CT能谱技术定量参数与AFP、DCP的关系及诊断肝细胞肝癌的效能研究

杜 林, 王 宇

1. 长春医学高等专科学校， 吉林 长春 130000； 2. 长春骨伤医院， 吉林 长春 130000

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)系全球范围内死亡率较高的一种原发性肝癌，位居我国恶性肿瘤致死率第三位，大量临床研究和实践证明早期诊断可有效降低HCC的5年总病死率，促进疾病转归[1]。计算机断层扫描(CT)能谱技术利用两种不同的X线光谱增强组织特征，辅助计算机算法组合不同的能量数据，不受光束硬化伪影、界面效应、管电压等因素影响，具有较高的图像对比度，且还能在对比增强中进行精确的碘测量，区分水、碘、钙、脂肪，所以在肝脏疾病中应用日渐广泛[2,3]。甲胎蛋白(alpha-fetoprotein，AFP)、异常凝血酶原(des-γ-carboxyprothrombin，DCP)是诊断HCC的肿瘤标志物，并与HCC病理特征、预后等有关[4-6]。本研究探讨CT能谱技术定量参数与AFP、DCP的关系及诊断肝癌的效能，旨在为临床诊治HCC提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年4月至2021年4月长春骨伤医院收治的61例HCC患者(HCC组)与61例肝良性病变患者(良性组)进行回顾性研究。纳入标准：HCC组符合HCC诊断标准[7]；既往无相关治疗史；良性组均为局灶性结节增生患者；首次确诊；临床资料完整。排除标准：有碘造影剂过敏史或过敏体质者；肝肾功能衰竭者；甲亢患者；妊娠期、哺乳期者；肝脏血管瘤者；急性感染疾病者；胆管癌等其他原发性癌症者；有肝脏手术史者；合并自身免疫性肝病者。HCC组Edmondson-Steiner分级[8]Ⅰ级12例，Ⅱ级21例，Ⅲ级19例，Ⅳ级9例，临床分期Ⅰ期7例，Ⅱ期25例，Ⅲ期15例，Ⅳ期14例。

1.2 方法

收集患者年龄、性别、体质量指数、AFP、DCP资料。采用全自动免疫分析仪(瑞士罗氏E602)及配套试剂盒检测血清AFP水平，采用酶标仪(中国爱德康600)及配套试剂盒检测血清DCP水平。

CT检查:入院时应用能谱CT(美国GE Discovery CT750 HD64层)，先进行常规扫描，再启动能谱扫描模式，探测器宽度0.625 mm×64，螺距0.984，螺旋扫描速度0.6～0.8 s/周，行双期动态增强扫描，CT剂量指数21.8 mGy，管电流600 mA，电压为140 kVp和80 kVp高低能量瞬时高速切换，碘对比剂(300 mgI/mL，碘普胺)以1.5 mL/kg注射速率3 mL/s注射80～120 mL。动脉期扫描应用腹腔干水平腹主动脉内CT值监测促发扫描，监测阈值100 Hu，达到阈值后延迟8 s开始扫描，动脉期结束30 s开始门静脉期扫描。应用两组重建模式，第一组层距和层厚均为1.25 mm，为常规混合能量140 keV图像，第二组层厚和层距均为1.25 mm，为70 keV图像单能量图像，以标准算法重建图像，用GSI viewer能谱分析软件分析第二组图像，获得40～140 keV单能量图像、水基图像、碘基图像、能谱曲线。在能谱CTAW4.4工作站上分析图像，GSI viewer载入单能量图像，感兴趣区尽可能包绕病变高强化区域，并避开硬化伪影和大血管区域，双期扫描时保持感兴趣区位置、形状、大小一致，测量记录动脉期和门静脉期40～140 keV单能量水平病灶-肝脏对比噪声比(CNR)、钙(脂肪)浓度、脂肪(钙)浓度、水碘浓度、病灶与正常肝组织碘浓度比值(LNR)、标准化碘浓度(NIC)，所有数据均测量3次，取平均值。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 两组基线资料比较

HCC组年龄、性别、体质量指数与良性组相比，差异无统计学意义(P>0.05)； HCC组AFP、DCP分别为(287.66±91.75) μg/L、(186.43±50.18) μg/L，显著高于良性组的(8.16±2.03) μg/L、(14.52±2.19) μg/L(P<0.05)。

2.2 两组40～140 keV单能量水平CNR比较

动脉期两组在40～50 keV的CNR呈递增趋势，至50 keV两组均具有最佳的CNR，两组在50～140 keV单能量水平下，随着能量水平升高，CNR整体呈降低趋势；门静脉期HCC组在40～70 keV单能量水平下，随着能量水平升高，CNR呈递增趋势，至70 keV具有最佳的CNR；门静脉期良性组在40～50 keV的CNR呈递增趋势，至50 keV具有最佳的CNR；两组动脉期40～140 keV及静脉期50～140 keV单能量水平下CNR比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组40～140 keV单能量水平CNR比较

2.3 两组CT能谱技术定量参数比较

HCC组动脉期和门静脉期钙(脂肪)浓度、LNR、NIC显著低于良性组(P<0.05)，脂肪(钙)浓度显著高于良性组(P<0.05)。见表2。

表2 两组CT能谱技术定量参数比较

2.4 CT能谱技术定量参数与AFP、DCP的关系

以HCC组钙(脂肪)浓度、脂肪(钙)浓度、LNR、NIC、AFP、DCP为源数据，Pearson分析显示，动脉期和门静脉期钙(脂肪)浓度、LNR、NIC与AFP、DCP呈显著负相关，脂肪(钙)浓度与AFP、DCP呈显著正相关(P<0.05)。见表3。

