能谱CT成像技术在不同病理类型实性肺癌中的临床价值

[文章编号]1006-2440(2021)03-0287-04
[引文格式]田双凤,田为中,夏建国,等.能谱CT 成像技术在不同病理类型实性肺癌中的临床价值[J ].交通医学,2021,35(3):287-290.
全球每年有近120万人因肺癌而死亡,占所有癌症死亡人数的19%[1-2]。

肺癌分小细胞肺癌(15%)和非小细胞肺癌(85%),非小细胞肺癌包括腺癌(40%~70%)、鳞癌(20%~30%)、大细胞肺癌(10%~15%)病理亚型[2-3]。

小细胞肺癌较非小细胞肺癌对放化疗反应快,但预后更差,术前确定肺癌病理组织类
型对选择系统、精准的治疗十分重要
[2-4]。

活检行免疫
组化染色对肺癌病理分析具有重要作用[4],但由于一些肿瘤位置深,或靠近心脏大血管、大骨骼而不适合侵入性检查。

寻找一种既可以帮助确定肿瘤组织类型,提供病变生物学信息,又相对安全的方法十分必要。

能谱CT 成像技术基于在高低能量(140kVp 和80kVp )一次旋转过程中的快速切换,既可生成40~140keV 的单能量图像,也可生成用于定量测量碘/水浓度的物质分解图像和反映不同物质结构的能谱衰减曲线,通过多参数定量分析,在一定程度上反映
病变生物学特征
[5-6]。

本研究收集2018年7月—2019
年10月我院181例经病理确诊的肺癌患者影像学资料,回顾性分析静脉期能谱CT 成像在鉴别实体性肺癌病理类型中的价值,为临床制定合理的治疗方案提供有价值的信息。

1资料与方法1.1
一般资料
经手术切除或活检证实为肺癌的
181例患者,其中男性116例,女性65例,年龄42~87
岁,平均67岁;手术或活检前均采用Revolution CT (GE Healthcare ,密尔沃基,美国)行能谱增强胸部CT 成像扫描。

入组标准:(1)CT 图像清晰,无明显伪影;(2)CT 显示实性结节且肿块最大直径>10mm ;(3)病理证实为腺癌、鳞癌及小细胞癌。

181例中18例病灶最大直径≤10mm ,30例病灶呈磨玻璃样改变,12例病理证实为其他类型肺癌均予排除,最后纳入121例,腺癌70例,鳞癌35例,小细胞肺癌16例。

1.2
检查方法
患者取仰卧位,深吸气后屏气状态
下扫描,扫描范围从肺底至肺尖。

扫描参数:高、低能量(140kVp 和80kVp )快速(0.25ms )切换,管电流自动调节,X 线球管转速0.5s/r ,扫描层厚为5mm ,层间距为5mm ,自动重建为1.25mm 层厚及层间距图像,螺距为0.992。

采用高压注射器将造影剂(碘海醇300mg/L )经外周静脉以2.5mL/s 速率注入,剂量为80mL 。

注射结束后,采用Smart Phase 阈值触发技术开始动脉期扫描,监测层面置于降主动脉,触发阈值为120HU ,动脉期扫描后延迟20s 行静脉期
*[通信作者]李瑗,E-mail :*****************
能谱CT 成像技术在不同病理类型实性肺癌中的临床价值
田双凤1,田为中2,夏建国2,胡剑峰2,李
瑗2*
(1大连医科大学研究生院,辽宁116044;2泰州市人民医院影像科)
[摘
要]目的:探讨能谱CT 成像定量参数在鉴别诊断实性肺癌病理类型中的应用价值。

方法:实性肺癌患者
121例,其中腺癌70例,鳞癌35例,小细胞肺癌16例。

通过能谱分析软件GSI Viewer 测定三种病理类型肺癌静脉期
的能谱CT 成像定量参数,包括碘浓度(IC )、水浓度(WC )、70keV 时CT 值(CT70keV ),计算能谱衰减曲线斜率(K )及
标准化碘浓度(NIC )。

结果:肺腺癌静脉期IC 、NIC 、CT70keV 及K 高于肺鳞癌和小细胞肺癌,WC 低于鳞癌和小细胞肺癌,差异均具有统计学意义(P <0.05);鳞癌静脉期IC 、NIC 、CT70keV 、K 高于小细胞肺癌,WC 低于小细胞肺癌,但差异均无统计学意义(P >0.05)。

