孫亞娟 姜智允 尚乃艦 孫慶鑫 陸佩歐

非小細胞肺癌(Non small cell lung cancer，NSCLC)是臨床最常見的肺癌病理類型，約占肺癌病人總數(shù)的80%左右[1]。研究顯示縱隔淋巴結轉移是決定NSCLC治療方案及評估預后的重要因素之一[2]。常規(guī)的影像學檢查方法判斷淋巴結性質主要根據其形態(tài)學特征，如形狀、大小、密度以及邊緣情況等[3]，診斷的敏感性及特異性均不高。因此，尋找一種更快速和更準確的方法是臨床工作中亟待解決的問題。雙源CT(DSCT)能量成像在一次掃描過程中可以同時獲得高、低兩種能量圖像，應用后處理軟件進行參數(shù)測定，進而判斷病灶性質[4]。本研究將雙源CT能量掃描應用于NSCLC縱隔淋巴結轉移的評估，深入探索各能量參數(shù)與縱隔淋巴結轉移之間的關系，提高NSCLC縱隔淋巴結轉移診斷的準確性，為NSCLC患者的臨床分期、選擇治療方案及評估預后提供準確依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選取2017年10月—2018年12月在我院進行雙源CT檢查的NSCLC患者共113例，其中男性67例，女性46例，年齡36～84歲，平均年齡59歲。入選標準：(1)患者無藥物過敏史，特別是碘制劑過敏史；(2)患者肝、腎及心臟功能可以接受CT增強檢查；(3)患者未進行過其它針對于肺部病變的治療；(4)患者檢查完成后限期手術；(5)有完整詳細的臨床病理資料。

1.2 掃描方案及參數(shù)

掃描前需要詳細告知病人及家屬掃描目的及注意事項，并簽署知情同意書。受檢者取仰臥位，使用西門子128層炫速雙源CT(Somatom definition flash CT)進行胸部平掃及雙能量模式增強掃描。掃描范圍從肺尖至膈下。常規(guī)平掃掃描方案：管電流110 mA，管電壓120 kV，F(xiàn)OV40 cm×40 cm。雙能量增強掃描方案：選擇雙能量掃描模式，機架旋轉時間0.28 s，螺距0.8，準直器寬度0.6 mm×128 mm，掃描層厚與層距均為5 mm，重建層厚與層距均為1 mm。臨床選用單通高壓注射器并注入碘海醇(歐乃派克)對比劑(350 mg/mL)與患者靜脈留置針相連，以3.5 mL/s注射速率進行注射，同時進行動脈監(jiān)測，采用Bolus Tracking觸發(fā)啟動掃描，當主動脈CT值達到120 Hu啟動動脈期掃描，再延遲30 s進行靜脈期掃描，獲得后處理所需全部圖像。

1.3 圖像后處理及數(shù)據測量

雙能量增強掃描動脈期和靜脈期分別得到1組100 kV圖像和1組140 kV圖像，將所有圖像傳輸至Syngo影像處理系統(tǒng)。分別將動脈期及靜脈期圖像調入后處理工作站，啟動“Liver VNC”模式進行能量減影，在縱隔窗下將碘對比劑融合比例調到100%，得到碘分布圖像，在碘圖像上分別測量所有入組縱隔淋巴結的絕對碘值、標準化碘值。本研究采用1 mm層厚圖像進行重建，同時可以實現(xiàn)3個方位的觀察，降低了測量誤差。選取縱隔短徑大于5 mm的淋巴結的均勻實性部分作為感興趣區(qū)，盡量避開出血、壞死及鈣化部分，ROI大小盡量保持一致，每個參數(shù)保證在不同位置測量3次后取其平均值。所有縱隔淋巴結均按照病理結果，同時根據AJCC制定的縱隔淋巴結分區(qū)進行測量。其中碘濃度(IC)是感興趣區(qū)內碘的濃度，反應的是組織內碘的攝取及分布情況，進而確定其血供及血管分布情況。而標準化碘濃度(NIC)是感興趣區(qū)的碘濃度除以同一層面主動脈的碘濃度后所形成的百分比，可以排除不同個體間體重、血管狀態(tài)、體循環(huán)因素等對研究結果帶來的影響，能夠更客觀更真實的反映局部的血供情況及血管狀態(tài)。

