能谱CT多参数成像在肾透明细胞癌病理分级中的应用价值

郭君君 姜 伦 胡必富 江广斌

湖北医药学院附属随州医院放射科(湖北 随州 441300)

肾细胞癌是肾脏发生最多的一类恶性肿瘤，其在成年女性、男性中的占比各是3%、5%，16%左右的病人确诊时已出现转移,发病率和死亡率较高[1]。在肾癌众亚型中，肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma，ccRCC)最为常见，约占病例的75%[2],其可通过诸多方法来治疗，诸如根治性切除术、射频消融术、肾部分切除术。针对初期低级别的ccRCC病人，建议采取部分肾切除术，能够提高其生存率与生活质量(QOL)，缩短住院天数，减少术后并发症，具有较好预后[3-4]。许多因素影响RCC患者预后，包括核分级、分期、分型与手术切缘阳性等皆被证实属于本病独立预后因子，并在COX风险评估中发现核分级是影响患者出院的重要因素[5]。本研究通过对比分析ccRCC的常规CT表现及能谱CT相关参数，探索各参数在ccRCC病理分级中的诊断价值以及常规CT征象是否有助于提高ccRCC的检出率及诊断准确性，为临床治疗及患者预后评估提供有效的指导。

1 资料与方法

1.1 一般资料搜集2018.06至2020.12期间在我院实施手术且由病理确诊的38名肾癌病人的资料，女、男各18例、20例，年龄最小26岁，最大73岁，平均年龄(58.13±8.8)岁，在Furhman分级方面，Ⅰ～Ⅱ级、Ⅲ～Ⅳ级各为28例、10例，所有病例均为单侧肾单发肿瘤。有18例临床未见明显症状、通过体检检出，有5例见血尿，8例见腰痛，5例见血尿+腰痛，1例表现为乏力、消瘦，1例确诊时已发生转移。

1.2 设备与方法通过GE Revolution CT扫描，病人呈仰卧位，扫描范围为从膈顶到髂前上棘,每例病人皆接受常规平扫、能谱CT皮质期与实质期扫描。参数设定：平扫设定120kvp的管电压，自动毫安秒。在增强扫描方面，选择能谱成像模式，设置管电压80/140kvp(0.5ms)迅速切换，探测器宽度0.625×64mm，管电流最大限设置为600mA，旋转速度1.0s/r，螺距0.984，重建层厚与层间距均为1.25mm。用团注法，通过肘静脉高压注射器注射350mg/mL对比剂(碘海醇)，用量为65～70mL，流速3mL/s，腹主动脉(AA)监测触发阈值是100HU，肾脏皮质期与实质期各自于触发后25s、55s扫描。

1.3 能谱CT图像处理与数据测量向工作站输送图像数据，通过软件GSI Viewer进行图像后处理与数据测量。默认单能量图像为70kev，并完成椭圆形或圆形ROI(感兴趣区)的设置，范围大约80mm2，在避开血管、钙化、出血与坏死囊变的前提下，选择面积较大，密度较均匀且强化明显的区域。为了降低误差，各病灶于上下连续层面进行3次测量，将均值当做终值，尽量使皮质期与实质期每次测定的ROI面积一致，同时处于同一部位、相同层面。对以下数据展开测量：(1)标准化碘浓度(NIC)，此值为肿瘤碘浓度与同层AA碘浓度之比；(2)70kev单能量CT值；(3)能谱曲线斜率k，k=(CT40kev-CT90kev)/50；(4)有效原子序数(effective atomic numbers，Zeff)。

1.4 常规CT影像征象分析在科室两位资深医师的指导下对常规CT图像进行阅片，采用双盲法分析低级别和高级别ccRCC的常规CT表现，涉及病灶形态、大小、有无坏死与钙化、有无肾盂或肾周脂肪侵犯、肾静脉(RV)或下腔静脉(IVC)产生瘤栓与否。

1.5 统计学方法通过SPSS 25.0及MedCalc18.0软件进行统计分析，呈正态分布的计量数据用均数±标准差表示，基本信息及常规CT征象采用χ2检验(也可为Fisher确切概率法)进行统计学分析；能谱CT数据比较采用独立样本t检验及ROC曲线分析。用ROC(受试者工作特征曲线)分析差异具统计学意义的能谱参数的诊断作用，同时计算出AUC(ROC曲线下面积)、最佳诊断效能参数与阈值、敏感度及特异度。

