李曉鳳，莊羽翔，傅浪舟，劉 巧，周代全，曠連勤，曾 燕 401120 重慶，重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院放射科

結(jié)直腸癌(colorectal cancer，CRC)是臨床常見的惡性腫瘤，近年來其發(fā)病率明顯升高。其中腺癌是最常見的組織學(xué)類型，包括黏液腺癌和非黏液腺癌。黏液腺癌是指腫瘤中含黏液成分50%以上[1]。與非黏液腺癌相比，黏液腺癌有較高的局部復(fù)發(fā)率、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移和脈管浸潤能力[1-3]，更需要個(gè)性化治療。因此，準(zhǔn)確診斷腫瘤的病理類型非常重要。目前內(nèi)鏡活檢是術(shù)前診斷結(jié)直腸癌的金標(biāo)準(zhǔn)，然而其可能受取材表淺和腫瘤異質(zhì)性的影響導(dǎo)致診斷不準(zhǔn)確[4]。傳統(tǒng)CT由于分辨率有限且缺乏定量參數(shù)，在結(jié)直腸腫瘤的評估上應(yīng)用受限；而能譜CT較傳統(tǒng)CT具有更高的圖像質(zhì)量，而且能夠進(jìn)行多參數(shù)定量分析。能譜CT常規(guī)觀測病灶參數(shù)的方法是通過軸位影像放置感興趣區(qū)域(region of interest, ROI)獲得，這種方法并不能代表整個(gè)病灶的情況；而能譜CT容積參數(shù)可以反映包含黏液成分等在內(nèi)的腫瘤整體的生物學(xué)信息。因此，本研究擬探討能譜CT容積參數(shù)在鑒別結(jié)直腸黏液腺癌和管狀腺癌中的價(jià)值，并通過與能譜CT常規(guī)二維參數(shù)進(jìn)行比較，以期探索一種無創(chuàng)檢測結(jié)直腸癌病理類型的影像學(xué)方法。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

收集2019年1月至2021年11月在本院行全腹部CT能譜增強(qiáng)檢查的66例結(jié)直腸癌患者，其中男性42例，女性24例，年齡23～87(63.86±13.32)歲?；仡櫺苑治銎淠茏VCT影像數(shù)據(jù)及臨床資料。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：①能譜CT檢查前未行治療干預(yù)；②對碘劑無過敏，無甲亢等禁忌證；③CT圖像質(zhì)量能滿足研究需要；④有手術(shù)病理學(xué)結(jié)果。排除標(biāo)準(zhǔn)：①影像資料及臨床資料不全；②病變邊界不清無法測量。本研究已通過本院倫理委員會審批，審批號：2022年科倫審第(45)號。

1.2 檢查方法

掃描前準(zhǔn)備：患者1周內(nèi)未服用干擾CT圖像質(zhì)量的藥物如鋇劑，檢查前3 d行低渣飲食，檢查當(dāng)日禁食8～12 h，檢查前10 min飲溫水800～1 500 mL。采用多排螺旋CT(Revolution CT, GE Healthcare, Milwaukee, Wisconsin)，患者取仰臥位，先進(jìn)行平掃，然后在能譜成像(gemstone spectral imaging, GSI)模式下行雙期增強(qiáng)掃描，動脈期采用智能追蹤觸發(fā)掃描模式于第二肝門監(jiān)測腹主動脈CT值為120亨氏單位時(shí)自動掃描，靜脈期于動脈期結(jié)束后25 s開始掃描。掃描參數(shù)：管電壓80～140 kV自動切換，管電流405 mA，探測器寬度80 mm，螺距0.992∶1，層厚及層間距5 mm，自適應(yīng)迭代(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)重建50%，重建層厚1.25 mm。對比劑選用歐乃派克(350 mgI/mL)，經(jīng)肘正中靜脈注入，用量為1.5 mL/kg+生理鹽水30 mL，注射速率4 mL/s。

