莫小冠

（中山大學(xué)腫瘤防治中心影像科 廣東 廣州 510000）

非小細(xì)胞肺癌約占肺癌病例的80%，且死亡率高[1]。目前常規(guī)CT檢查作為治療肺癌前主要的影像學(xué)評(píng)估方法，常規(guī)CT只能提供肺癌影像的形態(tài)上的征象及增強(qiáng)程度單一信息；相比較光譜CT具有能譜定量多參數(shù)的圖像信息特點(diǎn)，具體通過有效原子序數(shù)（Effective-Z，EffZ）、虛擬單能量（MonoE）、碘密度（Iodine Density）及其他定量圖像評(píng)估病變組織結(jié)構(gòu)和功能差異[2]。本研究通過分析53例非小細(xì)胞肺癌患者的光譜CT影像資料，對(duì)比分析能譜參數(shù)在肺腺癌、鱗癌間的表現(xiàn)差異，為兩者診斷及治療評(píng)判提供科學(xué)精準(zhǔn)的臨床輔助。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022年1月—7月在中山大學(xué)腫瘤防治中心行光譜CT檢查并經(jīng)病理活檢證實(shí)的53例非小細(xì)胞肺癌患者為研究對(duì)象，包括肺腺癌28例，肺鱗癌25例。肺腺癌患者中男性19例，女性9例，年齡42～81歲，平均59歲；肺鱗癌患者均為男性，年齡45～82歲，平均63 歲。兩組病例年齡、性別比較，年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），有可比性?；颊呔橥獗狙芯?。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①肺部光譜CT可見明顯實(shí)性病灶者；②病人檢查前未接受消炎及抗腫瘤治療；③無碘對(duì)比劑使用禁忌證；④圖像無明顯偽影者；⑤病理證實(shí)為肺腺癌、鱗癌者。排除標(biāo)準(zhǔn)：肺部可疑結(jié)節(jié)小于1 cm與非實(shí)性結(jié)節(jié)的肺癌患者。

1.2 方法

儀器采用荷蘭Philips IQon CT機(jī)。呼吸配合：檢查前訓(xùn)練患者平靜吸氣再屏氣；掃描范圍自肺尖自肺底。首先進(jìn)行CT平掃，掃描管電壓120 kVp，掃描管電流采用自動(dòng)控制技術(shù)：調(diào)節(jié)范圍為76～127 mAs，螺距1，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s/r，準(zhǔn)直器寬度64×0.625 mm，層厚及層間距均為5 mm。增強(qiáng)掃描使用高壓注射器注射造影劑，經(jīng)手背靜脈注射碘佛醇1.35 mL/kg（碘濃度350 mg/mL），推注速度3 mL/s；監(jiān)測點(diǎn)放置于氣管隆嵴水平降主動(dòng)脈達(dá)到120 HU時(shí)自動(dòng)觸發(fā)動(dòng)脈期掃描，靜脈期延遲30 s掃描。增強(qiáng)參數(shù)設(shè)置與平掃一致。

1.3 圖像重建及評(píng)估

圖像資料導(dǎo)入飛利浦ISP星云工作站并使用Spectral CT View軟件進(jìn)行能譜定量分析。在橫斷位圖像上原發(fā)病變組織明顯均勻強(qiáng)化層面與其相靠近的2個(gè)層面同一位置勾畫興趣區(qū)（region of interest，ROI），計(jì)算3個(gè)層面ROI平均值。記錄測量數(shù)據(jù)：①記錄ROI與同層面主動(dòng)脈靜脈期有效原子序數(shù)數(shù)值，利用公式：標(biāo)準(zhǔn)有效原子序數(shù)（normalize effective-Z，NeffZ）=ROI有效原子序數(shù)/同層面主動(dòng)脈有效原子序數(shù)；記錄ROI與同層面主動(dòng)脈雙期碘密度，計(jì)算公式：標(biāo)準(zhǔn)化碘密度（normalized iodine concentration，NIC）=ROI碘濃度/同層面主動(dòng)脈碘密度；NeffZ與NIC用于減小被檢者間個(gè)體差異影響。②記錄雙期MonoE圖像ROI在40、70、100、140 keV時(shí)CT值，計(jì)算雙期40～70 keV、70～100 keV、100～140 keV能譜曲線斜率，公式如下：K40～70 keV=（40 keV-70 keV）HU/30；K70～100 keV=（70 keV-100 keV）HU/30；K100～140 keV=（100 keV-140 keV）HU/30。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

