唐彩銀，張繼，田為中

泰州市人民醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像科，江蘇 泰州 225300

引言

食管鱗狀細(xì)胞癌在發(fā)展中國家是發(fā)生率和死亡率比較高的腫瘤，反映食管鱗狀鱗細(xì)胞癌侵襲程度重要指標(biāo)TNM（Tumor，Node，Metastasis）分期以及腫瘤分化程度[1]。CT紋理分析是當(dāng)前比較熱門一種技術(shù)，它是通過對傳統(tǒng)圖像進(jìn)行后處理，對圖像的強(qiáng)度和空間分布特點進(jìn)行數(shù)學(xué)分析和運(yùn)算。從而量化紋理特征的一種方法，它能夠反映腫瘤內(nèi)部的異質(zhì)性。近些年通過CT紋理參數(shù)來研究食管鱗狀細(xì)胞癌術(shù)后治療效果比較多，對通過增強(qiáng)CT圖像來研究相關(guān)的腫瘤分期的比較少，目前僅有的也是和PET/CT相關(guān)的，所以我們假定隨著腫瘤侵襲程度的發(fā)展，在腫瘤生物結(jié)構(gòu)也在作細(xì)微變化，通過CT紋理分析參數(shù)來研究表達(dá)[2-4]。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性研究我院從2016年1月至2017年12月間經(jīng)手術(shù)病理證實的食道鱗狀細(xì)胞癌患者52例，納入的標(biāo)準(zhǔn)：① 所有患者術(shù)前在同一CT機(jī)上使用同一掃描序列行胸部、腹部二期CT掃描，包括平掃和增強(qiáng)；② 有準(zhǔn)確的術(shù)后病理T和N分期的；③ 感興趣的腫瘤病灶必須大于5 mm的；④ CT檢查前未進(jìn)行放、化療等治療。

52例食管鱗狀細(xì)胞癌患者被列入研究數(shù)組中，臨床病理特征如表1所示。

表1 食管鱗狀細(xì)胞癌患者臨床病理特征

1.2 儀器與方法

在檢查前，需禁食至少6 h，訓(xùn)練病人屏氣。采用西門子64層螺旋CT，以胸部的標(biāo)準(zhǔn)采集圖像。掃描方案：先平掃，增強(qiáng)掃描在注入造影劑后25～30 s；掃描范圍：從口咽一直到賁門；掃描參數(shù)：管電壓120 kVp；管電流250～350 mA；層厚5 mm；層間距5 mm；矩陣512×512；旋轉(zhuǎn)時間0.7 s；螺距1.375；重建算法，標(biāo)準(zhǔn)窗。使用非離子型對比劑（歐乃派克，碘含量350 mg/mL）經(jīng)外周靜脈注入，注射速率為3.0 mL/s，劑量為100～120 mL。

1.3 影像分析

由1名低年資放射科住院醫(yī)師和1名具有15年以上胸部CT診斷經(jīng)驗的放射科副主任醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行讀片。紋理分析采用Image J軟件，將平掃和增強(qiáng)的圖像分別加載到該軟件中，腫瘤的ROI選擇在腫瘤軸位圖像上最大徑層面，再上下各取連續(xù)兩個層面沿著腫瘤的邊界手動畫出，包括腫瘤內(nèi)的壞死組織，但要避開鄰近的水和空氣。

1.4 紋理分析

ROI選取后，基于CT的CT值，經(jīng)紋理和直方圖算法分析產(chǎn)生，方差、均值、熵、偏度、峰度參數(shù)。每個參數(shù)測量3次，取均值。

