動(dòng)脈期腺癌組織內(nèi)的碘含量不如腺癌[22，23]。同時(shí)，腺癌間質(zhì)成分多、細(xì)胞成分少，其細(xì)胞內(nèi)與細(xì)胞間的總體含水量較少，而鱗癌可呈堆積式生長，細(xì)胞密度高，總體含水量高，因而碘濃度相對較低[24]。

此外，曲線斜率是能譜衰減曲線的重要評定參數(shù)，其斜率高低與物質(zhì)的化學(xué)結(jié)構(gòu)及密度有關(guān)，本研究中肺癌曲線斜率高于鱗癌與小細(xì)胞肺癌，這與其分化程度、腫瘤實(shí)質(zhì)與間質(zhì)比例及壞死程度存在密切相關(guān)。經(jīng)ROC 曲線分析，平掃參數(shù)[鈣(水)濃度、Eff-Z、K40-65keV]與動(dòng)脈期參數(shù)（NIC、K40-65keV）診斷小細(xì)胞肺癌與非小細(xì)胞肺癌的曲線下面積分別為0.65、0.63、0.68、0.70、0.57，診斷肺腺癌與鱗癌的曲線下面積分別為0.65、0.66、0.64、0.72、0.63。以上參數(shù)的ROC 曲線下面積均大于0.5，表明其在實(shí)性肺癌病例類型的鑒別診斷中具有確切診斷價(jià)值，但其敏感度及特異度普遍不夠高，這與本次納入病例數(shù)較少有關(guān)，需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本獲取更為可靠的研究結(jié)論。此外，不同病理類型實(shí)性肺癌的平掃能譜衰減曲線走勢分型存在差異（P＜0.05），其中腺癌多表現(xiàn)為Ⅲ型，鱗癌主要為Ⅱ型，小細(xì)胞肺癌則集中在Ⅳ型，可見不同類型肺癌的能譜衰減曲線分型也存在較大差異。其中，能譜衰減曲線代表著感興趣區(qū)在不同能量下的CT 變化規(guī)律，其數(shù)值由物質(zhì)的化學(xué)分子結(jié)構(gòu)決定，鱗癌內(nèi)部結(jié)構(gòu)致密，腺癌多呈腺樣分化，且腫瘤實(shí)質(zhì)/間質(zhì)比值、壞死程度等方面的差異也是導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)及密度的重要原因[25，26]。

綜上所述，能譜CT 成像定量參數(shù)在不同病理類型的實(shí)性肺癌中存在顯著差異，對肺腺癌、鱗癌及小細(xì)胞肺癌均具有確切的鑒別診斷價(jià)值，值得進(jìn)一步研究。