基于多层螺旋CT简易评分模型鉴别局灶型食管癌与食管平滑肌瘤

魏义圆，史燕杰，李晓婷，孙应实

(北京大学肿瘤医院暨北京市肿瘤防治研究所医学影像科 恶性肿瘤发病机制及转化研究教育部重点实验室，北京 100142)

食管癌是全球第8大常见恶性肿瘤[1]，在我国死亡率居第4位[2]。食管平滑肌瘤占食管良性肿瘤的60%～70%[3]，准确鉴别诊断局灶型食管癌与食管平滑肌瘤至关重要。本研究应用多层螺旋CT(multi-slice spiral CT, MSCT)建立简易评分模型，观察其鉴别局灶型食管癌与食管平滑肌瘤的效能。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2010年1月—2019年10月67例食管肿瘤患者，其中局灶型食管癌46例，男31例，女15例，年龄47～75岁，平均(62.0±7.4)岁；食管平滑肌瘤21例，男16例，女5例，年龄20～63岁，平均(46.0±10.2)岁。入组标准：①接受开胸手术、胸腔镜或胃镜切除；②食管局灶性肿块，经病理证实为平滑肌瘤或食管鳞癌(隆起型、溃疡型或蕈伞型)；③术前接受增强胸部CT检查，此前未接受任何治疗。排除标准：①病理诊断为食管腺癌、小细胞癌、混合癌或其他疾病；②术前接受化学治疗或其他治疗；③影像学资料不全，或图像无法满足测量要求；④食管多发病灶。本研究经院伦理委员会批准，并豁免知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed VCT扫描仪，自动毫安扫描，噪声指数设定为9，管电压120 kV，管电流100～300 mA，转速0.8 s/rot，准直64×0.625 mm，螺距0.983，层厚和间隔均为0.625 mm，行常规仰卧位扫描。以高压注射器经肘静脉团注非离子型碘对比剂碘普罗胺(100 ml)，流率3 ml/s，注药后55 s行增强扫描，范围包括颈部及食管胃结合部。将原始图像传至AW4.2影像工作站后处理，以0.625 mm层厚行多平面重建(multi-planar reconstruction, MPR)，获得冠状位及矢状位图像。

1.3 图像分析 由2名高年资影像科医师采用图像存储与传输系统(picture archiving and communications system, PACS)共同阅片，有争议时由另1名高年资医师判定。记录食管病灶的位置、密度、大小(轴位最大截面厚度、MPR最长径)、病灶MPR最长径/轴位最大截面厚度、强化程度及方式、瘤-空气界面、瘤周脂肪间隙以及肿大淋巴结。病灶部位：以奇静脉弓下缘以上为上段分区，奇静脉弓下缘至左下肺静脉层面之间为中段分区，左下肺静脉至胃食管交界以下2 cm以内为下段分区。病灶轴位最大截面厚度指轴位最大截面的厚度，简称短径。MPR最长径即病灶MPR最大层面长径，简称长径。病灶MPR最长径/轴位最厚厚度比值=长径/短径比值。病灶强化程度为病灶CT值与正常食管CT值的差值(简称CT差值)。测量病灶最大层面及上下2个层面CT值时，避开坏死、钙化及血管，尽可能包含病灶勾画ROI；测量正常食管最厚层面及上下2个层面CT值时，ROI尽可能包含食管壁；均测量3次，取平均值。

瘤-空气界面：食管内壁瘤周空气界面光滑，黏膜面连续为瘤-空气界面光滑；界面凹凸不平、不规则多边形、腔内息肉样凸起为瘤-空气界面不光滑[4]。瘤周脂肪间隙：脂肪间隙存在且密度与纵隔其他部位脂肪间隙密度相似或正常为清晰；脂肪间隙消失或密度增高为模糊。淋巴结肿大指短径>10 mm，排除高密度、钙化、脂肪及长条形淋巴结。

1.4 统计学分析 采用SPSS 24.0及MedCalc统计分析软件。采用Kolmogorov-Smirnov检验数据是否符合正态分布。符合正态分布的计量资料以±s表示，采用独立样本t检验，不符合正态分布者行Mann-WhitneyU检验。组间计数资料采用χ2检验或Fisher精确概率法。用单因素分析筛选出2组间差异有统计学意义的变量，使用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve, ROC)来确定不同变量诊断效能，同时计算最佳临界点。再将差异有统计学意义的指标纳入多因素Logistic回归分析，以a=0.05为检验水准，计算贝塔系数、优势比(odds ratio, OR)和95%CI，构建简易评分模型，用ROC评估模型的预测能力，计算曲线下面积(area under the curve, AUC)及模型的敏感度、特异度等。采用Z检验比较不同诊断指标的AUC。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 MSCT征象差异 局灶型食管癌与食管平滑肌瘤之间，发病位置、病灶增强CT值、长径/短径比值、CT差值、瘤-空气界面、瘤周脂肪间隙及淋巴结肿大差异均有统计学意义(P均<0.05)。局灶型食管癌在3个分区分布概率相近，平滑肌瘤则食管中下段分布为主；局灶型食管癌强化程度高于食管平滑肌瘤，且更近于纵行走行；局灶型食管癌瘤-空气界面以不光滑为主，平滑肌瘤则大多表现为光滑的瘤-空气界面；局灶型食管癌出现管壁外侵、瘤周脂肪间隙模糊(22/46，47.83%)及肿大淋巴结概率(21/46，45.65%)均高于平滑肌瘤[两项均为4.76%(1/21)]。局灶型食管癌与食管平滑肌瘤之间钙化、强化均匀性、肿瘤短径及长径间差异均无统计学意义(P均>0.05)。见表1。

