張浩 朱蒙蒙 周健 李娜 李琪 孟英豪 馮小晨 馬超 邊云 邵成偉
海軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院放射診斷科,上海 200433
CP是一種持續(xù)性進行性胰腺炎癥,可導致不可逆的胰腺內外分泌功能受損及纖維化[1]。大量的纖維化替代被破壞的胰腺實質導致的胰腺萎縮是CP的形態(tài)特征之一[1]。CP有時也會引起胰腺腫大,如果這種增大是局部的,稱為腫塊型CP[2]。30%的CP患者可表現為腫塊型CP[3]。胰腺癌和腫塊型CP的危險因素、臨床表現、影像學特征和實驗室檢查結果部分重疊,兩類疾病較為相似,文獻報道誤診率高達25%[4],具有CP病史的胰腺癌與腫塊型CP的鑒別診斷更加困難,然而兩者的治療方法和預后有很大的不同,因此準確鑒別具有CP病史的胰腺癌和腫塊型CP至關重要[5]。為此本研究擬建立基于CT影像特征的列線圖用以鑒別具有CP病史的胰腺癌與腫塊型CP,并評估其臨床應用價值。
檢索2011年2月至2021年2月間海軍軍醫(yī)大學第一附屬醫(yī)院電子病例系統(tǒng)中依據慢性胰腺炎亞太診斷標準[6]確診的5 433例CP患者。排除標準:(1)未行手術切除或活檢;(2)組織病理學診斷為溝槽區(qū)胰腺炎或自身免疫性胰腺炎;(3)術前或活檢前1個月內未行多層螺旋CT增強檢查;(4)胰腺占位性病變在CT上無法顯示,僅僅在MRI或超聲內鏡等其他檢查時顯示;(5)胰管或膽管支架植入術后;(6)在CT檢查之前曾行放療、化療或放化療。最終納入67例腫塊型CP患者(53例手術,14例活檢)和71例胰腺癌患者(65例手術,6例活檢)。腫塊型CP患者中男性54例,年齡(50±12)歲,女性13例,年齡(55±13)歲;胰腺癌患者中男性50例,年齡(56±12)歲,女性21例,年齡(57±14)歲。依據國際預測模型建模共識[7],按照時間順序將2011年2月至2018年4月收治的103例患者(44例腫塊型CP、59例胰腺癌)歸入訓練組,2018年5月至2021年2月收治的35例患者(23例腫塊型CP、12例胰腺癌)歸入驗證組。本研究經醫(yī)院倫理委員會批準。
采用640層CT(Aquilion ONE,日本佳能醫(yī)療)和256層CT(Brilliance iCT,美國飛利浦醫(yī)療)行螺旋掃描。掃描參數:管電壓120 kV,管電流150 mA/s,準直100 mm×0.5 mm,矩陣350×350,旋轉時間0.5 s。平掃結束后行動態(tài)增強CT掃描,注射對比劑碘普羅胺(優(yōu)維顯370,德國拜耳先靈葆雅制藥)90~95 ml(355 mgI/ml),流率5.5 ml/s,注射結束給予98 ml生理鹽水沖洗。3期增強分別為動脈期(20~25 s)、門靜脈期(60~70 s)和延遲期(110~130 s),掃描層厚/層間距為0.8/1.0 mm。掃描范圍從橫膈膜水平到腎臟下緣水平。
由兩位經驗豐富的放射科醫(yī)師在對患者的臨床表現和病理診斷不知情的情況下完成影像學評估。如若意見不同,協(xié)商一致后決定最后診斷。對所有腫塊進行以下評估:(1)腫塊位置(胰頭、胰頸或胰體、胰尾);(2)腫塊大小(腫塊最大橫截面直徑)[8];(3)囊變(腫塊增強實性部分<50%)[9];(4)鈣化;(5)邊緣(清楚或不清楚);(6)胰管/胰腺直徑比≥0.34(在脾靜脈、門靜脈匯合處測量)[10];(7)胰管穿行征(穿過胰腺腫塊的胰管平滑變窄,無突然截斷)[11];(8)雙管征(膽總管和胰管同時擴張,膽總管直徑>10 mm,主胰管直徑>3 mm);(9)胰管截斷;(10)胰源性門靜脈高壓(胰腺疾病引起的脾腫大和靜脈曲張);(11)胰周滲出;(12)淋巴結腫大(淋巴結橫斷面短軸最大直徑≥10 mm)[12];(13)平掃、動脈期、門靜脈期和延遲期腫塊的CT值;(14)血管侵犯(血管閉塞、狹窄或與腫塊接觸>180°)。