運(yùn)用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（± s）表示。兩組動(dòng)脈期70 keV CT值，雙期NIC與能譜曲線斜率以及靜脈期NeffZ的均數(shù)進(jìn)行正態(tài)及方差齊性檢驗(yàn)，方差齊采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，方差不齊時(shí)采用校正t檢驗(yàn)。P＜0.05則差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組肺癌能譜定量指標(biāo)差異分析

兩組動(dòng)脈期增強(qiáng)虛擬單能量70 keV CT值比較，腺癌組（78.20±18.77）顯著高于鱗癌組的（67.96 ±13.32）（t=2.26，P=0.028），95%CI（1.15～19.31），見表1。

腺癌組靜脈期標(biāo)準(zhǔn)有效原子序數(shù)（0.89±0.03）高于鱗癌組的（0.86±0.04），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.28，P=0.002），95%CI（0.01～0.05），見表1。

兩組標(biāo)準(zhǔn)碘濃度的比較，腺癌組動(dòng)、靜脈期分別為（0.18±0.06）和（0.43±0.1），均大于鱗癌組的（0.13±0.04）和（0.32±0.11），見表1。

表1 兩組能譜CT定量指標(biāo)差異分析（ ± s）

表1 兩組能譜CT定量指標(biāo)差異分析（ ± s）

能譜CT定量指標(biāo) 疾病類型 t P 差值95%CI腺癌（n=28） 鱗癌（n=25）動(dòng)脈期70 keV CT值/HU 78.20±18.77 67.96±13.32 2.26 0.028 1.15～19.31靜脈期NeffZ 0.89±0.03 0.86±0.04 3.28 0.002 0.01～0.05動(dòng)脈期NIC 0.18±0.06 0.13±0.04 2.96 0.005 0.14～0.73靜脈期NIC 0.43±0.1 0.32±0.11 3.74 0.000 0.05～0.16

兩組能量衰減曲線斜率的比較，keV越大兩組的數(shù)值差異越小，腺癌組雙期均顯著高于鱗癌組（P＜0.05），其中兩組兩期40～70 keV差異最為顯著，見表2。

表2 兩組能量衰減曲線斜率差異分析（ ± s）

表2 兩組能量衰減曲線斜率差異分析（ ± s）

類型 動(dòng)脈期 靜脈期40～70 keV 70～100 keV 100～140 keV 40～70 keV 70～100 keV 100～140 keV腺癌（n=28） 3.38±1.14 0.81±0.28 0.32±0.11 4.10±1.20 0.99±0.29 0.39±0.11鱗癌（n=25） 2.45±0.87 0.59±0.21 0.23±0.08 3.03±1.42 0.73±0.34 0.29±0.13 t 3.30 3.31 3.28 2.98 2.99 3.00 P 0.02 0.02 0.02 0.04 0.04 0.04差值95%CI 0.36～1.50 0.89～0.36 0.03～0.14 0.35～1.80 0.09～0.43 0.03～0.17

2.2 典型病例分析

2.2.1 肺腺癌患者女，68歲。動(dòng)脈期70 keV虛擬單能量為108.4 HU，Effz為8.31，病灶ROI動(dòng)靜脈碘密度分別為1.78 mg/mL、1.96 mg/mL，同層面主動(dòng)脈碘密度分別為9.09 mg/mL、3.89 mg/mL，NIC分別為0.20、0.50。見圖1。

圖1 肺腺癌能譜定量指標(biāo)圖

2.2.2 肺鱗癌患者男，55歲。動(dòng)脈期70 keV虛擬單能量為89.9 HU，Effz為8.19，病灶ROI動(dòng)靜脈碘密度分別為1.50 mg/mL、1.58 mg/mL，同層面主動(dòng)脈碘密度分別為9.22 mg/ mL、4.09 mg/mL，NIC分別為0.16、0.39。見圖2。