1.3 影像分析及數(shù)據(jù)測量

將能譜數(shù)據(jù)導(dǎo)入GE AW4.7后處理工作站，由兩位經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)師使用GSI專用后處理軟件獨(dú)立進(jìn)行圖像后處理及測量，取兩位醫(yī)師測值的平均值作為最終測量結(jié)果。能譜容積定量參數(shù)測量方法為先采用容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)軟件，重建出腫瘤整體的VR圖像，在VR圖像的基礎(chǔ)上再分別測量整個(gè)腫瘤動脈期及靜脈期的碘(水)濃度、水(碘)濃度、有效原子序數(shù)(effective atomic number，Eff-Z)。能譜常規(guī)二維參數(shù)測量方法：在軸位影像選擇病灶最大3個(gè)相鄰層面的實(shí)性成分且強(qiáng)化最顯著的區(qū)域放置相同大小的ROI，取其平均值，分別記錄動脈期及靜脈期的碘(水)濃度、水(碘)濃度、Eff-Z。然后在軸位圖像上測得動脈期和靜脈期腹主動脈或髂外動脈的碘(水)濃度，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)化碘(水)濃度(normalized iodine concentration，NIC)=腫瘤碘(水)濃度/動脈碘(水)濃度。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩位醫(yī)師測量結(jié)果的一致性分析

66例患者中包含直腸癌36例，結(jié)腸癌30例；黏液腺癌16例，管狀腺癌50例。黏液腺癌中8例為中分化管狀腺癌伴黏液腺癌，1例為高分化管狀腺癌伴黏液腺癌，其中黏液腺癌占比均大于50%，7例黏液腺癌未提示分化程度；管狀腺癌低或低-中分化9例，中分化34例，中-高或高分化7例。術(shù)后病理T分期示：T2期9例，T3期33例，T4期24例。兩位醫(yī)師運(yùn)用容積ROI和二維ROI測量值均有較好的一致性，且容積參數(shù)較二維參數(shù)一致性更具有優(yōu)勢(表1)。

表1 兩種參數(shù)獲取方法中不同醫(yī)師測量結(jié)果一致性分析

2.2 兩種類型結(jié)直腸癌的能譜CT分析結(jié)果

在容積定量參數(shù)中，動脈期和靜脈期的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z在兩組間差異具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；黏液腺癌的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z均低于管狀腺癌，且靜脈期高于動脈期。而在能譜常規(guī)二維參數(shù)中，僅靜脈期的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z在兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，黏液腺癌的靜脈期碘(水)濃度、NIC、Eff-Z低于管狀腺癌 (表2和圖1、2)。

表2 兩種類型結(jié)直腸癌能譜CT分析結(jié)果

2.3 兩類能譜參數(shù)對不同類型結(jié)直腸癌的分析結(jié)果

兩種病理類型結(jié)直腸癌中，僅黏液腺癌的動脈期碘(水)濃度和NIC在兩種測量方法間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，容積碘(水)濃度和NIC低于二維碘(水)濃度和NIC。其余各參數(shù)兩兩比較差異均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表3和圖1、2)。

表3 兩種能譜分析方法對不同類型結(jié)直腸癌分析結(jié)果

A～C：動脈期能譜二維參數(shù) A為碘(水)濃度(1.56 mg/cm3)，B為水(碘)濃度(1 030 mg/cm3)，C為Eff-Z(8.53)，顯示腫瘤沿腸壁浸潤，腸壁增厚達(dá)腸環(huán)1周，增強(qiáng)掃描中度不均勻強(qiáng)化，腸腔狹窄；D：鏡下病理圖像(HE ×400) 示中分化管狀腺癌，侵犯全層；E：腫瘤整體的容積再現(xiàn)(VR)圖 容積為17.09 cm3； F～H：動脈期能譜容積參數(shù) F為碘(水)濃度(1.71 mg/cm3)，G為水(碘)濃度(1 036 mg/cm3)，H為 Eff-Z(8.60)圖1 30歲男性升結(jié)腸管狀腺癌患者能譜CT表現(xiàn)及病理學(xué)觀察

