王 博，譚紅娜，王攀鴿，侯 平，梁 盼，高劍波*

(1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450052；2.河南省人民醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450003)

乳腺癌是嚴(yán)重危害女性健康的常見(jiàn)惡性腫瘤之一，術(shù)前明確腋窩淋巴結(jié)狀態(tài)，對(duì)于治療及預(yù)后評(píng)估至關(guān)重要[1]。一站式CT能譜灌注成像技術(shù)兼具常規(guī)CT灌注成像和能譜成像的優(yōu)勢(shì)，可提供多個(gè)定量參數(shù)，全面反映組織和病變特性，有利于提高診斷準(zhǔn)確性，目前已初步用于研究兔VX2模型及孤立性肺結(jié)節(jié)性質(zhì)[2-3]。本研究采用一站式CT能譜灌注成像技術(shù)，分析兔腋窩轉(zhuǎn)移性和炎性淋巴結(jié)灌注參數(shù)及能譜參數(shù)特征，比較不同參數(shù)的診斷效能。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象 60只健康新西蘭純種雌性大白兔(鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供，許可證號(hào)：豫2006-0003)，體質(zhì)量2.50～3.00 kg，平均(2.77±1.43)kg，隨機(jī)分為2組，每組30只，分別建立乳腺癌腋窩轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)模型(轉(zhuǎn)移組)和腋窩炎性淋巴結(jié)模型(炎癥組)。

1.2 動(dòng)物模型建立

1.2.1 轉(zhuǎn)移組 采用VX2腫瘤株建立腫瘤荷瘤模型，取VX2腫瘤剪成1 cm3左右組織塊，與等滲氯化鈉混合制成VX2組織懸浮液，取1 ml懸浮液注入實(shí)驗(yàn)兔單側(cè)胸壁第2乳墊處建立兔乳腺癌模型，于第4周末觀察腫瘤生長(zhǎng)情況，同側(cè)腋窩觸及腫大淋巴結(jié)，即腋窩轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)模型建立成功。

1.2.2 炎癥組 將蛋黃與無(wú)菌生理鹽水勻速攪拌配成蛋黃乳膠，注射1 ml蛋黃乳膠于單側(cè)胸壁第2乳墊處及同側(cè)前肢腋?jìng)?cè)皮下，于第4周末腋窩觸及腫大淋巴結(jié)即腋窩炎性淋巴結(jié)模型建立成功。

1.3 CT掃描 采用GE Discovery HD750 CT掃描儀。于建模后第4周末對(duì)實(shí)驗(yàn)兔行一站式CT能譜灌注成像檢查。檢查前將24G密閉式靜脈留置針置入兔耳緣靜脈，深度麻醉實(shí)驗(yàn)兔，仰臥保定于掃描床，充分暴露腋窩。先行CT平掃，范圍自頸根部至腫瘤部位，管電壓80 kV，管電流100 mA，螺距0.984，矩陣512×512，層厚0.625 mm，間隔0.625 mm。依據(jù)CT平掃圖像所顯示雙側(cè)腋窩淋巴結(jié)的范圍，確定增強(qiáng)掃描的掃描起始和結(jié)束層面。采用雙筒高壓注射器以0.5 ml/s的流率經(jīng)兔耳緣靜脈團(tuán)注對(duì)比劑(碘克沙醇，320 mgI/ml)，對(duì)比劑總量4 ml，后追加8 ml生理鹽水。采用GSI Perfusion軟件進(jìn)行連續(xù)動(dòng)態(tài)掃描，注射對(duì)比劑后10 s開(kāi)始掃描，每2 s掃描1次，共掃描25個(gè)時(shí)相。增強(qiáng)掃描參數(shù)：管電壓為高低能量(140、 80 kVp)瞬間切換，管電流260 mA，螺距0.984，矩陣512×512，層厚1.25 mm，間隔1.25 mm。