ROC 曲线分析表明,IC 和K 鉴别腺癌和非腺癌的AUC 较大,分别为0.814、0.813,IC 的敏感度和特异性分别为74.29%、76.47%,K 的敏感度和特异性分别为72.86%、78.43%。

结论:能谱CT 成像定量参数对鉴别实性肺癌病理类型有一定参考价值。

[关键词]实性肺癌;病理类型;能谱CT 成像
[中图分类号]R734.2
[文献标志码]B
[DOI ]10.19767/ki.32-1412.2021.03.023
扫描。

1.3图像后处理及数据分析将1.25mm层厚的静脉期原始图像传输至GE AW4.7后处理工作站进行后处理,GSI Viewer软件进行图像分析处理,自动生成40~140keV单能量图像和碘-水基物质分解图。

选择病灶均匀实性部分勾画感兴趣区(ROI),注意避开液化、坏死、肺不张、血管及钙化等区域。

通过粘贴复制功能,保证勾画的70keV单能量图像与碘-水基物质图像的ROI位置、大小和形状相同。

ROI面积范围15~250mm2,由同一位影像科医师勾画所有ROI以避免观察者之间的误差。

为减少测量偏差,ROI在病灶三个层面进行测量,计算平均值。

分别从静脉期的70keV单能量图像和碘—水基物质分解图像测量静脉期病灶的70keV时的CT值(CT70keV)、碘浓度(IC)和水浓度(WC)。

为减少循环状态和扫描次数引起的变异,将病变IC除以同层面主动脉或锁骨下动脉IC,得到标准化碘浓度(NIC)。

计算能谱衰减曲线斜率(K):K=(CT40keV-CT100keV)/60。

1.4统计学处理应用SPSS20.0统计学软件分析数据。

计量资料以x⎺依s表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验。

采用受试者工作特征曲线(ROC)分析能谱CT参数在鉴别腺癌与非腺癌的诊断效能。

P<0.05为差异有统计学意义。

2结果
2.1不同病理类型肺癌能谱定量参数比较不同病理类型肺癌间静脉期IC、NIC、CT70keV、K及WC 比较,差异均具有统计学意义(P<0.05),见表1。

肺腺癌静脉期IC、NIC、CT70keV及K高于肺鳞癌和小细胞肺癌,WC低于肺鳞癌和小细胞肺癌,差异均具有统计学意义(P<0.05)。

鳞癌静脉期IC、NIC、CT70 keV、K高于小细胞肺癌,WC低于小细胞肺癌,但差异均无统计学意义(P>0.05),见表1。

组别n IC(mg/mL)NIC WC(mg/cm3)CT70keV(HU)K 腺癌7025.22±6.23*△0.42±0.15*△1015.99±12.89*△81.54±15.59*△ 2.99±0.74*△鳞癌3518.76±4.540.34±0.101021.26±9.0770.05±13.79 2.23±0.54小细胞肺癌1616.92±5.670.30±0.091022.31±8.4167.38±17.20 2.09±0.56 F值22.848.73 3.619.7221.59 P值<0.05<0.05<0.05<0.05<0.05
表1不同病理类型肺癌静脉期能谱参数比较
与鳞癌比较,*P<0.05;与小细胞肺癌比较,△P<0.05
2.2能谱CT定量参数鉴别肺腺癌与非腺癌的诊断效能ROC曲线分析表明,IC鉴别腺癌和非腺癌的敏感度、特异性、AUC分别为74.29%、76.47%和0.814,NIC为31.43%、100%和0.688,K为72.86%、78.43%和0.813,CT70keV为58.6%、80.4%和0.713, WC为62.7%、61.4%和0.630。

IC和K是鉴别肺腺癌与非腺癌的有效参数。

见图1。

3讨论
根据能谱成像原理,可以通过两种基本物质(基物质)的组合产生相同的衰减效应来显示任何结构或组织,在增强扫描能谱成像中碘—水是最常用的物质对。

能谱CT可以对组织中IC进行准确定量分析,间接反映肿瘤血流灌注情况[7]。

有文献报道,由于在动脉期造影剂短时间内不能完全填充微血管,而在静脉期造影剂长时间延迟,可充分填充微血管,并穿透基底膜进入细胞间隙,因而静脉期IC更能有效反映肺癌血供分布[8-9]。