A～C：動脈期能譜二維參數(shù) A為碘(水)濃度(1.21 mg/cm3)，B為水(碘)濃度(1 018 mg/cm3)，C為Eff-Z(8.35)，顯示沿腸腔生長的范圍廣泛的腫瘤，增強(qiáng)掃描輕度強(qiáng)化，內(nèi)部可見斑片狀低強(qiáng)化區(qū)，推測其對應(yīng)病理上的“黏液湖”區(qū)域；D：鏡下病理圖像(HE ×400)，黏液腺癌，侵犯深肌層；E：腫瘤整體的容積再現(xiàn)(VR)圖 容積為144.60 cm3；F～H：動脈期能譜容積參數(shù) F為碘(水)濃度(0.86 mg/cm3)，G為水(碘)濃度(1 026 mg/cm3)，H為Eff-Z(8.13)圖2 59歲男性直腸黏液腺癌患者能譜CT表現(xiàn)及病理學(xué)觀察

2.4 兩類能譜參數(shù)對黏液腺癌與管狀腺癌的鑒別效能

能譜容積參數(shù)中動脈期和靜脈期的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z對鑒別黏液腺癌和管狀腺癌具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中動脈期NIC的診斷效能最高，其ROC曲線下面積為0.910，敏感度為82.0%，特異度為87.5%，最佳診斷閾值為0.105。而在能譜常規(guī)二維參數(shù)中僅靜脈期的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z對兩種結(jié)直腸癌的鑒別具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是其ROC曲線下面積均低于容積參數(shù) (表4)。

表4 兩類能譜參數(shù)對結(jié)直腸黏液腺癌和管狀腺癌鑒別診斷的ROC曲線分析結(jié)果

3 討論

能譜CT與傳統(tǒng)CT相比不僅能獲得較好的圖像質(zhì)量，還能提供多種參數(shù)進(jìn)行定量分析，其在胃腸道腫瘤已有較多研究，主要集中在鑒別腫瘤的良惡性、預(yù)測腫瘤的分化程度和漿膜外浸潤、評估腫瘤放化療后療效等方面[5-8]；而關(guān)于能譜CT參數(shù)鑒別腫瘤病理組織類型的研究尚少。這些研究的能譜定量參數(shù)均是在軸位圖像上放置二維ROI獲得；而本研究采用腫瘤的容積定量參數(shù)對管狀腺癌和黏液腺癌進(jìn)行鑒別診斷，或許能更好地反映包含黏液成分等在內(nèi)的腫瘤整體的生物學(xué)信息。

本研究結(jié)果顯示，在所有定量參數(shù)中，靜脈期的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z均高于動脈期，與既往研究[9-10]結(jié)果一致。靜脈期二維參數(shù)中黏液腺癌的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z均低于管狀腺癌，與陳麗紅等[9]單獨(dú)采用能譜CT二維參數(shù)在胃癌病理類型中的研究結(jié)果相似。其原因可能是由于黏液腺癌有分泌黏液形成“黏液湖”的特點(diǎn)，其內(nèi)微血管網(wǎng)較稀疏，常規(guī)增強(qiáng)掃描時(shí)通常呈相對低強(qiáng)化區(qū)[11]，相應(yīng)區(qū)域的碘劑攝取能力亦較低，從而導(dǎo)致碘(水)濃度和NIC減低。對于黏液腺癌的Eff-Z低于管狀腺癌，其病理學(xué)基礎(chǔ)可能為黏液腺癌與管狀腺癌相比含有大量的細(xì)胞外黏蛋白，兩者的化學(xué)成分及密度不同，其攝碘、儲碘能力亦有差別，從而導(dǎo)致兩者間Eff-Z的差異[10]。但石義志[10]的研究結(jié)果顯示結(jié)直腸癌中黏液腺癌組的動脈期碘濃度、NIC、Eff-Z稍高于管狀腺癌組。推測出現(xiàn)不同結(jié)果的原因可能為：①各項(xiàng)研究中納入的病理類型有些不同，如管狀腺癌中不同分化程度腫瘤的數(shù)量、黏液腺癌中是否納入印戒細(xì)胞癌等；②增強(qiáng)掃描的各期時(shí)間設(shè)置差異、造影劑的濃度和用量等對結(jié)果造成影響；③ROI的放置位置差異所致。本研究顯示容積參數(shù)中，動脈期和靜脈期的碘(水)濃度、NIC、Eff-Z在兩種病理類型腫瘤間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而二維參數(shù)中僅靜脈期的相應(yīng)參數(shù)體現(xiàn)出差異，其原因可能為不同的參數(shù)獲取方法所致，容積參數(shù)包含更多腫瘤組織，可以更好地反映腫瘤的異質(zhì)性。