1.4 圖像后處理 采用GE AW 4.6后處理工作站，對(duì)短徑>5 mm的腋窩淋巴結(jié)進(jìn)行測(cè)量。應(yīng)用Perfusion 4-body tumor軟件，選擇主動(dòng)脈作為輸入動(dòng)脈，在同一層面分別于淋巴結(jié)和主動(dòng)脈內(nèi)勾畫(huà)ROI，盡量確保ROI大小及形態(tài)一致，淋巴結(jié)ROI盡量避開(kāi)壞死液化區(qū)，測(cè)量3次取平均值。灌注軟件自動(dòng)分析獲得反映病變灌注狀態(tài)的血容量(blood volume， BV)、血流量(blood flow， BF)、平均通過(guò)時(shí)間(mean transit time， MTT)、表面通透性(permeability surface， PS)參數(shù)值及相應(yīng)偽彩圖。

選擇延遲34 s和58 s(對(duì)應(yīng)第12和24掃描時(shí)相)的灌注掃描圖像作為動(dòng)脈期和靜脈期圖像。采用GSI Viewer軟件，在動(dòng)脈期和靜脈期碘基圖上分別于淋巴結(jié)和主動(dòng)脈處放置ROI，測(cè)量其碘濃度(iodine concentration， IC)；以同層主動(dòng)脈IC為參照，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘基值(normalized iodine concentration， NIC)，NIC=淋巴結(jié)IC/主動(dòng)脈IC；分析動(dòng)脈期和靜脈期圖像淋巴結(jié)在40～70 keV間的能譜曲線斜率(λ)，λ=(40 keV CT值-70 keV CT值)/30 keV CT值。

1.5 病理檢查 完成CT檢查后處死實(shí)驗(yàn)兔，暴露并標(biāo)記腋窩短徑>5 mm的淋巴結(jié)，記錄其方位、個(gè)數(shù)，與CT所見(jiàn)進(jìn)行對(duì)照。對(duì)標(biāo)記的淋巴結(jié)進(jìn)行大體病理分析及HE染色。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。組間CT灌注參數(shù)和能譜參數(shù)的比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，并對(duì)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的參數(shù)建立Logistic回歸模型，獲得有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的聯(lián)合參數(shù)方程。繪制ROC曲線，評(píng)價(jià)各參數(shù)和聯(lián)合參數(shù)方程鑒別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與炎性淋巴結(jié)的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

30只建立乳腺癌模型的實(shí)驗(yàn)兔中，5只實(shí)驗(yàn)兔在建模過(guò)程中處死以觀察腫瘤和腋窩淋巴結(jié)生長(zhǎng)情況，1只因肺部感染死亡，最終24只實(shí)驗(yàn)兔建模成功，乳腺癌病灶直徑為(36.10±2.62)mm。30只炎癥組實(shí)驗(yàn)兔中，2只實(shí)驗(yàn)兔感染死亡，最終28只實(shí)驗(yàn)兔建模成功。以病理結(jié)果為金標(biāo)準(zhǔn)，逐一在CT圖像上對(duì)照標(biāo)記的腋窩淋巴結(jié)，共獲得轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)36枚(轉(zhuǎn)移組)，短徑5.28～11.74 mm，平均(7.50±1.84)mm；炎性淋巴結(jié)43枚(炎性組)，短徑5.10～9.38 mm，平均(6.71±1.10)mm。

轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)BF、BV均明顯高于炎性組(P均<0.05)，而2組間PS、MTT差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見(jiàn)表1、圖1。轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)動(dòng)脈期及靜脈期IC、NIC、λ均高于炎性組(P均<0.05)，見(jiàn)表2、圖2。