靜脈期造影劑在病灶內的分布更均勻也更接近強化峰值，同時更能反映造影劑的流出情況，所以本研究選擇靜脈期圖像進行曲線測定。選擇Monoenergetic處理程序，軟件自動生成40～190 keV(間隔10 keV)的單能量圖像，由于感興趣區(qū)CT值的變化主要集中在110 keV以前，所以選取40 keV與110 keV兩組數(shù)值進行曲線斜率的計算。選取肺部原發(fā)灶及縱隔淋巴結感興趣區(qū)的原則同上，軟件自動測量肺部原發(fā)灶及淋巴結在不同能量水平下對應的CT值，并獲得原發(fā)灶、轉移淋巴結及非轉移淋巴結的CT值隨著能量水平變化而變化的曲線圖，即能譜曲線，同時分別計算出轉移淋巴結與非轉移淋巴結的能譜曲線斜率。將測量的數(shù)據進行記錄，并進行統(tǒng)計學分析。

1.4 統(tǒng)計學分析

2 結果

2.1 病理結果

有完整病理資料的NSCLC患者為113例，其中腺癌78例，鱗癌35例。根據術后病理結果，選擇轉移淋巴結檢出率100%的組別與非轉移淋巴結檢出率100%的組別作為觀察對象，符合標準的淋巴結共97組214枚，其中100%轉移淋巴結組別為41組107枚淋巴結，其中腺癌28組(73枚轉移淋巴結)、鱗癌組13組(34枚轉移淋巴結)；100%非轉移淋巴結的組別為56組107枚淋巴結，其中腺癌32組(76枚轉移淋巴結)、鱗癌組24組(31枚轉移淋巴結)。

2.2 動脈期縱隔淋巴結轉移組與非轉移組標準化碘濃度結果的比較

動脈期縱隔淋巴結轉移組的標準化碘濃度值低，非轉移組的標準化碘濃度值高(圖1)，兩組淋巴結動脈期標準化碘濃度差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)(表1)。

圖1 動脈期轉移淋巴結與非轉移淋巴結標準化碘濃度對比

表1 NSCLC轉移淋巴結與非轉移淋巴結的標準化碘濃度對比

2.3 靜脈期縱隔淋巴結轉移組與非轉移組標準化碘濃度結果的比較

靜脈期縱隔淋巴結轉移組的標準化碘濃度值低，非轉移組的標準化碘濃度值高(圖2)，兩組淋巴結靜脈期標準化碘濃度差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)(表1)。

圖2 靜脈期轉移淋巴結與非轉移淋巴結標準化碘濃度對比

2.4 靜脈期標準化碘濃度診斷NSCLC縱隔淋巴結轉移的最佳閾值

靜脈期病灶強化接近峰值，因此本研究選擇靜脈期標準化碘濃度作為判斷NSCLC縱隔淋巴結是否轉移的指標，根據公式約登指數(shù)=敏感性+特異性-1，應用ROC曲線分析靜脈期標準化碘濃度對NSCLC淋巴結轉移的診斷效能并計算出診斷淋巴結轉移的最佳閾值，結果顯示靜脈期標準化碘濃度的最佳診斷閾值為52.45%，AUC為0.908，其診斷的敏感性是87.9%，特異性是80.4%(圖3)。

圖3 標準化碘濃度NIC評價肺癌縱隔淋巴結轉移的ROC曲線

2.5 縱隔淋巴結轉移組與非轉移組的能譜曲線對比

靜脈期造影劑在病灶內的分布更接近強化峰值，同時更能反映造影劑的流出情況，所以本研究選擇靜脈期圖像進行曲線測定。兩組淋巴結能譜曲線的初始CT值不同但其變化趨勢大致相似，均為逐漸下降的表現(xiàn)。兩組能譜曲線的前半部分(40～110 keV)走行差異相對較大；后半部分(110～190 keV)走行差異變小(圖4)。選取40 keV與110 keV兩組數(shù)值進行曲線斜率的計算，縱隔轉移淋巴結組與非轉移淋巴結組的能譜曲線斜率分別為2.011±0.133和2.347±0.098，兩者差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)(表2)。

圖4 原發(fā)灶、轉移淋巴結及非轉移淋巴結的能譜曲線對比

表2 NSCLC轉移淋巴結與非轉移淋巴結的能譜曲線斜率對比

3 討論

縱隔淋巴結轉移是NSCLC最早的及最主要的轉移途徑之一，其在術前分期、治療方案選擇、治療療效評價及生存預后評估中具有重要價值。CT檢查是臨床評價縱隔淋巴結是否轉移的最常用的檢查手段。傳統(tǒng)CT評價縱隔淋巴結轉移主要依據大小進行判斷，國際通用的標準是淋巴結短徑大于10 mm即考慮為轉移淋巴結，其敏感性及特異性均不十分理想。在臨床工作中，影像醫(yī)生一直在尋找更為準確和快速的診斷淋巴結轉移的方法。目前已有學者使用雙源CT能量技術分析同一腫瘤不同分化程度之間的差異及判斷腫瘤性疾病淋巴結的性質，并取得了初步進展[5-7]。所謂雙源CT是指由兩套X射線發(fā)生裝置和相對應的兩組探測器系統(tǒng)組成，兩套X射線發(fā)生裝置可獨立選擇管電壓和管電流。當兩個球管選擇不同的管電壓和管電流進行掃描時，就可以獲得兩種不同能量的圖像數(shù)據，然后再對獲得的原始數(shù)據進行相應的數(shù)學運算，得到兩種能量圖像，此即能量成像[8]。