圖2 肺鱗癌能譜定量指標(biāo)圖

3 討論

惡性腫瘤發(fā)展速度快、侵襲性強(qiáng)，早期發(fā)現(xiàn)、診斷及治療對(duì)患者診療方案的制定、預(yù)后的判定和生存質(zhì)量的評(píng)估有較大影響和促進(jìn)。肺癌是臨床常見的惡性腫瘤之一，其惡性程度高、病理分型復(fù)雜，發(fā)病率及病死率居高不下。肺腺癌和肺鱗癌是臨床常見的兩類非小細(xì)胞肺癌，二者的藥物選擇和化療方案大不相同，因此臨床對(duì)肺癌進(jìn)行定性診斷至關(guān)重要[3]。在以往CT掃描中，醫(yī)生根據(jù)影像形態(tài)學(xué)特征進(jìn)行疾病診斷。而光譜CT所采用的立體雙層光譜探測器可以在常規(guī)掃描方案上使用劑量自動(dòng)調(diào)節(jié)采集重建常規(guī)與光譜圖像，可以在常規(guī)CT成像的基礎(chǔ)上生成形態(tài)結(jié)合功能和組織成分分析等定量指標(biāo)[4]；本研究所使用的IQon光譜CT能譜掃描方式具有同源同時(shí)同向同步的優(yōu)勢，其所計(jì)算得的能譜定量指標(biāo)更加精準(zhǔn)，影像數(shù)據(jù)差異表現(xiàn)相比較更科學(xué)準(zhǔn)確。

能譜CT掃描將普通CT混合X線能量轉(zhuǎn)變?yōu)閱文芰磕茏V成像，可顯示不同能量X線水平時(shí)組織問衰減系數(shù)的差異[5]；在能譜CT中，70 keV下單能量圖像與常規(guī)CT正常輻射劑量下CT圖像對(duì)比無明顯差別[6]，本研究結(jié)果顯示，動(dòng)脈期MonoE圖上70 keV時(shí)腺癌病組CT值顯著高于鱗癌病組，X線能量衰減的差異與實(shí)際中因病灶組織類型不同其密度質(zhì)量也有所差異是一致的。推測利用單能量低keV減少了高低混合能量對(duì)圖像的影響，從而使組織對(duì)比差異更加明顯。

能譜CT成像最常用的物質(zhì)是水和碘，由于對(duì)比劑中主要含碘，因此碘密度圖能夠定量顯示病變組織的碘攝取差異，從而反映病變的血供情況[7]。惡性腫瘤是血管生成依賴性疾病，肺癌新生血管的核心環(huán)節(jié)是血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖，其中血管內(nèi)皮細(xì)胞生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞增殖最重要的因子[8]。Nakshima[9]等發(fā)現(xiàn)VEGF-A是腺癌的危險(xiǎn)因素，VEGF-C是鱗癌的危險(xiǎn)因素，VEGF-C在非小細(xì)胞肺癌中可出現(xiàn)高表達(dá)，其中在肺癌瘤體新生血管生成中發(fā)揮作用的主要是VEGF-A和其對(duì)應(yīng)受體VEGF-2。Nguyen-Kim[10]在研究肺癌支氣管動(dòng)脈及肺動(dòng)脈供血差異性的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可以看出腺癌的血流量、血容量、平均通過時(shí)間明顯高于肺鱗癌[11]，可以看出肺腺癌中幼稚腫瘤血管較其他類型肺癌豐富。由于其病變組織血管生長情況的差異，所以其碘密度表現(xiàn)差異不同。腺癌相比較鱗癌包含更多篩竇毛細(xì)血管，鱗癌由于病變組織血管較少所以其血供更稀少，造成注射含碘對(duì)比劑后其碘密度較低；所以推斷兩組類型的NIC腺癌大于鱗癌與本研究數(shù)據(jù)一致，兩者NIC存在顯著差異。

有效原子序數(shù)是指假如元素對(duì)X射線的質(zhì)量衰減系數(shù)和化合物或混合物的質(zhì)量衰減系數(shù)相同，該元素的原子序數(shù)就稱為某化合物或混合物的有效原子序數(shù)[12]。本研究中兩組NeffZ之間有著明顯差別。鱗癌病變組織結(jié)構(gòu)緊密，癌組織的生長中常常會(huì)發(fā)生細(xì)胞角化、出現(xiàn)角化珠或伴有細(xì)胞間橋；腺癌病變組織可成團(tuán)狀、異常的腺體，也可形成管狀或腺腔樣結(jié)構(gòu)，相比較鱗癌病變組織結(jié)構(gòu)更稀疏；稀疏的組織間隙將吸收更多的含碘造影劑，由于碘元素在有效原子序數(shù)圖上具有較高的數(shù)值，由此推斷兩組NeffZ腺癌高于鱗癌，兩者NeffZ表現(xiàn)有差異。