Logistic回归分析显示两种疾病病灶强化CT值、长径/短径比值和瘤-空气界面差异均有统计学意义(P均<0.05，表2)。病灶强化CT值、长径/短径比值和瘤-空气界面的AUC分别为0.792(95%CI：0.685，0.900)、0.752(95%CI：0.615，0.889)和0.844(95%CI：0.741，0.946)，病灶增强CT值>65.5 HU、长径/短径比值>1.61、瘤-空气界面不光滑时，对食管癌的诊断效能最大。

2.2 评分模型 根据多因素分析结果，取贝塔系数相近整数值建立评分系统。病灶增强CT值>65.5 HU赋值1分，长径/短径比值>1.61赋值2分，瘤-空气界面不光滑为4分，评分系统AUC为0.945[95%CI(0.891,0.999)]，而单一以病灶强化CT值、长径/短径比值和瘤-空气界面鉴别诊断局灶型食管癌与食管平滑肌瘤的AUC分别为0.844(95%CI：0.741，0.946)、0.792(95%CI：0.685，0.900)及0.752(95%CI：0.615，0.889)，联合评分系统AUC优于病灶强化CT值、长径/短径比值和瘤-空气界面单独鉴别诊断效能(Z=3.057、2.866和3.874，P=0.0022、0.0042和0.0001)。评分为2.5分时，约登指数最大，≥2.5分诊断为局灶型食管癌，<2.5分时诊断为食管平滑肌瘤；评分模型将44例诊断为局灶型食管癌(真阳性42例，假阳性2例)，23例诊断为平滑肌瘤(真阴性19例，假阴性4例)，敏感度为91.30%(42/46)，特异度为90.48%(19/21)，准确率为91.04%(61/67)。

3 讨论

本组食管癌平均发病年龄为62岁，略低于文献报道[5]。食管平滑肌瘤为完整被覆上皮的黏膜下实性肿块，偶尔表现为腔内息肉样肿瘤[3,6]，发病率不足食管癌的1/50[7]，发病年龄比食管癌年轻[7-8]，好发于食管中段及远端1/3部位[9-10]，食管鳞状细胞癌则常位于食管上段及中1/3段。本组均为食管鳞状细胞癌，分布与食管平滑肌瘤有显著差异。

内镜或食管超声内镜(endoscopic ultrasonography, EUS)鉴别食管癌与食管平滑肌瘤最佳，但食管管腔狭窄或闭塞时进镜、取材困难[11-12]，观察受肿物大小限制[13]，具有操作者依赖性，受限于视野，所获管周及其他部位信息有限，且较昂贵。经MPR后，MSCT可清晰显示病变，特别是病灶内部、管周及远处情况如钙化、强化程度及均匀度、瘤-空气界面、瘤周脂肪间隙及肿大淋巴结情况等，为临床决策提供帮助[14]。

表1 局灶型食管癌与食管平滑肌瘤CT征象单因素分析

表2 局灶型食管癌与食管平滑肌瘤CT征象多因素Logistic回归分析

图1 患者男，72岁，局灶型食管癌 轴位(A)和矢状位重建(B)增强CT图像显示食管胸下段腔内结节状肿物(星号)，均匀中等强化，黏膜面粗糙不光滑，瘤-空气界面不光滑(箭)

图2 患者女，38岁，巨大食管平滑肌瘤 轴位(A)和冠状位(B)、矢状位重建(C)增强CT图像显示13.3 cm×10.0 cm肿瘤中心位于胸下段，向下延伸至食管胃结合部，累及食管壁全层，伴溃疡形成(箭头)，内部及边缘可见多发弧形钙化(短箭)，低度强化，瘤周脂肪间隙消失，瘤周见肿大淋巴结(长箭)

本研究选取表现为偏心性肿块的局灶型食管癌，观察其与食管平滑肌瘤的CT特征差异。刘鹏等[15]认为相比食管癌，食管平滑肌瘤瘤-空气界面光滑，且强化幅度较低，本组研究所见与之相符。MSCT MPR图像可多方位观察病灶及其瘤-空气界面，增强扫描可显示黏膜情况及肿瘤边界；其空间分辨率较高，薄层图像可显示肿瘤细节；管腔闭塞时，结合MPR、增强及薄层图像仍可显示肿瘤边缘。食管癌累及食管长径与管壁厚度比值更大。CT能确定肿瘤和邻近结构之间的脂肪间隙是否存在，中晚期食管癌侵犯周围脂肪间隙表现为瘤周脂肪间隙模糊甚至消失，提示至少为T3病变。少数平滑肌瘤可表现为腔内息肉样病变，表面正常黏膜覆盖，与邻近食管分界明显，边缘光滑无浸润，通常不破坏瘤周脂肪[3]。本组食管癌多伴瘤周脂肪间隙模糊及肿大淋巴结(图1)，而仅1例巨大食管平滑肌瘤伴瘤周间隙消失及肿大淋巴结(图2)，术后病理证实淋巴结为反应增生。食管平滑肌瘤增强表现为均匀低或中度强化，可能与其细胞含量较少或中等以及肿瘤血供较少有关[16]。

综上，基于MSCT肿瘤增强CT值、病灶MPR最长径/轴位最大截面厚度比值及瘤-空气界面建立的简易评分模型有助于鉴别局灶型食管癌与食管平滑肌瘤。本研究样本量有限，且为回顾性分析，有待增加样本量进一步观察。