Revolution能谱CT多参数成像在直肠腺癌术前评估分化程度的应用

石 卉，庄子健，吴姝婷，朱海涛，王冬青，张礼荣

（江苏大学附属医院影像科 江苏 镇江 212000）

直肠腺癌是我国发病率较高的一种消化道肿瘤，目前，普通CT成为直肠腺癌的病灶定位、分期及疗效评估的一种重要检查方法，而Revolution能谱CT也在腹部成像中应用广泛，包括术前分期、鉴别诊断等[1-2]。肿瘤的分化程度反映了其恶性程度的不同，包括其生长速度及潜在侵袭能力等的差异[3]，因此，术前对直肠腺癌的分化程度判断对指导临床选择治疗方案起着重要作用。目前，Revolution能谱CT已在多部位肿瘤分化程度及良恶性的鉴别中有广泛应用[4]，而在直肠腺癌临床应用及研究还较少，因此本文主要研究术前Revolution能谱CT评估直肠腺癌分化程度的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年5月—2018年9月江苏大学附属医院诊治的78例临床确诊为直肠腺癌的患者。

纳入标准：①原发直肠肿瘤，且无其他部位转移病灶；②肠镜及病理证实为直肠腺癌；③临床及病理资料完善；④图像质量清晰，对数据测量无影响。

排除标准：①存在其他部位的原发肿瘤；②检查前经过放化疗或其他治疗；③临床资料不完善；④图像质量达不到研究要求。

1.2 方法

采用256排CT扫描仪（Revolution CT,GE healthcare,Waukesha,WI美国），所有患者采用仰卧位头先进，扫描前未行肠道准备。患者行Revolution能谱平扫和双期增强扫描，动脉期在对比剂注射30 s后扫描，门脉期在对比剂注射70 s后扫描。扫描范围从膈肌至耻骨联合下缘。增强时对比剂按1.5 mL/kg用量，注射速率为3.5 mL/s，生理盐水以同样的速率注入30 mL。

平扫扫描参数如下：管电压为120 kVp，管电流为自动mAs。增强扫描参数如下：管电压为140 kVp与80 kVp之间瞬时切换，管电流设定为自动管电流，最大参考管电流为600 mA。球管转速为0.5 s/r。螺距设置为1.984:1。扫描视野（DFOV）为25 cm。

所有重建图像均传至GE工作站AW4.6，层间距与层厚为5 mm，重建层厚层间距为1.25 mm，采用50% 前置ASiR-V迭代重建算法。利用工作站上的GSI viewer软件自动进行碘水物质分离。

1.3 数据处理

所有图像数据在工作站处理获得，在GE GSI viewer软件中获取肿瘤病灶以下数值：①肿瘤病灶的碘浓度值、同层面髂外动脉的浓度值。②40～140 keV之间的以10 keV为间隔的11个单能量所对应的CT值。并依据以上测量数据，计算标准化碘浓度值（NIC）和能谱曲线的斜率（K）。计算公式如下：

①NIC=碘浓度（病灶）/碘浓度（同层面髂外动脉碘浓度）

②K=（HU100-HU40）/（100-40）

感兴趣区ROI选择的标准：选取直肠肿瘤的最大层面，其中，肿瘤病灶ROI勾画时要尽可能避开坏死、血管及伪影区域，每组数据测量三次，取其平均值，ROI面积大致相仿。髂外动脉碘浓度测量时，勾画时ROI时要选择血管的中心层面，避开血管壁钙化，ROI面积尽量与病灶面积大小接近，同样测量三次，求取平均值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0统计学软件处理,计量资料采用均数±标准差（± s）来表示。对高、中、低分化三组病灶的碘浓度、NIC及斜率K采用单因素方差分析（检验是否满足正态分布及方差齐性）,其中α取0.05双侧作为检验标准。

2 结果

2.1 动、静脉期时高、中、低分化三组直肠腺癌的能谱曲线斜率的比较

计算动脉期和门脉期三组高、中、低分化的直肠腺癌的能谱曲线斜率，本研究发现三组能谱曲线呈递减型曲线。其中，斜率K从大到小依次为：低、中、高分化组，分化程度越高而斜率越小，反之亦然。在动、静脉双期，进行高-中，高-低，中-低组间两两比较的差异性均有统计学意义（P＜0.05）。

2.2 动、静脉期时高、中、低分化三组直肠腺癌的标准化碘浓度值的对比

在动脉期及门脉期，三组高、中、低分化程度直肠腺癌的NIC随着分化程度的降低而增大，NIC在动、静脉双期进行高-中，高-低，中-低组间两两比较的差异性均有统计学意义（P＜0.05）。

