能谱CT 参数对非小细胞肺癌淋巴结转移的定性评估价值

丁琦峰，黄文亮，段宏伟，刘晓梅

漯河医学高等专科学校第二附属医院1CT室，2MRI室，河南 漯河 462001

肺癌是起源于支气管黏膜上皮组织的恶性肿瘤，发病率、病死率均较高，主要分为小细胞和非小细胞癌，且以非小细胞癌较为常见，在中老年男性群体中的发病率相对较高。现阶段，对肺癌的治疗手段仍以外科手术为主，而保证治疗效果及预后的关键不仅是手术切除原发灶，还与清扫纵隔淋巴结密切相关，故准确的淋巴结分期是影响患者治疗效果和预后的重要因素之一。目前，X线平片是胸部疾病筛查、诊断的主要影像学手段，但该技术受重叠影响，分辨率相对较差，无法获得清晰的纵隔淋巴结肿大图像，导致其在肺癌淋巴结定性评估中的价值有限。CT技术具有较好的空间及密度分辨率，在肺癌鉴别诊断、临床分期、疗效评价等方面的应用日益广泛，但其对纵隔淋巴结的诊断主要依靠形态学诊断，临床经验证实该诊断方式的准确性相对较差。近年来，随着医学影像学技术的进步，宝石CT能谱成像（gemstone spectral imaging，GSI）模式以其独特的优势被应用于淋巴定性分析。有研究发现该技术尚不能够作为宫颈癌区域临界定性诊断的依据，有研究则认为该技术可以定性分析胃癌淋巴结转移情况。本文能谱CT参数对非小细胞肺癌淋巴结转移情况的定性评估价值进行探讨，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集2015年5月至2019年5月漯河医学高等专科学校第二附属医院收治的行胸部能谱CT增强检查的非小细胞肺癌患者的临床资料。纳入标准：①经病理学检查证实，且已行肺癌切除术和纵隔淋巴结清扫术；②行能谱CT检查前未行原发性肿瘤、淋巴结放化疗；③有明确的病理诊断结果；④根据国际肺癌研究联合会修订的第七版N分期的标准，淋巴结均符合胸部淋巴结区分标准，且区分标准明确；⑤CT图像淋巴结标注位置与手术清扫淋巴结对应；⑥淋巴结大小可观测，表面规则可测量，在70 keV单能量能谱CT图像上能够看到完整淋巴结，且CT图像清晰；⑦淋巴结短径＞7 mm；⑧签署了影像学检测知情同意书。排除标准：①合并CT检查禁忌证；②对造影剂已知成分过敏；③有其他肿瘤史；④伴有血液系统疾病；⑤卡氏功能状态评分≥70分；⑥影像学图像模糊，有伪影干扰。根据纳入和排除标准，共纳入57例非小细胞肺癌患者，其中，男34例，女23例；年龄45～85岁，平均（68.82±8.33）岁；肺腺癌39例，肺鳞状细胞癌18例。共获得淋巴结148枚，其中，转移性淋巴结66枚（转移组），非转移性淋巴结82枚（未转移组）。

1.2 检查方法

1.2.1 扫描方案 采用能谱CT（Discovery CT750 HD，GE Healthcare，美国）中的GSI模式进行双期（动静脉期）增强扫描。检查前对患者进行呼吸指导。扫描范围为肺尖至肋膈角水平。扫描参数设定：高低能瞬时切换电压（80～140 keV，时间＜0.5 ms），电流为360 mA，层厚、层间距均为5 mm，螺距为1.375∶1，架机旋转时间为 0.6 s，矩阵为 512×512。增强扫描：根据患者体重，按照1.6 ml/kg向其肘静脉高压注射非离子型对比剂，即碘海醇注射液，并根据注射量调整注射速率，注射时间≤30 s。双期扫描应选择主支气管分叉水平的同层胸主动脉进行监测，将触发阈值设定为150 HU，达到阈值后延迟5.7 s扫描获得动脉期图像，再延迟30 s扫描获得静脉期图像。