ZHANG等[8]报道肺癌不同病理类型间静脉期IC及NIC有显著差异,而动脉期IC 及NIC的差异无统计学意义。

因此,本研究选择静脉期作为研究期相。

肿瘤内强化程度及模式主要取决于微血管密度(MVD)和碘造影剂渗入细胞间隙的数量[8]。

李琦[9]
研图1静脉期能谱参数鉴别腺癌与非腺癌的ROC曲线
究发现,肺癌MVD与动脉期、静脉期及延迟期IC、NIC呈正相关,肺癌MVD与静脉期IC相关性最好,其次为延迟期,而与动脉期相关性最小。

癌组织MVD越高,能谱CT的IC越大。

BIRAU等[10]研究表明,肺腺癌MVD最高,大细胞肺癌MVD最低,肺鳞癌和小细胞肺癌介于两者之间。

本研究发现,肺腺癌静脉期IC、NIC高于鳞癌和小细胞肺癌,差异均有统计学意义(P<0.05),鳞癌静脉期IC、NIC高于小细胞肺癌,但差异均无统计学意义(P>0.05),与上述文献报告的结果类似。

另外,本研究显示腺癌静脉期WC 低于鳞癌和小细胞肺癌,差异均有统计学意义(P< 0.05);鳞癌WC低于小细胞肺癌,但差异无统计学意义(P>0.05)。

鳞癌多呈堆积式生长,小细胞癌多呈弥漫生长,单位体积内肿瘤细胞较多,含水量更高,而腺癌呈多元化生长,细胞间质较丰富,单位体积内肿瘤细胞相对较少,含水量亦较低,因而腺癌静脉期WC低于鳞癌和小细胞肺癌。

能谱衰减曲线反映物质或结构在40~140keV 能量范围内CT值的衰减,反映物质能量衰减的特性,由于结构和化学成分不同,每一种物质都有特有的能谱曲线[7]。

本研究发现肺腺癌静脉期K高于鳞癌和小细胞肺癌,差异均有统计学意义(P<0.05),而肺鳞癌与小细胞肺癌静脉期K的差异均无统计学意义(P>0.05)。

这可能与肿瘤生长方式有关,肺腺癌以伏壁生长为主,多呈腺样分化,可出现黏液;肺鳞癌以癌细胞堆积生长为主,常见角化珠及细胞间桥,内部结构紧密;小细胞癌多呈弥漫生长,癌细胞排列常呈巢状、梁状、器官状等,内部结构变化较小。

由于肺腺癌、鳞癌和小细胞肺癌的结构、密度不同,以及增强后因MVD不同致使碘含量差异,导致能谱曲线衰减斜率存在差异。

陈良新等[11]研究发现动脉期K 小细胞肺癌>鳞癌>腺癌,差异均具有统计学意义(P<0.05);胡蓉等[12]研究发现腺癌动静脉期K与鳞癌存在差异,而小细胞肺癌与腺癌及鳞癌无显著差异。

这可能是由于研究的增强期相不同,或是计算能谱衰减曲线斜率范围不同。

能谱CT可以将传统X线混合能量分解成40~ 140keV连续不断的101个单能量,文献报道70 keV单能量图像质量最好,CNR值最高[13]。

本研究发现,肺腺癌静脉期CT70keV高于肺鳞癌和小细胞肺癌,差异均具有统计学意义(P<0.05),鳞癌静脉期CT70keV高于小细胞肺癌,但差异无统计学意义(P>0.05)。

肺腺癌MVD高于肺鳞癌和小细胞肺癌,增强后腺癌的碘含量高于鳞癌和小细胞肺癌,加上碘密度高,因而肺腺癌静脉期CT70keV高于鳞癌和小细胞肺癌。

本研究存在一些不足之处。

首先,小细胞肺癌样本量较少。

其次,未排除肺癌组织病理分化程度的差异,不同分化程度可导致血管成熟差异。

第三,为了方便勾画ROI,排除直径小于10cm肿瘤,可能存在选择偏差。

第四,由于未测量肿瘤平扫时能谱CT成像的CT70keV和K,不能肯定静脉期的差异是由肿瘤组织结构、密度不同所致还是由增强后碘含量不同所致。

总之,不同病理类型实性肺癌的能谱CT定量参数不同,有助于无创性评估肺癌病理类型,为临床确定治疗方案和评估患者预后提供参考。

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