房 玥，王國蓉，王志偉，金征宇

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京100730

結直腸癌是世界上最常見的腫瘤之一，全球每年至少有100萬例新發(fā)的結直腸癌患者[1]。2015年中國癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國結直腸癌的發(fā)病率、病死率在全部惡性腫瘤中均位居第5位，其中新發(fā)病例37.6萬，死亡病例19.1萬[2]。在結直腸癌患者中，未發(fā)生遠處轉移的患者預后情況較好，而一旦發(fā)生遠處臟器的轉移，其死亡率就會明顯升高[3]，所以早期發(fā)現(xiàn)并確診結直腸癌的遠處轉移病灶非常重要。文獻報道大約有40%的結直腸癌患者在診斷或治療過程中會出現(xiàn)遠處轉移，而其中病灶通過淋巴道轉移到周圍淋巴結或通過血液循環(huán)途徑轉移到肝臟最為常見[4]。有研究認為存在淋巴結轉移的患者更容易發(fā)生遠處轉移，所以臨床對于此類患者其他臟器轉移灶的排查也會更加仔細，從而盡早處理以提高患者的生存率[5]。但是，在臨床中也會遇到大約20%的結直腸癌患者為淋巴結陰性，卻同時性地發(fā)生遠處臟器轉移的情況，然而，現(xiàn)有的臨床病理因素中對于此類患者沒有特異性的提示指標[6]。本研究旨在通過CT紋理技術提高對淋巴結陰性結直腸癌患者同時性遠處轉移病灶的檢出率，從而為臨床早期治療的選擇提供一定的幫助，使患者能夠有更好的預后及更長的生存時間。

對象和方法

對象收集2014年7月至2018年11月在本院進行手術治療的82例淋巴結陰性結腸癌患者的資料，其中男51例、女31例，平均年齡 （62.4±12.2）歲；在82例患者中，12例為淋巴結陰性結腸癌伴同時性遠處轉移、70例為淋巴結陰性結腸癌不伴同時性遠處轉移。所有患者均行術前的腹盆部CT平掃與增強掃描。

掃描方法患者取仰臥位，使用Siemens Somatom Definition雙源CT掃描機進行腹盆部CT平掃和增強掃描，掃描范圍為自雙側膈肌水平至恥骨聯(lián)合處。使用高壓注射器經(jīng)患者肘前靜脈以2.5 ml/s的速度注入對比劑碘海醇 （370 mgI/ml）90 ml，注射藥物后延遲60 s采集門靜脈期圖像。

紋理分析將所有圖像上傳至TexRAD工作站，使用TexRAD紋理分析軟件 （TexRAD Ltd，www.texrad.com，part of Feedback Plc， Cambridge， UK） 對病變圖像進行紋理分析。由兩位分別具有3年和5年工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師進行閱片分析，二者意見不一致時協(xié)商解決。另由1名經(jīng)過3年專業(yè)培訓的放射科住院醫(yī)師使用TexRAD軟件對82個腫瘤病灶進行測定。對每一個病灶，在CT平掃及門脈期增強掃描圖像中選擇病灶的最大層面，沿腸壁的異常增厚區(qū)勾畫感興趣區(qū)域 （region of interest，ROI）， 且使ROI的面積盡可能達到最大。設置CT閾值，將ROI內所有像素中CT值小于-50 HU的部分自動過濾。紋理分析利用高斯-拉普拉斯算法進行選擇性圖像濾波處理，然后通過灰度直方圖分析獲得定量的紋理參數(shù)值，包括平均灰度值（像素的平均值）、標準差、熵值 （像素強度分布的不規(guī)則性）、偏度值 （直方圖的不對稱性）、峰值 （直方圖的銳度）及正像素平均值共6個參數(shù)[7-8]。空間縮放因子 （spatial scaling factor，SSF）表示由濾波器突出顯示的圖像特征的大小，圖像特征的半徑為0、2、3、4、5和6 mm。SSF=0表示無過濾的原始圖像，SSF=2表示經(jīng)過過濾的精細紋理圖像，SSF=3～5表示經(jīng)過過濾的中等紋理圖像，SSF=6表示經(jīng)過過濾的粗糙紋理圖像[9]。在平掃與增強圖像上分別勾畫ROI獲得病變的各項紋理參數(shù)。