2 结 果

2.1 低级别和高级别ccRCC在皮质期和实质期的能谱CT参数比较及ROC曲线分析具体见表1～表2。

低级别ccRCC皮质期、实质期的70kev能量CT值、NIC值能谱曲线斜率k及有效原子序数Zeff均大于高级别ccRCC，且表现出显著区别(P＜0.05)，见表1和图1～图2。ROC曲线分析显示，当NIC值为0.28时，鉴别低、高级别ccRCC的AUC最大(图3)，诊断敏感度、特异度分别为85.71%、70%，见表2。

图1 A～图1D 男，63岁，右ccRCC II级。皮质期：A.70kev单能量CT值为115.25Hu;B.皮质期碘基图示NIC值为0.34mg/mL；C.能谱曲线图示K为5.2；D.有效原子序数Zeff为9.55。图2 A～图2D 男，66岁，左ccRCC III-IV级。皮质期：A.70kev单能量CT值为95.98Hu;B.碘基图示NIC值为0.21mg/mL；C.能谱曲线图示K为3.8；D.有效原子序数Zeff为9.25。图3 高、低级别ccRCC的不同能谱参数的ROC曲线示意图（图3A、图3B图分别指皮质期、实质期）

表1 低级别和高级别ccRCC皮质期及实质期能谱CT多参数比较

表2 能谱CT参数鉴别低级别和高级别ccRCC的ROC曲线分析

2.2 低级别和高级别ccRCC的基本信息及CT征象的分析在肿瘤最大径、肾盂(或肾周)侵犯等方面，低、高级别ccRCC表现出显著区别(P＜0.05)

3 讨 论

在影像技术不断发展、人类生活水平不断提升下，无症状肾癌病人的检出率日渐提升。本研究中，大概50%的病人在体检时被发现而接受入院治疗。目前，CT是ccRCC最常用的影像学检查方法，ccRCC为富血供肿瘤，常伴囊变、出血及坏死，增强扫描皮质期不均匀强化表现明显，实质期强化水平下降，表现为“快进快出”[6]。将CT表现与临床病史相结合可以为大多数ccRCC作出准确诊断，然而，在对ccRCC病理分级评估方面，传统CT存在很大不足，能谱CT参数的定量分析比传统CT图像定性分析的特异度和敏感度更高[7]。

在肾癌分级系统中，Fuhrman核分级的应用最广泛，基于肿瘤细胞核大小、形态分为Ⅰ～Ⅳ级。为了提高可重复性，同时增加客观评估标准，制定出WHO/ISUP病理分级系统(2016版)，将Fuhrman Ⅰ～Ⅱ级分为高分化组，Fuhrman Ⅲ～Ⅳ级分为低分化组[8]。核分级和肾癌预后存在紧密联系，分级愈高，预后愈差，临床干预方案也存在区别。低级别ccRCC建议采取肾部分切除术，相对于肾根治性切除术，不仅可使术后并发症减少，同时可获得理想疗效，且相关实验发现，核分级呈Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ～Ⅳ级的肾癌病人五年生存率依次达95.9%、86.8%、60.1%[4,9]。因此，术前评估ccRCC的恶性程度对临床手术的选择及患者预后具有重要意义。

近年来，能谱CT多参数成像在临床广泛应用，能谱CT可以进行碘定量分析，通过检测肿瘤中的碘浓度分布，从而间接反映肿瘤内微循环情况[10]。先前大量研究表明与常规增强CT相比，能谱CT碘定量分析能更准确地区分良性病变与恶性病变[11-13]，但将能谱CT多参数定量分析用于ccRCC分级的研究比较少。此项研究中，分析了能谱CT碘定量参数在低、高分化组ccRCC的碘浓度区别。Dai C等学者[14]对肿瘤强化最明显部位、肿瘤最大截面、整个肿瘤体积的碘浓度分别进行测量，对比这三种途径在鉴别肾癌亚型方面的区别，结果显示，ROI最适区域为肿瘤强化最突出的部位，所以此项研究中，将肿瘤实性成分最多且强化最突出的部位作为ROI。为避免个体循环差异、对比剂浓度等因素影响到碘浓度值，将同层AA碘浓度当做基准，得到相应NIC值，但是学者赵娜[15]等发现很多中老年人肾动静脉常会发生钙化，将同层肾实质碘浓度当做基准，可以更为有效地减小肾灌注所导致的差异，但此项研究排除了肾动脉明显钙化、狭窄的病例。结果表明在皮质期及实质期，高分化组ccRCC的NIC均大于低分化组,且差异具有统计学意义。我们的数据再次验证了Zhang CL等学者[16]先前的研究成果，通过双源CT扫描，低级别ccRCC的NIC值相较高级别组偏高。这可能是因为低级别组肿瘤存在较多的成熟血管，血流速度快，同时血管具备较好的通透性，造影剂易于进入肿瘤组织，高级别组肿瘤恶性程度较高，生长迅速，导致血管迂曲扩张而产生动静脉短路，此外肿瘤血管高渗透性使得血液粘滞度、间质渗透压增高，这些皆会使肿瘤灌注减低并出现不均匀的血流，最终仅有少量造影剂进入肿瘤[17-19]，所以，相较于高级别ccRCC，低级别的碘摄取量更多。