訓練集和驗證集的腫塊型CP組與胰腺癌組在胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管截斷征、胰管穿行征、胰源性門靜脈高壓、動脈期CT值、門靜脈期CT值、延遲期CT值、血管侵犯間的差異以及訓練集的囊變、驗證集的性別差異均有統(tǒng)計學意義(P值均<0.05),兩組其他特征的差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。
表1 訓練集和驗證集患者臨床及CT影像特征基線資料的比較
以腫塊型CP作為參考組,訓練集和驗證集患者的胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管截斷征、胰源性門靜脈高壓、動脈期CT值、門靜脈期CT值、延遲期CT值、血管侵犯均與胰腺癌顯著相關,而胰管穿行征僅在訓練集與胰腺癌顯著相關(表2)。
表2 訓練集和驗證集患者臨床及CT影像特征的單因素logistic分析
將上述差異有統(tǒng)計學意義的CT指標(囊變、胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管穿行征、胰管截斷征、胰源性門靜脈高壓、血管侵犯、動脈期CT值、門靜脈期CT值和延遲期CT值)納入多因素logistic回歸分析,結果顯示,囊變、胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管穿行征、胰源性門靜脈高壓和動脈期CT值的差異均有統(tǒng)計學意義(表3),據此建立的預測模型為3.65-2.59×囊變+1.26×胰管/胰腺直徑比≥0.34-1.40×胰管穿行征+1.36×胰源性門脈高壓-0.05×動脈期CT值。利用R語言軟件可視化為列線圖見圖1。
表3 訓練集和驗證集患者CT影像特征的多因素logistic逐步回歸分析
圖1 基于CT影像特征預測胰腺癌概率的列線圖
訓練集和驗證集的預測模型列線圖的ROC曲線見圖2,AUC值分別為0.87(95%CI0.80~0.94)和0.94(95%CI0.82~0.99),列線圖在訓練集的靈敏度、特異度和準確率分別為89.9%、75.0%和83.5%,在驗證集的靈敏度、特異度和準確率分別為91.7%、100%和97.1%。
圖2 訓練集和驗證集預測模型列線圖的受試者工作特征曲線
臨床決策曲線分析表明,如果用列線圖鑒別兩類疾病的概率在0.05~0.85時,使用列線圖診斷兩類疾病,比將“所有的患者視為腫塊型慢性胰腺炎治療”方案或將“所有患者視為胰腺癌治療”方案更能讓患者獲益(圖3)。該模型的臨床鑒別診療胰腺癌和腫塊型CP表現如圖4~5所示。
圖3 列線圖鑒別腫塊型慢性胰腺炎和胰腺癌的臨床決策分析曲線
圖4 胰腺癌患者。CT平掃示胰頭等密度軟組織腫塊(↑),伴鈣化及邊緣滲出(4A),增強掃描動脈期示腫塊不均勻強化,CT值約62HU,無囊變及胰源性門靜脈高壓(4B),上游胰管明顯擴張,胰管/胰腺直徑比≥0.34(↑,4C),依據列線圖,該患者診斷為胰腺癌的概率約0.86。圖5 腫塊型慢性胰腺炎患者。CT平掃示胰頭稍低密度軟組織腫塊伴鈣化(5A),增強掃描動脈期示腫塊內見斑片狀無強化囊變區(qū),實性成分CT值約78HU,鄰近胰管受壓變窄(5B),上游胰管擴張,胰管/胰腺直徑比≥0.34(黃↑,5C)。依據列線圖,該患者診斷為腫塊型慢性胰腺炎的概率約0.88