統(tǒng)計學處理采用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計分析。使用卡方檢驗分析計數(shù)資料，將統(tǒng)計過程中的性別、年齡、部位、分化程度、T分期、脈管瘤栓轉化為計數(shù)資料進行分析。使用曼-惠特尼檢驗分析最大淋巴結短徑、術前糖類抗原19-9、術前血清癌胚抗原 （carcino-embryonic antigen，CEA）、術前平掃及增強CT圖像中各項紋理參數(shù)在發(fā)生同期遠處轉移與未發(fā)生同期遠處轉移兩組間的差異 [紋理參數(shù)中不符合正態(tài)分布，取其中位數(shù)（四分位數(shù)間距）]，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義，之后將在CT圖像上差異具有統(tǒng)計學意義的指標進行Logistic回歸分析。使用受試者工作特征 （receiver operating characteristic，ROC）曲線評價對于診斷同期轉移灶有統(tǒng)計學意義的臨床指標及影像學指標，分別計算他們的尤登指數(shù)，當取尤登指數(shù)最大值時，曲線下面積值為最大，同時所得到的診斷轉移灶的敏感性和特異性最高。

結 果

淋巴結陰性伴遠處轉移患者的基本情況入組的82例淋巴結陰性結直腸癌患者中，男51例、女31例，年齡27～82歲，平均 （62.4±12.2）歲。82例中有12人發(fā)生了同時性的遠處轉移，其中11例轉移病灶出現(xiàn)在肝臟、1例出現(xiàn)在盆腔。在11例發(fā)現(xiàn)肝臟轉移灶的患者中，有2人同時發(fā)現(xiàn)肺臟的轉移，1人同時發(fā)現(xiàn)十二指腸的轉移，另有1人同時發(fā)現(xiàn)脾臟的轉移。在11例肝轉移病灶中，6例為術前CT提示轉移灶并在術中確診；5例因病灶較小，術前CT提示轉移灶可能，在之后的隨訪中迅速增大從而確診。1例十二指腸轉移灶為術前CT提示轉移病灶在術中確診；余2例肺臟、1例脾臟和1例盆腔轉移灶均為術前CT提示轉移灶可能，在短期隨訪中確診。

淋巴結陰性伴遠處轉移患者的各項指標分析患者的各項臨床病理指標除術前CEA值差異有統(tǒng)計學意義 （P=0.023）外，其余指標差異均無統(tǒng)計學意義（P均＞0.05） （表1）。在CT平掃圖像上，SSF=3時的偏度值在兩組間的差異有統(tǒng)計學意義 （P=0.031），其余SSF取值的兩組圖像的紋理參數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義 （P均＞0.05）；在CT增強掃描圖像上，SSF=2、3、5、6時的熵值在兩組間的差異均有統(tǒng)計學意義（P分別為0.048、 0.027、 0.016、 0.017）， SSF=2的峰度值在兩組間的差異有統(tǒng)計學意義 （P=0.026），其余SSF取值的兩組圖像的紋理參數(shù)差異均無統(tǒng)計學意義 （P均 ＞0.05） （圖1、 2， 表2）。

淋巴結陰性伴遠處轉移患者的有效指標的綜合分析將具有統(tǒng)計學差異的多個參數(shù)進行綜合分析，繪制ROC曲線，結果顯示綜合平掃圖像上SSF=3的偏度值與增強圖像上SSF=2、3、5、6的熵值和SSF=2的峰度值這6個參數(shù)時，當進行尤登指數(shù)計算后，界值取0.636時的ROC曲線下面積最大，相應的診斷敏感性為75%、特異性為89% （圖3）。在臨床病理指標中，差異具有統(tǒng)計學意義的為CEA值，對其分析繪制ROC曲線，同樣進行尤登指數(shù)計算后，當CEA界值取0.454時的ROC曲線下面積最大，相應的診斷敏感性為70%，特異性75% （圖4）。

表1 有遠處轉移和無遠處轉移組之間各項臨床病理指標 （n）Table 1 Clinicopathological parameters between distant metastasis group and non-distant metastasis group （n）

圖1 女，50歲，淋巴結陰性結直腸癌伴肝臟轉移灶Fig 1 Lymph node-negative colorectal cancer with liver metastasis in a 50-year-old female patient

圖2 女，49歲，淋巴結陰性結直腸癌不伴遠處轉移Fig 2 Lymph node-negative colorectal cancer without distant metastasis in a 49-year-old female patient

表2 CT圖像上有遠處轉移和無遠處轉移組之間取不同SSF值時的紋理參數(shù) [M（Q1，Q3）]Table 2 Texture parameters with different SSF values between groups with and without distant metastasis on CT images[M （Q1， Q3）]