首先，雙源CT能量成像可以應用碘圖評價NSCLC縱隔淋巴結的轉移情況。根據病理學基礎我們知道轉移淋巴結與非轉移淋巴結在細胞組成、血管數(shù)量與結構方面均存在差異，而這種差異會引起血流量及血流動力學的變化。CT增強對比劑主要成分是碘，因此根據碘圖圖像上測量出的碘濃度和標準化碘濃度就可以判斷出病灶的血供情況及血流動力學變化。病灶血供越多，強化程度越強，攝碘率也越高，相應的碘濃度就高。不同患者血液循環(huán)之間存在差異，為了避免對研究結果造成影響，本研究應用標準化碘濃度評價轉移淋巴結與非轉移淋巴結之間的差異。本組113例NSCLC患者共入組214枚淋巴結，其中107枚為轉移性淋巴結，107枚為非轉移性淋巴結，轉移淋巴結組與非轉移淋巴結組在動脈期及靜脈期的標準化碘濃度均有統(tǒng)計學差異，同時非轉移性淋巴結的碘濃度和標準化碘濃度總體均高于轉移性淋巴結。術后病理結果顯示非轉移性淋巴結多為反應增生性淋巴結，其內的炎性細胞及免疫因子增多，血管和淋巴管構造發(fā)生變化，導致淋巴結血管增生，血管數(shù)量增加，血管通透性增高，成為一個富血供的組織，因此碘濃度和標準化碘濃度值升高。而轉移淋巴結雖然也有血管增生，但腫瘤新生血管大部分是不成熟的血管，同時轉移淋巴結壞死率比較高，血供反而不如非轉移淋巴結好，標準化碘濃度值偏低，此結論與劉金剛[9]和楊雪君[10]的研究結果相符。本研究應用ROC曲線分析靜脈期標準化碘濃度對NSCLC淋巴結鑒別診斷效能并計算出其判斷縱隔淋巴結轉移的最佳診斷閾值為52.45%。

其次，能譜曲線也可以判斷NSCLC縱隔淋巴結轉移情況。不同物質對于X線的吸收程度是不同的，同時隨著X線能量的變化，不同物質的衰減變化程度也是不同的。雙源CT可重建出能量區(qū)間在40～190 keV范圍內的單能量圖像，其對應每一個keV水平下X線穿過物質后的衰減值，由此可以得到反映不同物質生物學特性的能量曲線圖[11]。本組病例中縱隔轉移淋巴結組與非轉移淋巴結組的靜脈期能譜曲線斜率分別為2.011±0.133和2.347±0.098。本研究結果顯示，縱隔轉移性淋巴結及非轉移性淋巴結的能譜曲線均為下降型。選取40 keV與110 keV兩組數(shù)值進行曲線斜率的計算，非轉移性淋巴結的能譜曲線斜率大于轉移性淋巴結，差異有統(tǒng)計學意義。研究者認為腫瘤細胞沿著淋巴管回流至相應淋巴結后引起局部組織缺血壞死，造成血流量減低，同時腫瘤細胞代謝活躍，引起其周圍環(huán)境的變化。非轉移性淋巴結為增生性淋巴結，在各種調控因子作用下，微血管數(shù)量增加，管腔擴張，血流量增加，因此其在40 keV時的初始CT值明顯高于轉移性淋巴結。同時非轉移淋巴結血管通透性增加，局部血流速度加快，CT值衰減速度加快，這種差異導致轉移淋巴結與非轉移性淋巴結能量衰減幅度不同，非轉移性淋巴結曲線斜率大于轉移性淋巴結。

綜上所述，利用標準化碘濃度及能譜曲線對NSCLC縱隔淋巴結轉移進行分析，打破了傳統(tǒng)影像學根據形態(tài)及大小分析判斷淋巴結轉移的局限性，為判斷肺癌的N分期提供更多有價值的信息。早期診斷已經轉移但尚未增大的淋巴結，同時排除非轉移性的增大淋巴結，對于臨床治療具有重要意義。雙源CT在評價肺癌淋巴結轉移方面還有許多有待研究的問題，今后在臨床工作中，將擴大病例數(shù)量，增加肺癌病理類型種類，同時擴展研究縱隔淋巴結是否與病灶具有同源性，為肺癌臨床診斷及治療提供更有價值信息。