基于增强CT直方图参数术前预测高、低分化胰腺腺癌

周金发，唐继来，朱建国，李海歌

(南京医科大学第二附属医院放射科，江苏 南京 210011)

胰腺癌为恶性程度极高的消化系统肿瘤，发病率逐年升高，预后差[1]，其分化程度与治疗方案及预后相关，术前有效预测其分化程度甚为重要[2]。利用CT直方图(CT histogram, CTH)，通过计算机软件分析可区分肉眼无法分辨的CT图像细微灰度差别，分析其特征，进而衍生出一系列定量参数，如灰度峰值、灰度对比度等[3-4]，以定量分析肿瘤异质性，包括代谢、缺氧和异常血管增生等的差异性表现，已广泛用于甲状腺癌、肺癌及肾癌等临床研究中[5-8]。本研究评估基于增强CT的CTH定量参数术前预测高、低分化胰腺腺癌的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2017年1月—2019年12月南京医科大学第二附属医院收治的76例胰腺腺癌患者，男42例，女34例，年龄36～84岁，平均(62.9±9.4)岁。纳入标准：①经术后病理确诊为胰腺腺癌及其分化程度；②术前接受腹部增强CT检查，且检查前未接受放射、化学及其他治疗。排除CT图像质量差者。76例中，38例为高分化腺癌(高分化组)，男17例，女21例，年龄36～78岁，平均(61.6±9.8)岁；38例为低分化腺癌(低分化组)，男18例，女20例，年龄48～84岁，平均(64.3±8.8)岁。

1.2 仪器与方法 嘱患者检查前禁食8 h，检查前10 min口服生理盐水1 000 ml。采用Philips Brilliance iCT 256层螺旋CT机，行仰卧位头先进腹部扫描。参数：管电压120 kV，管电流采用自动毫安技术，层厚2 mm，层间距2 mm，螺距1.0，FOV 320 mm×320 mm，准直128 mm×0.6 mm，矩阵512×512。经肘静脉以流率3.5 ml/s注入对比剂碘普罗胺(370 mgI/ml)1 ml/kg体质量，采用团注追踪技术行双期增强扫描：于腹主动脉设置ROI，CT值达100 HU自动触发动脉期扫描，触发后60～70 s行门静脉期扫描。重建图像层厚及层间距均为1.5 mm。

1.3 图像处理 将双期增强CT图像导入GE Omini-Kinetics(OK)软件包，由2名具有10年以上腹部影像学诊断经验的主治医师采用双盲法，尽量避开血管、胰管及胰腺周围脂肪组织，于双期增强CT图像显示病灶最大层面胰腺癌实性部分勾画面积为40～50 mm2的圆形或类圆形ROI，并于胰腺组织勾画形态、面积相一致的ROI作为参照，保持动静脉期ROI一致；软件自动生成其灰度直方图及CTH定量参数，包括最小强度、最大强度、中位值、平均值、标准差、方差、体积计数、体素值总和、均方根值、值域、均值偏差、相对偏差、偏度、峰度以及均匀度。手动计算CTH参数比值(瘤区CTH参数/参照区CTH参数)。以2名医师测量结果的均值为最终结果。

1.4 统计学分析 采用SPSS 22.0及MedCalc统计分析软件。以组内相关系数(intra class correlation coefficient, ICC)评价2名医师测量结果的一致性，ICC>0.75为一致性好。采用Kolmogorov-Smirnov检验评价计量资料的正态性，以±s表示符合正态分布者，组间比较采用t检验；以中位数(上下四分位数)表示不符合者，采用Mann-Whitney U检验进行组间比较。针对组间差异有统计学意义的CTH参数，采用二元logistic回归分析筛选胰腺癌分化程度的独立预测因子；绘制受试者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲线，计算曲线下面积(area under the curve， AUC)，评价其单独及联合预测胰腺腺癌分化程度的效能；以DeLong检验比较AUC差异。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2名医师测量CTH参数比值的一致性好(ICC均>0.75，P均<0.05)。高分化组(图1)动脉期最小强度、均匀度及静脉期最小强度、平均值、均方根值及均匀度比值均高于低分化组(P均<0.05，图2)，其余CTH参数比值组间差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1、2。