能谱曲线能够体现物质的CT值在不同X线能量下的吸收特性，物质不同，能谱曲线有所区别，对肿瘤的定性、定位及分级有所帮助[20]。相关研究显示，皮质期与实质期的CT值与kev呈负相关，形态变化最大时对应的能量段为40～90kev。所以，此项研究确定以此能量范围下的CT值来计算能谱曲线斜率。结果显示，在皮质期与实质期，低分化组ccRCC的能谱曲线斜率均小于高分化组，这与以往相关研究结果相符[21]。出现该结果的原因与不同分化程度的ccRCC病理学特点有关，肿瘤分级越高，血供越差，造影剂进入少，能谱曲线斜率小。

有效原子序数所指为某化合物(或混合物)原子核所含质子数，确定了Z就确定了该物质。通常通过有效原子序数来鉴别泌尿系结石成分。这些年，有很多学者开始对有效原子序数在肿瘤的应用产生兴趣，李健文等[22]对有效原子序数在肾癌分型方面的应用进行探索，他们发现在双能量CT有效原子序数(Z)上，ccRCC较nccRCC(非透明细胞癌)偏大。Mileto A等学者[23]分析了有效原子序数在增强、非增强肾脏病变的应用情况，发现肾癌的有效原子序数较肾囊肿更大。由于低级别肿瘤血管成熟，进入肿瘤的碘对比剂较多，而在测量病灶内碘含量方面，有效原子序数可能更具直接性，此项研究结果显示，低级别ccRCC的有效原子序数大于高级别ccRCC,与先前的学者研究一致。

不同分化程度的ccRCC的CT征象有所不同，本研究结果显示，在肿瘤最大径、肾盂(或肾周)脂肪侵犯方面，高、低分化组存在显著区别,此发现支持早期的研究成果,高级别ccRCC肿瘤具备更大的直径，累及肾实质周围的几率更高[24-25]，与高级别肿瘤血管中内皮生长因子表达上调可能相关，即在肿瘤Fuhrman分级增加的同时，恶性程度愈高，长速愈快，侵袭活性愈强[19]。Wei JY等学者[7]通过二元Logistic回归分析表明坏死和ccRCC病理学分级存在联系，但本研究对象中73%患者发生了坏死，认为高、低分化组在此方面不存在明确区别,可能与研究涉及的肿瘤体积偏大，血供不足相关。

本研究中，经ROC曲线分析发现，皮质期70kevCT值、NIC值、能谱曲线斜率及有效原子序数区分高分化组与低分化ccRCC的诊断效能更高，诊断效能最好的是皮质期NIC值，此时对应的AUC为0.857，阈值为0.28，得到的敏感度为85.71%、特异度为70%。本次研究中有1名高级别ccRCC病人因NIC值为0.48被错误归为高分化组，但结合肿瘤直径较大，且见肾周受累等CT征象最终准确分类，所以，能谱CT定量分析与CT征象相结合可以对高、低分化组ccRCC做出更为准确的诊断。有学者[7]应用双源CT研究表明鉴别高、低分化组ccRCC的最适定量参数是皮质期能谱曲线斜率k，且最佳NIC阈值为0.35，两项研究的不同可能是受到了所用设备、扫描参数不同的影响。

本研究证实，能谱CT的70kev单能量CT值、NIC值、能谱曲线斜率及有效原子序数可以作为评估ccRCC生物学行为的指标，尤其是NIC值，有助于临床治疗及预后评估。但本研究样本量有限，仅有极少数的研究涉及有效原子序数在肾肿瘤的应用，需要更大样本量进一步验证。