本研究中黏液腺癌和管狀腺癌兩類參數(shù)間兩兩比較結(jié)果顯示，僅黏液腺癌的碘(水)濃度和NIC組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其原因可能是由于兩種ROI觀測方法包含的物質(zhì)不同所致。容積參數(shù)觀測的是腫瘤整體，其包含了腫瘤實(shí)體部分及黏液腺癌中的 “黏液湖”區(qū)域，黏液成分區(qū)域因微血管網(wǎng)稀疏導(dǎo)致攝碘能力減低，而常規(guī)二維參數(shù)ROI選取的是病灶實(shí)性部分強(qiáng)化最顯著的區(qū)域，其內(nèi)微血管相對豐富，攝碘、儲碘能力較強(qiáng)，因而出現(xiàn)黏液腺癌中容積碘(水)濃度和相應(yīng)NIC低于二維參數(shù)。本研究結(jié)果顯示腫瘤容積分析能更好地反映腫瘤內(nèi)部的異質(zhì)性，動脈期容積碘(水)濃度和NIC對于間接反映黏液腺癌中黏液成分的含量可能具有重要意義。

本研究結(jié)果顯示能譜CT容積定量參數(shù)對黏液腺癌和管狀腺癌的鑒別診斷效能高于常規(guī)二維能譜參數(shù)。其原因可能為兩種觀測方法包括的病變范圍差異所致。二維能譜ROI是在軸位圖像上選取病灶區(qū)域腸壁最厚處的腫瘤實(shí)體部分，并不能全面反映腫瘤整體的生物學(xué)特征。目前已有少數(shù)學(xué)者運(yùn)用能譜容積分析方法在肝癌、肺癌中進(jìn)行研究，結(jié)果顯示能譜CT容積碘(水)濃度等參數(shù)對肝癌微血管侵犯、肺癌病理類型的診斷具有較好的診斷效能[12-13]，也表明能譜CT容積定量參數(shù)值得進(jìn)一步研究。本研究中碘(水)濃度與NIC相比，NIC具有更高的靈敏度和特異度，與LI等[8]在能譜參數(shù)預(yù)測結(jié)直腸癌侵襲性的研究中相似。理論上講NIC通過選取主動脈或髂動脈作參照計(jì)算獲得，可以排除個(gè)體循環(huán)差異、造影劑注射時(shí)間、流速、用量以及掃描條件等干擾因素的影響，可以更加準(zhǔn)確地反映腫瘤內(nèi)部的血供情況，然而一項(xiàng)系統(tǒng)綜述顯示NIC是否比碘(水)濃度具有更高的價(jià)值需要更多的研究進(jìn)一步驗(yàn)證[5]。

綜上所述，能譜CT參數(shù)可以反映腫瘤的生物學(xué)特性，對鑒別結(jié)直腸癌的病理類型具有一定價(jià)值，容積參數(shù)的鑒別診斷效能優(yōu)于二維參數(shù)，其中動脈期的容積碘(水)濃度和NIC的診斷價(jià)值最高。本研究的不足之處在于：①黏液腺癌組的樣本量小，可能因統(tǒng)計(jì)學(xué)偏倚而影響研究結(jié)果。②樣本中未包括印戒細(xì)胞癌和其他少見類型結(jié)直腸癌，管狀腺癌中主要是中低分化腺癌。③未將能譜CT掃描層面與病理切片進(jìn)行一一對應(yīng)以揭示能譜參數(shù)的病理學(xué)本質(zhì)。在未來的研究中需逐步完善，并擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步深入研究。