Logistic回歸結(jié)果顯示，聯(lián)合參數(shù)BF+動(dòng)脈期λ、BF+靜脈期λ、BF+動(dòng)脈期λ+靜脈期λ的概率方程有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，分別為：P=0.041BF+2.910動(dòng)脈期λ-12.134、P=0.055BF+2.145靜脈期λ-12.248、P=0.047BF+2.768動(dòng)脈期λ+1.798靜脈期λ-19.072。差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的CT灌注能譜參數(shù)BF、BV、IC、NIC、λ和3種聯(lián)合參數(shù)的ROC曲線分析結(jié)果見(jiàn)表3、圖3。聯(lián)合參數(shù)(BF+動(dòng)脈期λ+靜脈期λ)的AUC為0.942，以0.65為臨界值，其診斷實(shí)驗(yàn)兔腋窩乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與炎性淋巴結(jié)的敏感度和特異度分別為79.68%和95.92%。

3 討論

CT灌注和CT能譜成像已用于判斷頸部或縱隔淋巴結(jié)性質(zhì)及來(lái)源[4-6]，目前對(duì)于腋窩淋巴結(jié)的研究尚處于初步階段。一站式CT能譜灌注成像技術(shù)可在能譜成像條件下對(duì)病灶進(jìn)行灌注掃描，每一時(shí)相的灌注圖像均為能譜圖像，可獲得多個(gè)時(shí)相的灌注和能譜參數(shù)，為判斷病變來(lái)源及性質(zhì)提供更可靠的診斷依據(jù)。

表1 實(shí)驗(yàn)兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)CT灌注參數(shù)比較(±s)

表1 實(shí)驗(yàn)兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)CT灌注參數(shù)比較(±s)

組別BF[ml/(min·100 g)]BV(ml/100 g)MTT(s)PS [ml/(min·100 g)]轉(zhuǎn)移組(n=36)73.13±28.456.29±2.458.46±4.5419.79±13.90炎性組(n=43)43.56±22.154.84±2.449.90±4.4416.18±8.63t值3.7872.632-1.4311.024P值0.0010.0100.1570.524

表2 實(shí)驗(yàn)兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)能譜參數(shù)IC、NIC、λ比較(±s)

表2 實(shí)驗(yàn)兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)能譜參數(shù)IC、NIC、λ比較(±s)

組別動(dòng)脈期IC(×103 μg/ml)NICλ靜脈期IC(×103 μg/ml)NICλ轉(zhuǎn)移組(n=36)2.89±10.010.20±0.033.66±0.633.23±9.540.33±0.064.69±1.03炎癥組(n=43)2.46±8.720.17±0.312.90±0.282.48±7.050.26±0.073.67±0.53t值2.1423.9415.3663.8592.3964.856P值0.032<0.001<0.0010.0010.017<0.001

表3 CT能譜灌注參數(shù)和聯(lián)合參數(shù)鑒別實(shí)驗(yàn)兔腋窩轉(zhuǎn)移性與炎性淋巴結(jié)的效能

圖1 實(shí)驗(yàn)兔腋窩淋巴結(jié)CT灌注圖像 A～D.轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，依次為BF、BV、MTT和PS偽彩圖； E～H.炎性淋巴結(jié)，依次為BF、BV、MTT和PS偽彩圖

圖2 實(shí)驗(yàn)兔腋窩淋巴結(jié)能譜圖像 A.轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)動(dòng)脈期碘圖； B.炎性淋巴結(jié)動(dòng)脈期碘圖； C.動(dòng)脈期能譜曲線； D.轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)靜脈期碘圖； E.炎性淋巴結(jié)靜脈期碘圖； F.靜脈期能譜曲線 (L1：炎性淋巴結(jié)；L2：轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié))