能譜曲線反應(yīng)不同分keV下物質(zhì)的CT值變化曲線，揭示不同能量下不同物質(zhì)對(duì)X線的吸收系數(shù)，每種物質(zhì)都具有唯一的能譜曲線[3]。以標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)能譜曲線斜率為樣本對(duì)比病變組織能譜曲線斜率辨別組織性質(zhì)是否一致或同源。肺腺癌主要來源于支氣管黏膜上皮組織，多位于支氣管末端，發(fā)病人群多見于年輕的不抽煙人群，女性相對(duì)多見，發(fā)病率比鱗癌低，多為周圍型肺癌[13]。肺鱗癌多起源于大氣道的基底細(xì)胞，中央型居多，周圍型約占1/3，男性比例高，與吸煙密切相關(guān)，年齡一般＞50歲，發(fā)病率約占肺癌的30%；中央型鱗癌一般影像學(xué)表現(xiàn)為腫塊伴支氣管的狹窄至截?cái)啵榘l(fā)遠(yuǎn)端阻塞性改變，生長較慢，發(fā)生轉(zhuǎn)移較晚；周圍型鱗癌一般影像學(xué)過程為小支氣管阻塞截?cái)啵刂夤芊较蝾悪E圓形腫塊形成、迅速突破支氣管，形成類圓形腫塊，遠(yuǎn)端阻塞性肺炎不明顯；肺鱗癌術(shù)后5年生存率較肺腺癌高。大部分肺腺癌患者在早期無明顯臨床癥狀[14]，多數(shù)肺鱗癌患者在早期常伴有發(fā)熱、咳嗽、胸痛等癥狀；二者的組織成分、血供對(duì)比差異顯著，所以可以推測兩者能譜曲線斜率也有相應(yīng)表現(xiàn)差異。以往研究多將能譜曲線（λ40～65 keV）作為定量分析指標(biāo)，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)肺癌能譜曲線在低能量段40～65 keV單能量CT值差別較大、斜率變化較大，這與X線能量越低，吸收系數(shù)越大，X線衰減量越多有關(guān)[15]。本研究顯示雙期40～70 keV的能譜曲線斜率肺腺癌顯著高于肺鱗癌組，兩組存在顯著差異。

盡管本研究對(duì)能譜定量指標(biāo)在肺癌病理類型中表現(xiàn)差異進(jìn)行了初步研究，且取得了有意義的研究結(jié)果，但還是存在一些的不足之處：收集的病例偏少樣本量較??；光譜CT常規(guī)測量病灶能譜定量指標(biāo)是通過橫斷位圖像放置感興趣區(qū)取得相關(guān)指標(biāo)，不能完全評(píng)價(jià)整體病灶的真實(shí)指標(biāo)；另外，本研究分析的病理類型僅為鱗癌、腺癌，排除了其他病例數(shù)量過少的病理類型肺癌以避免偏差過大。因此，為了獲得更準(zhǔn)確的研究結(jié)果，需要收集其他病理類型肺癌及相關(guān)鑒別診斷疾病的病例，從而明確光譜CT在不同肺癌病理類型表現(xiàn)差異。本研究通過辨別非小細(xì)胞肺癌不同病理類型中在光譜CT表現(xiàn)差異的初步研究，發(fā)現(xiàn)非小細(xì)胞肺癌的雙期標(biāo)準(zhǔn)碘密度、動(dòng)脈期70 keV虛擬單能量、靜脈期標(biāo)準(zhǔn)有效原子序數(shù)、能譜曲線斜率等能譜參數(shù)差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，及在低能量范圍的能譜曲線斜率差異表現(xiàn)更為明顯，運(yùn)用光譜CT掃描能譜定量指標(biāo)可以顯示病變組織類型表現(xiàn)差異，以此區(qū)分二者，對(duì)非小細(xì)胞肺癌的診斷與治療提供科學(xué)精準(zhǔn)的臨床輔助。