1.2.2 数据处理 将原始图像重建为薄层图像（层厚、层间距均为1.25 mm），然后传至AW4.6工作站进行处理，分析软件为GSI Viewer软件，由2名以上高年资主治医师采用盲法对图像资料进行分析，有异议的图像经协商一致后予以采纳。淋巴结感兴趣区域（region of interest，ROI）的选取：尽可能将钙化灶、液化坏死等区域避开，密度均匀时ROI面积＞2/3横断面，若不均匀则选取并尽可能包括全部实性成分。

1.3 观察指标

取70 keV图像测量病灶的能谱曲线及其他参数，具体指标包括动静脉期碘密度值（iodine concentration，IC）、水 密 度 值（water concentration，WC），计算动静脉期能谱曲线斜率（slope of spectral HU curve，λ）、标准化碘密度值（normalized iodine concentration，NIC）、标准化水密度值（normalized water concentration，NWC）、标化有效原子序数（normalized effective-Z，Neff-Z）。计算公式：λ=（40 keV单能量CT值-100 keV单能量CT值）/60；NIC=淋巴结ROI碘浓度/胸主动脉ROI碘浓度；NWC=淋巴结ROI水浓度/胸主动脉ROI水浓度；Neff-Z=淋巴结有效原子序数/降主动脉有效原子序数。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 动脉期能谱CT 参数的比较

转移组与未转移组动脉期能谱CT参数中的WC、NWC比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。转移组动脉期能谱CT参数中的λ、IC、NIC、Neff-Z均明显低于未转移组，差异均有统计学意义（P＜0.01）。（表 1）

表1 非小细胞肺癌不同性质淋巴结动脉期能谱CT参数的比较

2.2 静脉期能谱CT 参数的比较

转移组与未转移组静脉期能谱CT参数中的WC、NWC比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）；转移组静脉期能谱CT参数中的λ、IC、NIC、Neff-Z均明显低于未转移组，差异均有统计学意义（

P

＜0.01）。（表 2）

表2 非小细胞肺癌不同性质淋巴结静脉期能谱CT参数的比较

2.3 动脉期能谱CT参数的ROC 曲线分析结果

ROC曲线分析结果显示：动脉期能谱CT参数中λ、IC、NIC、Neff-Z的AUC分别为0.79（95%CI：0.72～0.86）、0.73（95%CI：0.64～0.82）、0.85（95%CI：0.77～0.92）、0.71（95%CI：0.63～0.79）。（表3、图1）

图1 动脉期能谱CT 参数评估非小细胞肺癌患者淋巴结转移情况的ROC曲线

表3 动脉期能谱CT参数评估非小细胞肺癌患者淋巴结转移情况的ROC曲线分析结果

2.4 静脉期能谱CT参数的ROC 曲线分析结果

ROC曲线分析结果显示：静脉期能谱CT参数中λ、IC、NIC、Neff-Z的AUC分别为0.81（95%CI：0.73～0.88）、0.84（95%CI：0.77～0.90）、0.86（95%CI：0.79～0.93）、0.74（95%CI：0.69～0.82）。（表4、图2）

