能谱CT成像诊断肾透明细胞癌术前分级的准确性研究

叶亚君 莫淑琼

广东省佛山市第一人民医院，广东佛山 528000

肾透明细胞癌为最常见的肾细胞癌亚型，约占肾癌发病率的70%，且近年来有逐步上升的趋势，早期发病症状较为隐匿[1]。不同的肾透明细胞癌有不同的组织学表现及预后，术前明确肾透明细胞癌病理分级对判断患者预后和选择合适的治疗方案具有重要意义[2]。能谱CT成像能进行多参数、单能量成像，具有基物质定量分析以及能谱分析等功能，改变了CT传统诊断模式，为疾病诊断和鉴别提供了更为全面的定量指标以及分析工具[3]。本研究通过回顾性分析100例肾透明细胞癌患者临床资料，阐述能谱CT在诊断肾透明细胞癌术前分级方面的应用价值，为术前治疗方案的选择以及预后判断提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析我院2017年1月～2018年9月病理组织学诊断为肾透明细胞癌患者100例，其中男78例，女22例；年龄31～79岁，平均（57.6±12.3）岁；左肾56例，右肾44例；局限于肾轮廓内6例，突出肾轮廓外94例；病理诊断结果为Ⅰ级28例，Ⅱ级43例，Ⅲ级29例；临床表现：腰部钝痛或腰部不适31例，无痛性肉眼血尿25例，发现腹部包块15例，常规体检发现或其他疾病发现肾占位29例。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：经术后病理证实为肾透明细胞癌患者；单发病灶；BMI≤26kg/m2；能谱CT扫描后10d内进行手术治疗；临床资料齐全。排除标准：严重肾功能衰竭患者；合并其他恶性肿瘤；CT检查有多发病灶；术前进行过化疗、肿瘤靶向治疗等非手术治疗，或碘油栓塞等介入性治疗；术前发现癌细胞以向其他部位转移；病例资料不全，无法判断研究结果。

1.3 仪器与方法

采用GE Discovery CT750HD能谱CT扫描机（美国GE公司），使用宝石CT能谱成像（GSI）单能模式下进行平扫以及增强扫描，扫描前空腹6～8h，15～30min口服饮用水800～1000mL充盈上消化道以减少气体伪影，扫描参数设置为管电压140kVp和80kVp，0.5ms瞬时切换，管电流约为600mA，螺距为1.375，探测器宽度为0.625mm×64mm，球管旋转速度为55mm/r，旋转时间为0.8s，扫描范围为肝脏上缘至骼前上棘。非离子型对比剂选用碘佛醇（320mg/mL）通过高压注射器经肘静脉注射，总剂量为60～80mL，注射速度为3mL/s，通过Bolus触发技术，设定肾门水平腹主动脉为感兴趣区域（ROI），在到达相应触发阈值120～140HU后即自动进行扫描，于注药后30s以及75s分别获得动脉期和髓质期增强图像。图像重建第一组为140kVp图像，用于实时观察图像质量发现病灶，层厚和层间距均为5.00mm，第二组为单能量70keV图像，用于多平面重建以及能谱分析，层厚与层间距均为1.25mm。

1.4 图像后处理方法

将重建图像导入AW4.5工作站进行处理，通过GSI Viewer进行图像观察，于增强图像上寻找肿块实质部分，选用不同层面上相同大小的ROI，同时尽量避开坏死、钙化和血管影，选择密度均匀区域，在双期扫描中，ROI大小、形状、位置尽量保持一致，测量和计算数据包括：（1）病灶70keV单能量下CT值、碘（水）浓度以及同侧正常肾皮质碘（水）浓度，以上均进行3次测量，取平均值。（2）病灶和同侧正常肾皮质70keVCT值比值、碘浓度和水浓度比值。（3）ROI内组织40～140keV能量范围内衰减曲线，选用低能量40keV和90keV计算衰减曲线斜率，曲线衰减斜率=（HU40keV-HU90keV）/50。

1.5 统计学方法

2 结果

2.1 不同病理分级动脉期与髓质期能谱参数比较

病理分级Ⅱ级动脉期与髓质期能谱参数CT值比值、碘浓度比值、能谱曲线斜率低于Ⅰ级，高于Ⅲ级，三组病理分级动脉期与髓质期能谱参数比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 不同病理分级动脉期与髓质期能谱参数比较（±s）

表1 不同病理分级动脉期与髓质期能谱参数比较（±s）

髓质期CT值比值 碘浓度比值 能谱曲线斜率 CT值比值 碘浓度比值 能谱曲线斜率Ⅰ级 28 1.18±0.24 1.18±0.37 4.02±1.23 0.84±0.13 0.70±0.19 3.56±1.20Ⅱ级 43 0.85±0.37 0.62±0.11 2.17±0.89 0.63±0.09 0.42±0.58 2.77±0.68Ⅲ级 29 0.64±0.20 0.24±0.83 0.91±0.54 0.53±0.07 0.25±0.13 1.19±0.42 F 25.097 27.138 84.796 76.898 9.465 66.614 P 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000动脉期病理分级 n