本研究中轉(zhuǎn)移組兔腋窩淋巴結(jié)BF、BV高于炎癥組，而PS、MTT差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與劉云等[7-8]的結(jié)果一致。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)受腫瘤細(xì)胞侵犯，形成大量雜亂紆曲的新生血管，血流動(dòng)力學(xué)呈高灌注狀態(tài)[9]，故其BF明顯高于炎性淋巴結(jié)。MTT反映對(duì)比劑通過(guò)靶區(qū)毛細(xì)血管網(wǎng)所用時(shí)間，路徑不同，通過(guò)時(shí)間亦不同。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)新生血管內(nèi)壓力增大、流速增快，血液循環(huán)時(shí)間縮短，表現(xiàn)為MTT值減低；而B(niǎo)V值受BF和MTT影響而高于炎性淋巴結(jié)。PS為血液由毛細(xì)血管內(nèi)皮進(jìn)入細(xì)胞間隙的單向傳輸率[10]，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)新生血管基底膜不完整且管壁通透性高， PS值升高；但本研究中組間MTT值和PS值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能因腫瘤和炎癥浸潤(rùn)在侵及血管外間隙時(shí)具有類似行為，新生血管和細(xì)胞因子介導(dǎo)的炎癥誘導(dǎo)血管內(nèi)皮和血管功能的變化相似所致。

因?qū)嶒?yàn)個(gè)體間存在偏差，經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化的NIC能更直觀準(zhǔn)確地反映病變對(duì)碘的攝取能力，能譜衰減曲線反映質(zhì)量吸收系數(shù)隨能量變化的規(guī)律。因能量較高時(shí)X線衰減系數(shù)隨keV變化不大，本研究?jī)H計(jì)算淋巴結(jié)在40～70 keV之間能譜曲線的斜率λ。

本研究結(jié)果顯示轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)動(dòng)脈期和靜脈期IC、NIC、λ均高于炎癥組，與Liu等[11]研究結(jié)果一致，而與楊亮等[5,12]的結(jié)果相悖，可能與入組樣本量不同且良惡性病變種類不同有關(guān)。本研究中轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)大部分未發(fā)生液化壞死，血供仍較豐富，而炎癥組淋巴結(jié)則表現(xiàn)為以細(xì)胞增生為主的慢性淋巴結(jié)炎，其IC及NIC均低于轉(zhuǎn)移組。本研究中轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)動(dòng)脈期及靜脈期λ均高于炎癥組，提示2種淋巴結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異[11，13-14]，可能轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)正常結(jié)構(gòu)被腫瘤細(xì)胞取代，而炎性淋巴結(jié)內(nèi)是增生的淋巴濾泡，二者對(duì)X線的衰減程度不同，且碘對(duì)比劑可增強(qiáng)轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的吸收系數(shù)，導(dǎo)致能譜曲線斜率存在差異。

圖3 CT能譜灌注參數(shù)鑒別腋窩淋巴結(jié)的ROC曲線 A.灌注參數(shù)； B.能譜參數(shù)； C.聯(lián)合參數(shù)

一站式CT能譜灌注成像具有多參數(shù)優(yōu)勢(shì)，多參數(shù)聯(lián)合診斷結(jié)果的可靠性更高[15]。Logistic回歸和ROC曲線綜合分析結(jié)果顯示，本研究中3個(gè)聯(lián)合參數(shù)均有較高AUC和約登指數(shù)，以聯(lián)合參數(shù)BF+動(dòng)脈期λ+靜脈期λ的AUC最高，為0.942，約登指數(shù)為0.756。雖然聯(lián)合參數(shù)BF+動(dòng)脈期λ的特異度可達(dá)100%，但敏感度僅為72.73%，假陰性率高。

本研究尚處于探索階段，其主要不足有：①未設(shè)立單一灌注成像或能譜成像作為對(duì)照；②未對(duì)原發(fā)乳腺癌與轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)間的參數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析。

總之，一站式CT能譜灌注成像技術(shù)可同時(shí)獲得灌注和能譜參數(shù)，對(duì)鑒別實(shí)驗(yàn)兔腋窩乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與炎性淋巴結(jié)診斷效能較好，多參數(shù)聯(lián)合應(yīng)用價(jià)值更高。