最近一項納入22項研究的Meta分析表明,CP患者較正常人群患胰腺癌的相對危險度是13.3[13]。當CP患者出現胰腺腫塊,準確鑒別該腫塊性質非常重要。一方面,胰腺癌被誤診為腫塊型CP可能導致早期胰腺癌迅速進展,從而喪失手術治療的機會,另一方面,腫塊型CP被誤診為胰腺癌可能導致不必要的外科手術,而手術并發(fā)癥發(fā)生率高達40%~50%[14]。
既往研究證實,部分胰腺腫塊的影像學特征傾向于炎癥,如胰腺實質鈣化、假性囊腫、導管穿行征和胰管/胰腺直徑比<0.34[10-11,15-16]。本研究結果顯示,胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管截斷征、胰源性門靜脈高壓、動脈期CT值、門靜脈期CT值、延遲期CT值、血管侵犯均與胰腺癌有顯著相關性,但胰腺實質鈣化除外。胰腺鈣化是CP的典型特征,既往研究納入的胰腺癌患者無CP病史,而本研究納入的所有患者均有長期CP病史,因而胰腺鈣化與胰腺癌無關。文獻報道腫塊型CP和胰腺癌均為等或稍低密度腫塊,但對兩者CT值有無差異缺乏論述。本研究結果發(fā)現腫塊型CP在動脈期、門靜脈期和延遲期的CT值均高于胰腺癌,差異有統(tǒng)計學意義。這一結果與鏡下兩者的病理特征相符合,胰腺癌的微血管密度低于腫塊型CP,腫塊內纖維化也更明顯[17-18],從而導致胰腺癌的血流灌注低于腫塊型CP。
文獻報道[19-20],基于CT或MRI的常規(guī)影像學特征建立的預測模型診斷兩類疾病的AUC值介于0.52~0.84之間。近來一些學者嘗試雙能CT、灌注CT、彌散加權磁共振成像新技術來鑒別腫塊型CP和胰腺癌,鑒別二類疾病的AUC值介于0.76~0.83[3,17-18,21]之間,但未能顯著提高腫塊型CP和胰腺癌的鑒別能力。Ren等[19]從動脈期和門靜脈期的CT圖像提取紋理參數,分別構建多變量回歸模型,AUC值分別為0.96和0.93。Deng等[20]從T1WI、T2WI、動脈期和門靜脈期圖像提取并篩選影像組學特征,分別構建4個影像組學預測模型,AUC值介于0.88~0.99之間。但這些影像組學研究提取的組學特征均缺乏可解釋性,也很難將其與臨床或病理特征產生聯系。此外,既往研究納入的胰腺癌患者基本缺乏CP病史,使得研究顯得相對簡單。本研究與以往研究不同,首先本研究納入的患者起病均為CP,且隨著病程的發(fā)展而形成腫塊,部分發(fā)生了癌變,這些患者才是臨床最難鑒別和誤診率最高的;其次,本研究的模型是基于普通的CT影像學特征(囊變、胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管穿行征、胰源性門靜脈高壓征、動脈期CT值)建立的,CT的影像學特征較組學特征穩(wěn)定,且具有很強的可解釋性;此外,本研究建立的模型預測能力(訓練集AUC=0.87,驗證集AUC=0.94)好于以往發(fā)表的文獻;最后,本研究建立的模型操作簡單,方便應用于臨床。臨床決策分析曲線結果表明,該模型能有效地指導臨床治療和預測預后。
本研究存在以下局限性:(1)研究為回顧性,樣本量較小,可能存在選擇偏倚;(2)研究為單中心,建立的預測模型缺少外部驗證。需要納入更多的患者及在多中心進行驗證??傊狙芯拷⒌念A測模型可以準確地鑒別具有CP病史的胰腺癌與腫塊型CP患者,為指導治療及預測患者的預后提供一定的參考依據。
利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突