續(xù)表2

圖3 綜合平掃及增強圖像上有意義的參數(shù)值的ROC曲線Fig 3 ROCcurve of meaningful parameter values on synthetic plain scan and enhanced images

圖4 病理指標術前血清癌胚抗原值的ROC曲線Fig 4 ROCcurve of serum carcinoembryonic antigen before operation

討 論

近年來，越來越多的研究顯示紋理分析作為一種新興的計算機技術，可以通過分析圖像中像素或體素灰度的分布和聯(lián)系，進而發(fā)現(xiàn)原始圖像的更多內在信息，從而更加精準、全面地評估腫瘤本身的異質性、內在侵襲性和治療抗性[10-11]，同時，該技術也有助于臨床疾病的鑒別診斷、療效評估及預后分析[8，12]。本研究將CT紋理分析指標用于判斷淋巴結陰性結直腸癌患者是否伴有同期遠處轉移，以此為臨床早期對轉移灶的治療與干預提供一定的幫助。

對于腸鏡明確診斷為結直腸癌的患者，在手術前行腹盆部的增強CT掃描是必不可少的，它可以用來判斷病灶的具體位置、侵犯周圍組織的程度及遠處臟器是否存在同期的轉移病灶。本研究的82例患者中，臨床病理指標方面顯示，僅有術前CEA值差異具有統(tǒng)計學意義，能夠對遠處轉移病灶提供一定信息，現(xiàn)有文獻中提示術前的高CEA水平可以提示病情較重或存在轉移病灶[13-14]，診斷的敏感度為40%～75%[15]，本研究所得CEA敏感性為70%，與其大致相似。本研究計算敏感性及特異性的金標準為術中切除病灶病理確診及術后短期內病灶迅速增大CT隨訪中進行確診。影像學方面結果顯示，在CT平掃圖像上，當圖像濾過條件為中等時 （SSF=3），有遠處轉移病灶組的偏度值高于沒有遠處轉移病灶組，而其他的紋理參數(shù)值在兩組間差異均無統(tǒng)計學意義。在CT增強掃描圖像上 （門脈期），圖像的濾過條件為精細、中等及粗糙時 （SSF=2、3、5、6），有遠處轉移病灶組的熵值均高于沒有遠處轉移組，另外，當濾過條件為精細 （SSF=2）時的峰度值也高于沒有轉移組。表明對比劑的使用對診斷有無遠處臟器轉移可以提供更多的幫助，可能是由于增強后病灶內部組織的紋理特征可以得到更好的體現(xiàn)，從而為明確診斷是否為轉移灶提供更多有用的信息。

本研究綜合具有統(tǒng)計學意義的6個CT紋理分析參數(shù)，得出其診斷的敏感性為75%，特異性為89%。目前，將CT紋理分析技術用于結直腸癌伴肝臟轉移的研究較多，Rao等[16]通過分析是否存在明顯病變的肝臟實質的紋理參數(shù)得到同步轉移的ROC曲線下面積為0.73～0.78，與本研究所得相近，但本研究數(shù)據(jù)中包含的遠處轉移病灶部位更加廣泛，而且在結果中還能得到較高的特異性，即在得到較好診出率的同時又減少病灶的誤診率，從而使患者在早期可以行病灶與轉移灶的同期或分期切除，提高患者的5年生存率、減少多次手術的痛苦。有研究顯示，CT紋理分析技術對患者的預后、評估遠處轉移、預測生存、治療等方面有很大程度的影響，而且CT具有便捷、花費低的優(yōu)點，更加易于在臨床實踐中推廣應用[17-18]。

本研究的局限性在于：（1）入組病例中的陽性病例數(shù)較少；（2）僅選取了病灶的最大層面圖像進行紋理分析，并不能反映整個病灶的全部紋理特征，可能對最終結果產生一定影響。以上不足，期望在未來的研究中得到改善，從而使診斷的準確率得到更進一步的提升。

綜上，CT紋理分析技術與淋巴結陰性結直腸癌患者伴同時性遠處轉移的診斷具有一定相關性，尤其是當病灶在常規(guī)影像學圖像上較小、無法得到準確診斷時，結合該病灶的紋理參數(shù)值可以得到更準確的診斷結果，由此對于臨床早期行轉移灶切除的選擇提供一定的幫助，進而提高患者的生存率、改善疾病的預后。