表3 CT能谱技术定量参数与AFP、DCP的关系

2.5 CNR、CT能谱技术定量参数诊断HCC效能

由于HCC组动脉期50 keV具有最佳的CNR，门静脉期70 keV具有最佳的CNR，故动脉期选取50 keV能量下的CNR，门静脉期选取70 keV能量下的CNR进行ROC曲线分析。以HCC组CNR、CT能谱技术定量参数为阳性样本，以良性组CNR、CT能谱技术定量参数为阴性样本，绘制ROC曲线，结果显示，动脉期50 keV的CNR诊断HCC的AUC最大，门静脉期70 keV的CNR诊断HCC的AUC最大。选取所有参数中AUC最高的两个参数，即：动脉期50 keV的CNR(AUC值为0.914)、动脉期NIC(AUC值为0.899)，运用SPSS的ROC联合分析模式构建两者联合诊断HCC的ROC曲线，结果显示，二者联合诊断HCC的AUC为0.935。ROC曲线见图1。

图1 CNR、CT能谱技术定量参数诊断HCC的ROC曲线

3 讨论

肝脏传统CT检查主要通过观察密度、形态、增强后强化方式等对病变进行判断，大多为定性研究，定量分析的报道较少，即使是采用了定量分析方法，传统CT运用的单参数和混合能量成像模式，亦不能准确反映物质对X线的衰减。CT能谱技术的单能量成像能提供40～140 keV间连续能量的图像，获得最佳的单能量图像，使肝脏与病灶的对比度优化，对微小病灶检出能力提高，突破了传统CT仅靠CT值的单参数成像诊断模式，并能避免射线硬化伪影，获得更准确的CT值，同时通过碘基图、单能量图像等物质分离图像，能实现定量定性分析，为组织病理学诊断提供客观量化的参考[9,10]。

本研究显示，单能量图像和碘基图像对HCC显示效果较常规混合能量图像更优，能保证HCC的检出率和诊断敏感度。不同能量水平单能量图像，可应用最佳CNR获得最佳单能量，满足不同病种诊断需求，在最佳单能量下所获得的图像对病变显示和检出率较佳。而碘基图像对碘剂沉积比较敏感，抑制了容积效应与背景CT值，对肝脏富血供病变检出有利[11]。低能量图像一般组织对比度较低，高能量图像一般组织对比度较小，HCC和良性组在不同能量水平下CNR均呈现出一定的规律性，动脉期两组在40～50 keV的CNR呈递增趋势，至50 keV两组均具有最佳的CNR，两组在50～140 keV单能量水平下，随着能量水平升高，CNR整体呈降低趋势，门静脉期HCC组至70 keV具有最佳的CNR，良性组至50 keV具有最佳的CNR，与既往杜娟[12]的报道一致，可见HCC和良性组的最佳单能量均位于50～70 keV低能量水平。最佳单能量位于低能量水平，组织对比度较大，有利于HCC尤其是小病灶的检出。

HCC组动脉期和门静脉期钙(脂肪)浓度、LNR、NIC低于良性组，这与HCC的分化程度、血供类型有关。HCC血供不仅由肝动脉供血，部分由门静脉供血或少血供，这受HCC癌细胞分化程度和组织学类型的影响[13,14]。Pang等[15]研究显示，HCC不成对肝动脉数量在高分化HCC进展为中分化HCC过程中逐渐增加，在中等分化HCC进展为低分化HCC过程中逐渐减少，可见部分低分化HCC和门静脉供血的HCC肝动脉血供不佳，造成了动脉期和门静脉期钙(脂肪)浓度、LNR、NIC反映血供变化定量参数的降低。而良性组患者有正常的肝细胞，病变周边与中央瘢痕区域有增粗迂曲的供血动脉，所以动脉期和门静脉期钙(脂肪)浓度、LNR、NIC较HCC高。HCC组脂肪(钙)浓度高于良性组，原因可能是小肝癌易发生脂肪变性造成的，在15 mm直径左右的HCC中脂肪变性最为常见。而两组水碘浓度相似，说明水碘浓度对HCC的诊断无明显的参考价值。AFP、DCP是诊断HCC的常用标志物[7]，而既往较少关于CT能谱技术定量参数与AFP、DCP关系的报道，本研究尝试对此分析发现，动脉期和门静脉期钙(脂肪)浓度、LNR、NIC与AFP、DCP呈显著负相关，脂肪(钙)浓度与AFP、DCP呈显著正相关，再次佐证了CT能谱技术定量参数在肝癌诊断中的应用价值。

ROC曲线AUC分析是评价参数定量诊断价值的统计学处理方法，AUC值越大，诊断可靠性越高，本研究ROC曲线分析显示，动脉期50 keV的CNR诊断HCC的AUC值最大，其次是动脉期NIC，提示在单一参数定量分析中可优先选取这两个参数进行评价。同时本研究选取AUC值最大的两个参数进行联合诊断的ROC曲线分析，结果显示，动脉期50 keV的CNR联合NIC的AUC值较单一参数高，故建议临床应用时，联合检测动脉期50 keV的CNR、NIC，为临床诊断HCC提供更准确的参考。本研究不足之处在于，纳入肝脏良性病变疾病类型较单一，虽然保证了CT能谱技术定量参数诊断的精准性，但在其他类型肝脏疾病中的变化趋势尚不能明确，有待后续纳入更多的疾病类型，进行深入的探讨。

综上，通过CT能谱检测最佳CNR，可获得最佳单能量图像，钙(脂肪)浓度、脂肪(钙)浓度、LNR、NIC与AFP、DCP密切相关，联合检测动脉期50 keV的CNR、NIC可作为诊断HCC的无创性方法。