以上具体结果如表格1及图1-2。

图1 低分化直肠腺癌患者的能谱参数获取及病理对照

表1 各组不同分化的直肠腺癌的能谱参数的对比（± s）

表1 各组不同分化的直肠腺癌的能谱参数的对比（± s）

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图1女，68岁，因发现大便带血一周入院。病理诊断为低分化腺癌。图1A为动脉期碘水图，直肠肿瘤病灶IC为27.08（100 ug/mL），髂外动脉IC为116.27（100 ug/mL），NIC为0.23。图1B为能谱曲线图，直肠肿瘤病灶区能谱曲线斜率K为2.92。图1C为门脉期期碘水图，直肠肿瘤病灶处IC为27.00（100 ug/mL），髂外动脉IC为36.29（100 ug/mL），NIC为0.74，直肠肿瘤病灶区斜率K为2.83。图1D为病理图片，提示为低分化腺癌。

图2 男，61岁，大便次数改变伴血便4周入院。病理诊断为高分化腺癌。图2A为动脉期碘水图，直肠肿瘤病灶IC为12.32（100 ug/mL），髂外动脉IC为69.16（100 ug/mL），NIC为0.18。图2B为能谱曲线图，直肠肿瘤病灶能谱曲线斜率K为1.42。图2C为门脉期期碘水图，直肠肿瘤病灶处IC为18.39（100 ug/mL），髂外动脉IC为28.27（100 ug/mL），NIC为0.65，直肠肿瘤病灶斜率K为2.10。图2D为病理图片，提示为高分化腺癌。

图2 高分化直肠腺癌患者的能谱参数获取及病理对照

3 讨论

随着CT技术的发展，Revolution能谱CT的出现为我们提供了多参数的能谱CT技术。Revolution能谱CT提供的40～140 keV的101幅单能量图像，其中低电子伏特值可提高图像的密度分辨率；高电子伏特值可达到去除局部伪影的效果[5-6]。并且，利用Revolution能谱CT也可以判断组织与病灶组织是否同源、对不同类型的肿瘤进行鉴别诊断、判断肿瘤的分化程度[7-8]。因直肠腺癌的高发病率及早期手术治疗效果好，而Revolution能谱CT对于直肠腺癌术前评估分化程度的应用并不深入，因此进行术前利用Revolution能谱CT成像对直肠腺癌分化程度的评估的研究。

能谱曲线是一类CT应用中特别的曲线，它的定量通常以计算斜率K来评估。在过去的研究中，对于不同病变的良恶性鉴别的研究表明，斜率K与病变的良恶性及分化程度关系密切[9-11]。本研究中发现，低分化腺癌组的斜率K最大,高分化组斜率K最小，中分化组斜率K居中,且两两间在动、静脉期均存在显著差异（P＜0.05），表明直肠腺癌的斜率K高低一定程度上反应肿瘤的分化程度。不同组织具有结构组成差异，不同分化的肿瘤病灶的供血及结构组成不同，对X线的吸收不同，因此，能谱曲线可一定程度直肠腺癌分化程度的差异，为早期临床术前评估提供证据[12-13]。

碘浓度定量测量可以反映血管内和细胞外间隙的血流和分布，并评估肿瘤区的相对血管度和血管密度[14]。在先前关于鉴别肿瘤分级的研究中证明，通过Revolution能谱CT成像，低级别肿瘤的碘体积或碘含量明显高于高级别肿瘤，本次研究这与以往的研究是一致的。本次研究中患者平均年纪较大，血液循环存在个体化差异，为了有效避免因个体差异导致的影响，我们选择测量病灶同层面髂外动脉的碘浓度值作为标准参考，从而计算标准化碘浓度值NIC排除干扰。研究结果表明，不同分化的直肠腺癌的NIC均随分化程度的降低而升高，且两两间差异有统计学意义（P＜0.05）。

综上所述,能谱曲线计算斜率K是反映了直肠腺癌在结构及化学组成上的区别,而计算标准化碘浓度值NIC是基于碘浓度对直肠腺癌在血供血管生成等生物特征上的解释。不同分化程度的直肠腺癌,其能谱CT参数特征不相同,根据测量病灶的碘浓度、NIC及斜率K值的差异,可以一定程度上对术前评估直肠腺癌分化程度提供依据，为术前临床选择治疗方案起着重要作用。