能谱CT平扫多参数成像判断纯磨玻璃密度肺腺癌病理亚型

武卫杰，岳松伟，吕培杰，王会霞，吕东博，高剑波

(郑州大学第一附属医院放射科，河南 郑州 450052)

纯磨玻璃结节(pure ground-glass nodule, pGGN)是指不含实性成分、肺窗密度轻度增高且不掩盖其内走行的血管及支气管影的一类肺结节，病理学上多为早期肺腺癌或癌前病变，包括不典型腺瘤样增生(atypical adenomatous hyperplasia, AAH)、原位腺癌(adenocarcinoma in situ, AIS)及微浸润性腺癌(minimally invasive adenocarcinoma, MIA)，但也可为浸润性腺癌(invasive adenocarcinoma, IAC)[1]。临床对于AAH、AIS及MIA多采取肺段或楔形切除术，对IAC则采取肺叶切除术进行治疗[2-4]，故术前准确判断肺pGGN病理亚型对于临床采取合理治疗方案具有重大意义。pGGN早期形态学特征不典型，而常规CT检查价值有限。能谱CT平扫可实现多参数成像，提供更多诊断信息，但目前国内外鲜有针对其是否有助于提高对于不同病理亚型pGGN肺腺癌鉴别诊断能力的研究报道。本研究探讨能谱CT平扫多参数成像对判断pGGN肺腺癌病理亚型的价值，以期为个体化方案的制定提供理论指导。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年1月—2019年5月110例经病理确诊、胸部CT表现为pGGN的肺腺癌患者。纳入标准：①病理证实为肺腺癌，病理报告完整；②术前接受能谱CT扫描检查。排除标准：①CT图像有严重伪影，影响图像质量，导致病灶不易观察和测量；②肺内多发磨玻璃结节(ground-glass nodule, GGN)，或混合磨玻璃结节(mixed GGN, mGGN)。最终纳入45例，男20例，女25例，年龄23～72岁，平均(55.6±8.4)岁；分为A组(非IAC组，21例，其中AIS 9例、MIA 12例)和B组(IAC组，24例，包括腺泡为主型6例、贴壁为主型10例及乳头为主型8例)。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution CT机，以GSI Assist扫描模式行胸部能谱平扫，参数：80/140 kVp瞬时切换，智能匹配管电流水平技术(200～500 mAs)，噪声指数均为13 HU，探测器宽度80 mm，旋转速度0.5 s/rot，扫描层厚和层间距均为5 mm，螺距0.992∶1，扫描范围自胸廓入口处至肺底层面。扫描结束后采用40%自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction V, ASIR-V)技术重建70 keV单能图像，重建层厚及层间距均为1.25 mm。

1.3 图像分析 将所有图像导入GE HealthCare ADW 4.7工作站进行分析及测量。

1.3.1 分析结节CT征象 由2名具有10年以上胸部影像学诊断经验的放射科医师基于联合40% ASIR-V技术重建的70 keV单能水平图像评估结节的CT征象，主要包括结节的分叶征、毛刺征、空泡征、空气支气管征以及胸膜凹陷征和异常血管征，意见不一时经协商得出最终意见。

1.3.2 测量能谱CT平扫定量参数 使用GSI-Viewer软件对平扫图像进行分析。于pGGN最大层面及邻近上下共3个层面避开血管、支气管及气泡成分放置相同大小的圆形或椭圆形ROI，使其大于病灶横截面积的1/2，取平均值，获得病灶40～140 keV单能量CT值(间隔10 keV)、水基值(water concentration, WC)及有效原子序数(effective atomic number, Eff-Z)。计算40～70、71～100及101～140 keV各能量区间的能谱曲线斜率(k1～k3)，计算公式分别为：k1=(HU40 keV-HU70 keV)/(70-40)，k2=(HU70 keV-HU100 keV)/(100-70)，k3=(HU100 keV-HU140 keV)/(140-100)。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0统计分析软件。以±s表示符合正态分布的计量资料，2组间比较采用独立样本t检验；以中位数(上下四分位数)表示非正态分布的计量资料，2组间比较采用Mann-WhitneyU检验。计数资料2组间比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CT征象 B组异常血管征出现率高于A组(P<0.05)。2组间分叶征、毛刺征、空气支气管征、空泡征、胸膜凹陷征差异无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

表1 基于重建70 keV单能水平图像2组病灶CT征象比较(个)