图2 静脉期能谱CT 参数评估非小细胞肺癌淋巴结转移情况的ROC曲线

表4 静脉期能谱CT参数评估非小细胞肺癌淋巴结转移情况的ROC曲线分析结果

3 讨论

肺癌是临床常见的恶性肿瘤。近年来，受环境污染加重、人口老龄化加剧及吸烟人群的影响，肺癌的发病率、病死率呈明显升高趋势，极大威胁了中老年人群的生活质量及生命健康。非小细胞肺癌占肺癌的75%～80%，以腺癌、鳞状细胞癌为主，早期手术切除为其最佳治疗方案，而淋巴结受累情况对肺癌治疗方案及预后情况关系密切。目前，针对肺癌的常规影像学手段主要包括X线、MRI、CT检查等。X线检查具有价格低廉、简便易行、辐射剂量低等优点，能够显示肺内大部分病变，但无法清晰、准确地显示小病灶、纵隔淋巴结，因此，仅能作为肺癌的初步筛查方法；MRI在软组织成像方面的优势较为明显，但诊断特异度、空间分辨率均较低，因此，临床应用受限；CT检查已成为现阶段肺癌诊断及鉴别诊断的首选影像学检查方法，但其主要依靠病变形态学的改变进行诊断，导致其在淋巴结转移诊断中的假阴性、假阳性率均较高。

随着能量成像技术的进度，能谱CT成像技术逐渐应用于临床，其将常规CT探测器替代为人造红宝石材料探测器，短时间能够实现能量的转换，通过高低电压的转换，获得近似同一时段、同一角度的能量数据，为临床诊断提供更有价值的影像学信息。能谱CT主要是通过X线在穿透不同物体时产生不同的X线能量进行分析，而在相同能量下，则通过基物质X线吸收系数完成初步分析，再对物质进行分离，从而得到组织中的物质含量，进而完成定性分析。宝石能谱CT技术是在常规CT形态学诊断的基础上，增加了功能学分析，不仅可用于肺癌早期筛查，还可通过能谱参数鉴别常规CT无法识别的小病灶、小结节等，并且还能通过单能量成像获得最清晰的病灶图像，进而为肺癌的诊断提供更加丰富且全面的影像学信息。

淋巴结转移是肿瘤转移的常见途径。本研究采用GSI模式对非小细胞肺癌患者淋巴结转移情况进行多参数定性分析，发现动静脉期不同淋巴结转移情况的患者的WC、NWC无明显差异，而有淋巴结转移的患者动静脉期的λ、IC、NIC、Neff-Z均较低，与崔元龙等的研究结果类似。本研究还对有差异项进行了ROC曲线分析，结果显示，动静脉期能谱CT参数中的λ、IC、NIC、Neff-Z均对非小细胞肺癌淋巴结转移情况具有较好的鉴别诊断价值。能谱CT检查能在极短的时间内完成能量转化，获得能谱衰减曲线，从而反映不同组织吸收系数与能量变化之间的关系。本研究在40～100 keV选择X线衰减系数，以反映能谱曲线斜率，在未行增强扫描时主要是反映组成成分之间的差异，而增强后加入对比剂，则能通过不同物质中造影剂的剂量对其进行区分。本研究选择的基物质为碘-水，其中，水广泛存在于各个组织和器官，碘对比剂则主要分布于病变血管，可通过其浓度变化间接反映组织供血情况。转移性淋巴结中会出现大量微血管扩张，但其属于异型增生，被破坏管壁较多，且管腔狭窄；而非转移性淋巴结受调控因子的刺激，也会出现明显的血管增生，但其血管组织结构完整。因此，λ、IC、NIC均能对非小细胞肺癌转移性及非转移性淋巴结进行定性分析。Neff-Z作为GSI的重要参数，主要对物质内无机物组织成分进行分析，进而完成其对物质的定性分析，而转移性淋巴结因肿瘤细胞导致其内部结构异常，大量肿瘤细胞对其小血管结构进行破坏，导致其供血减少，使进入其内部的碘对比剂含量减少，故该指标也可在一定程度上对淋巴结进行定性分析。本研究仍存在一定的不足之处：本研究为回顾性研究，研究资料有限，在研究对象的选择方面可能存在一定的偏倚，且同时未对cut off值的实际意义进行论证，后续可根据其结果设计前瞻性研究以进一步论证。

综上所述，GSI作为新兴的影像学诊断模式，能为非小细胞肺癌淋巴结转移情况进行定量分析，从而有利于临床对其进行定性评估。