1.5 病理分析

手術(shù)由工作經(jīng)驗在10年和18年以上的兩名胸外科醫(yī)生完成。病理由診斷經(jīng)驗在7年以上的病理科醫(yī)師完成。腫瘤的病理類型、分化程度、組織的T、N分期采用美國癌癥聯(lián)合會（第7版本）。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPASS 20.0進(jìn)行統(tǒng)計分析。使用t檢驗來評價紋理分析參數(shù)在平掃和增強(qiáng)CT圖像上進(jìn)行T、N分期以及腫瘤分化程度的差異。其中T分期比較將T1和T2患者歸為T1-2，T3和T4患者歸為T3-4，比較T1-2與T3-4。使用受試者工作曲線（ROC）來評估有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)對T、N分期的診斷性能。制圖使用Graphpad Prism 7軟件。P＜0.05被認(rèn)為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

患者68歲，病理診斷低分化鱗狀細(xì)胞癌，腫瘤分期（T2N1M0）。軸位CT平掃見食道周圍類圓形腫塊，劃線區(qū)為病灶選取的感興趣區(qū)ROI（圖1a）；相應(yīng)的增強(qiáng)圖像顯示病灶中等強(qiáng)化（圖1b），病灶的感興趣區(qū)平掃CT圖像直方圖分布顯示：均值26.10，方差13.57，偏度-1.83峰度47.62，熵2.95（圖2a）；病灶感興趣區(qū)增強(qiáng)圖像直方圖分布顯示：均值44.75，方差21.54，偏度2.53，峰度48.2，熵 4.16（圖 2b）。

圖1 低分化鱗狀細(xì)胞癌患者軸位CT平掃結(jié)果（a）和增強(qiáng)結(jié)果（b）

圖2 病灶的感興趣區(qū)平掃CT（a）和增強(qiáng)CT（b）圖像直方圖

2.1 CT紋理分析參數(shù)在食管鱗狀細(xì)胞癌病理T、N分期上的比較

采用獨立的t樣本檢驗，平掃與增強(qiáng)CT紋理分析參數(shù)在食道鱗狀細(xì)胞癌T1-2與T3-4期比較是有意義的。熵值和峰度在平掃CT上對辨別T1-2與T3-4分期有意義；熵值在增強(qiáng)CT上可以辨別T1-2和T3-4分期是有意義（表2）。熵值在平掃和增強(qiáng)CT上對淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移是有統(tǒng)計學(xué)意義（表3）。

2.2 CT紋理參數(shù)對食管鱗狀細(xì)胞癌診斷效能

ROC曲線分析中，熵值鑒別食管鱗狀細(xì)胞癌T1-2與T3-4對應(yīng)的平掃AUC為0.733，95%CI為0.622～0.845熵值鑒別食管鱗狀細(xì)胞癌T1-2與T3-4對應(yīng)的增強(qiáng)AUC為0.862，95%CI為0.775～0.949（圖3）；熵值在鑒別食管鱗狀細(xì)胞癌淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移對應(yīng)平掃AUC為0.830，95%CI為0.740～0.919，熵值在鑒別食管鱗狀細(xì)胞癌淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移對應(yīng)增強(qiáng)AUC為0.942，95%CI為0.893～0.991（圖4）。