2.2 能谱CT平扫定量参数 B组40～140 keV单能量CT值均高于A组(P均<0.01)，见表2。B组k1低于A组(P<0.05)，组间k2、k3差异均无统计学意义(P均>0.05)。B组WC高于A组(P<0.05)，组间Eff-Z差异无统计学意义(P>0.05)。见表3、图1～2。

表2 2组病灶不同keV单能量CT值比较(HU)

表3 2组病灶能谱曲线斜率、WC及Eff-Z比较

图1 患者女，41岁，右肺上叶MIA A.能谱CT重建70 keV单能图像示右肺上叶pGGN，未见明确分叶征、毛刺征、空泡征、空气支气管征以及胸膜凹陷征和异常血管征； B.能谱平扫水基图示WC为368.07 mg/cm3； C.能谱曲线示40～140 keV水平CT值变化范围-572.71～-619.45 HU，k1为1.16

3 讨论

随着越来越多的肺pGGN被外科手术切除并经病理证实为早期肺腺癌，这种有着特殊影像学表现的肺结节受到国内外学者的广泛重视。pGGN多为早期肺腺癌，并无明显的常见影像学恶性征象。常规CT平扫能够提供的诊断信息有限，术前较难对病灶做出准确诊断；而增强CT检查虽能提供更多影像学信息[5]，但碘对比剂的应用一方面增加患者经济负担和对比剂肾病发病率，另一方面则因碘对比剂禁忌而不能用于部分患者。作为一种功能成像方式，能谱CT平扫可实现高低2种能量水平几乎同时、同向成像，利用物质分离技术可获得组织的碘基值、WC及钙基值等多种定量参数及组织的Eff-Z，从多个角度客观反映病灶的细微病理变化[6]。

能谱CT成像中，70 keV对应传统CT X线管电压为120 kVp时的平均能量，图像质量与常规120 kVp扫描所获相当[7-8]，因此本研究基于70 keV水平图像分别对2组病灶的CT征象进行分析。异常血管征是指穿通于pGGN中的血管扭曲、扩张，管壁僵硬，走行僵直及血管集聚等异常血管征象。本研究结果显示IAC中出现异常血管征者比例更高，与以往研究[9-10]大致相同，考虑为IAC侵袭度较高，由于微环境改变、瘤组织高代谢等原因，导致其供血血管发生异常改变。A、B 2组间分叶征、毛刺征、空气支气管征、空泡征、胸膜凹陷征差异均无统计学意义，原因可能在于pGGN多为早期肺腺癌，体积小，各种形态学特征尚不典型。

吴芳等[10]认为从AAH到浸润性腺癌，病变CT值虽有增加趋势，但各病理亚型间差异无统计学意义。本研究中B组在40～140 keV水平下的单能量CT值均高于A组，原因可能在于相比混合能量CT值，单能量CT值能更准确地反映不同组织的密度差异。

不同物质在不同keV能量下的CT值变化规律也不同，因此不同成分病灶的能谱衰减曲线存在一定差异，可通过曲线斜率对其进行定量评估[6,11]。本研究中A组能谱曲线斜率整体大于B组，k1组间差异有统计学意义，由此推测B组病灶侵袭度增加；2组病灶具有不同的病理组织学特征和化学构成，而能谱曲线可反映其差异。

根据特定物质在X线吸收中的表达规律，能谱成像中采用基物质配对方法进行物质分离，利用分离后的基物质进行物质的定量分析，可对不同组织成分加以鉴别[6,11]。本研究显示B组病灶WC值大于A组，可能是随着GGN侵袭度增加，其细胞成分增加，且细胞新陈代谢较正常组织加快，产生的代谢产物明显增多，细胞间液更丰富，导致水浓度增加。

能谱CT成像中物质的衰减曲线与其对应的Eff-Z密切相关，若某物质的X线衰减系数与某种元素的X线衰减系数相同，则该元素的Eff-Z即为该物质的Eff-Z，据此可利用Eff-Z鉴别不同物质成分，尤其是密度相似、CT值接近者[12]。但本研究中A、B 2组间Eff-Z差异无统计学意义，可能与pGGN物质组成成分少、密度过低有关。

本研究的局限性：①样本量小，且为单中心研究，诊断效能不高，需扩大样本量进行多中心研究；②仅针对恶性pGGN，未考虑良性病变，且未纳入mGGN；③未比较不同单能水平图像显示pGGN影像学征象的能力。

综上所述，能谱CT平扫多参数成像可在显示pGGN CT征象的基础上提供多种定量参数和更多诊断信息，有助于判断pGGN肺腺癌病理亚型，指导临床决策。