表1 高、低分化胰腺腺癌动脉期CTH参数比值比较

表2 高、低分化胰腺腺癌门静脉期CTH参数比值比较

图1 患者女，65岁，高分化胰腺腺癌 A.腹部静脉期增强CT图(虚线部分为病灶)； B.CT直方图； C.病理图(HE，×200)

图2 患者男，62岁，低分化胰腺腺癌 A.腹部静脉期增强CT图(虚线部分为病灶)； B.CT直方图； C.病理图(HE，×200)

二元logistic回归结果显示，动脉期最小强度、均匀度及静脉期最小强度比值为高、低分化胰腺腺癌的独立预测因子(表3)。

表3 二元logistic回归分析胰腺腺癌分化程度的影响因素

ROC曲线显示，动脉期最小强度比值预测高、低分化胰腺腺癌的AUC为0.759(P=0.048)，动脉期均匀度比值的AUC为0.752(P=0.045)，静脉期最小强度比值的AUC为0.815(P<0.001)，三者联合的AUC为0.868(P<0.001)，见表4及图3。动脉期最小强度、动脉期均匀度及静脉期最小强度比值的AUC差异均无统计学意义(P均>0.05)，联合参数的AUC与动脉期最小强度比值差异有统计学意义(Z=2.10，P=0.04)，与动脉期均匀度、静脉期最小强度比值差异均无统计学意义(Z=1.73、1.56，P均>0.05)。

表4 单参数及其联合预测高、低分化胰腺腺癌的ROC曲线结果

图3 单参数及其联合预测高、低分化胰腺腺癌的ROC曲线

3 讨论

胰腺癌是乏血供肿瘤，其病理基础是胰腺星形细胞增生及细胞外基质合成增多，导致胰腺癌间质性纤维化，使对比剂渗入受阻；常规增强CT表现为瘤灶相比周围胰腺组织呈乏血供/低密度改变[8]，但仅依靠肉眼鉴别肿瘤内部异质性可能遗漏重要信息[4]。肿瘤异质性在CTH图上表现为图像灰度分布的差异，可能与肿瘤新生血管形成、肿瘤组织异常增殖、代谢及其恶性生物学行为密切相关，为肿瘤重要特点之一[9]。

AZOULAY等[10]研究表明，CTH可有效区分胰腺神经内分泌肿瘤与胰腺神经内分泌癌。QIU等[11]认为偏度等CTH参数可用于胰腺导管腺癌术前分级，其术前鉴别高、低级别胰腺导管腺癌的准确率为80%，敏感度为95%。为消除个体差异的影响，本研究采用CTH参数比值法比较高、低分化组胰腺腺癌CTH的差异，结果显示组间动脉期最小强度、均匀度及静脉期最小强度、平均值、均方根值、均匀度比值差异均有统计学意义；二元logistic回归分析提示，动脉期最小强度、均匀度及静脉期最小强度比值是高、低分化胰腺腺癌的独立预测因子，且三者单独及联合预测高、低分化胰腺腺癌的诊断效能均良好。

平均值指病灶内像素点灰度的平均值，与肿瘤恶性程度相关。胰腺癌恶性程度越高，强化越低[12]，则CTH上的灰度值越低。均方根值又称有效值，与肿瘤生长速度及侵袭程度呈负相关。强度用于定量CT图像中组织的灰度值，最小强度反映肿瘤区无/低对比剂填充，本研究2组动脉期及静脉期最小强度比值均为负值，与既往研究[5，13]结果相似，符合胰腺癌乏血供生物学表现。均匀度表征ROI内灰度值的均质性，坏死囊变和钙化均会对其产生影响。LIU等[14]发现肺癌的均匀度与其病理分级相关，用于预测病理级别较临床指标更为敏感。SUN等[15]认为均匀度反映肿瘤血管生成和肿瘤细胞浸润程度，低强化病灶更易侵犯周围血管，恶性程度更高；本研究结果与之一致。

本研究的局限性：①为单中心研究，样本量小，且未纳入中分化胰腺腺癌病例，结果可能存在偏倚；②不同CTH分析软件对图像进行标准化处理的程序及结果不尽相同，本研究仅对一阶CTH参数进行分析，未评估像素或体素的空间位置关系，有待进一步观察高阶参数(如共生矩阵等)及临床指标联合的预测效能；③仅针对胰腺腺癌，未将其他病理类型胰腺癌纳入分析。

综上所述，基于增强CT的CT直方图定量参数有助于术前预测高、低分化胰腺腺癌。