3 討論

目前通過紋理分析定量技術(shù)來對腫瘤異行性的研究是當(dāng)今影像組學(xué)研究的熱點。本文主要通過統(tǒng)計法即統(tǒng)計圖像的像素強(qiáng)度以及分布規(guī)律來分析圖像的紋理特征，使用灰度共生矩陣方法來實現(xiàn)。通過紋理特征的分析來反映出機(jī)體組織內(nèi)的病理精細(xì)變化，從而對多種疾病來鑒別以及對腫瘤術(shù)前侵襲程度進(jìn)行有效的評估。組織的異質(zhì)性主要反映了組織結(jié)構(gòu)和各種潛在內(nèi)的生理變化，其中包括血供改變、缺氧改變以及遺傳變化，通常的這樣的變化通過診斷醫(yī)生的肉眼是無法識別的，只有借助計算機(jī)輔助分析才能識別。研究表明，CT紋理分析可以反映血管化的腫瘤異質(zhì)性與細(xì)胞分析差異[5-6]。本文通過數(shù)據(jù)分析表明CT紋理分析的參數(shù)在食管鱗狀細(xì)胞癌T、N分期上存在相關(guān)性。發(fā)現(xiàn)熵和峰度在平掃CT上可以區(qū)分T1-2與T3-4，熵在增強(qiáng)圖像上可以鑒別T1-2與T3-4圖像的峰度和熵值明顯偏高，峰度和熵是食管鱗狀細(xì)胞癌分期有統(tǒng)計學(xué)意義。熵是反映的紋理的雜亂度和復(fù)雜度，是像素空間分布的反映。許多研究表明熵在結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移預(yù)后評估以及在預(yù)測肺癌放療后復(fù)發(fā)的評估價值有著重要的作用[7-8]。研究表明，39例轉(zhuǎn)移腎癌患者接受2周期TKI治療，通過紋理參數(shù)分析比較治療前后的增強(qiáng)CT圖像，熵值下降3%～45%，通過回歸分析顯示紋理值熵值是疾病進(jìn)展的獨立預(yù)測因子[4]。

表2 平掃與增強(qiáng)CT紋理分析參數(shù)在食道鱗狀細(xì)胞癌T1-2與T3-4的比較

表3 平掃與增強(qiáng)CT紋理分析參數(shù)在食道鱗狀細(xì)胞癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的比較

圖3 熵值在鑒別食管鱗狀細(xì)胞癌T1-2與T3-4 ROC曲線圖

圖4 熵值在鑒別食管鱗狀細(xì)胞癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移ROC曲線圖

數(shù)據(jù)分析表明熵值在平掃和增強(qiáng)CT對食管鱗狀細(xì)胞癌的N期中，能夠區(qū)別淋巴結(jié)是否轉(zhuǎn)移。CT對淋巴結(jié)的判斷一直以大小測量來衡量，這樣的準(zhǔn)確度一直在10%到50%[9]。腫瘤的內(nèi)部包括不同的組成，有分化密集的細(xì)胞，壞死組織，出血等改變，通過CT紋理參數(shù)定量分析來評價腫瘤的侵襲程度[10]。淋巴結(jié)對腫瘤的分期以及術(shù)后的治療非常重要，影像學(xué)常用淋巴結(jié)的形態(tài)特征來鑒別是否轉(zhuǎn)移。有研究顯示，轉(zhuǎn)移也可發(fā)生在正常形態(tài)大小的淋巴結(jié)中，所以通過測量淋巴結(jié)的大小并不準(zhǔn)確[11-14]。這樣通過紋理分析來研究淋巴結(jié)有了新的價值，在增強(qiáng)CT上，熵值可以反映腫瘤供血的異質(zhì)性上，我們發(fā)現(xiàn)隨著腫瘤血供異質(zhì)性的增加，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的幾率也在增加，它們之間呈正相關(guān)聯(lián)。通過大量結(jié)腸癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移患者研究表明惡性淋巴結(jié)的分?jǐn)?shù)維度比良性淋巴結(jié)高，據(jù)此判斷淋巴結(jié)的準(zhǔn)確率高達(dá)88%，因此對淋巴結(jié)的紋理屬性研究有助于術(shù)前判斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移情況[15-16]。

本研究的局限主要以下幾點：① 本文采用的是回顧性研究，由于樣本的數(shù)目不夠大，存在固有的局限性和不可預(yù)測性；② 對病灶紋理參數(shù)的分析主要來自單幅圖像上的最大層面，沒有能夠?qū)Σ≡钸M(jìn)行三維立體重建，那個對病灶的選取更全面；③ 以及對ROI的選取存在人為的差異，不可避免的影響。

4 結(jié)論

綜上所述，CT紋理分析對食管鱗狀細(xì)胞癌在T1-2與T3-4分期以及淋巴結(jié)的轉(zhuǎn)移提供了客觀、可靠的依據(jù)。