2.2 不同病理分级动脉期与髓质期能谱参数诊断效能

以患者动脉期与髓质期能谱参数为变量，患者肾透明细胞癌级别为状态量，绘制ROC曲线，病理分级Ⅰ、Ⅱ级诊断中，动脉期能谱曲线斜率AUC=0.952，高于动脉脉期CT值比值AUC=0.752、碘浓度比值AUC=0.855以及髓质期CT值比值AUC=0.898、碘浓度比值AUC=0.829、能谱曲线斜率 AUC=0.786，差异有统计学意义（P＜ 0.05）；病理分级Ⅱ、Ⅲ级诊断中髓质期能谱曲线斜率AUC=0.993，高于动脉期能谱曲线斜率AUC=0.888，CT值比值AUC=0.811、碘浓度比值AUC=0.821以及髓质期CT值比值AUC=0.810、碘浓度比值AUC=0.895，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2，ROC曲线图见图1～4。

表2 各病理分级能谱参数诊断效能

图1 病理分级Ⅰ、Ⅱ级动脉期能谱参数ROC曲线

图2 病理分级Ⅰ、Ⅱ级髓质期能谱参数ROC曲线

3 讨论

根据世界卫生组织提出的肾细胞癌变组织学分型标准，肾透明细胞癌为最常见的组织学类型，肾透明细胞癌为富血供肿瘤，主要起源于肾近曲小管上皮细胞，肿瘤内血管较为丰富，病灶呈实性密度，核分级是影响肾透明细胞癌患者预后的重要因素[4-5]。

传统CT可充分显示肿瘤组织对邻近结构浸润和侵犯以及淋巴和器官转移情况，然而，仅仅局限于形态学检查层面，对癌组织内部细微结构病理学特征差别具有一定的短板[6-7]。能谱CT成像为双能扫描技术，以瞬时kVp为核心，形成了物质分离技术、单能图像以及能谱曲线等多参数诊断模式，成功将CT成像推向5维空间，能够提供丰富的被侧组织信息，鉴别和分析不同组织来源物质[8-9]。

本研究探讨了能谱CT成像在诊断肾透明细胞癌术前分级中的应用价值，研究发现，不同病理分级之间动脉期与髓质期能谱参数CT值比值、碘浓度比值、能谱曲线斜率均表现出明显差异，赵金坤等[10]研究结果支持本结论。据研究表明CT值的大小往往反应物质密度的高低，能谱CT成像能反应不同级别肾透明细胞癌强化程度[11]。本研究中Ⅰ级细胞癌CT值比值大于Ⅱ、Ⅲ级，同时ROC曲线诊断效能分析结果显示，CT值比值在细胞癌分级中具有一定的鉴别价值。既往研究发现碘含量往往能够较为客观反映病灶血供情况，肾透明细胞癌分化程度越低，血供越差，而分化程度较高的肿瘤供血动脉是相对较为成熟的血管，血流速度快且血流量多，对比剂容易进入肿块，因此分化程度越高，碘含量相对较大[12]。张连宇等[13]研究发现能谱CT标准化碘含量能够对肾透明细胞癌术前分级进行区别，本研究中Ⅰ级细胞癌碘浓度比值大于Ⅱ级，同时Ⅱ级细胞癌碘浓度比值大于Ⅲ级，与其研究结果一致。与此同时本研究碘比值在肾透明细胞癌术前分级判断中ROC曲线下面积均达到0.80以上，略高于王微等[14]研究结果，这可能是由于本研究纳入研究对象扫描前均饮用足量的水，上消化道充盈，气体伪影较少。本研究ROC曲线显示，病理分级Ⅰ、Ⅱ级当以动脉期能谱曲线斜率为3.012时，曲线下面积达到最大为0.952；病理分级Ⅱ、Ⅲ级当以髓质期能谱曲线斜率为2.078时，曲线下面积达到最大为0.993，诊断效能高于其他能谱参数，这主要是由于不同物质具有不同的能量衰减系数，能谱曲线能够反应X线通过不同物质时衰减系数随能量的变化，曲线斜率准确反应能谱曲线之间的差异，区分不同的组织结构，为能谱曲线区分不同的物质奠定了基础，而碘含量在随血供变化的同时，还需考虑水的变化，同时同期相腹动脉碘浓度，肾灌注造成的个体循环差异不能被忽略，存在的具有一定的局限性[15]。

图4 病理分级Ⅱ、Ⅲ级髓质期能谱参数ROC曲线

综上所述，能谱CT成像对于术前肾透明细胞癌术前分级诊断有重要的临床价值。