能谱计算机断层扫描影像特征和尿纤维蛋白原γ链对恶性肺小结节的诊断价值

张妙英, 李胜开

(广东省惠州市中心人民医院 医学影像科, 广东 惠州, 516000)

孤立性肺结节(SPN)的评估在现代医学中仍然是一项巨大且代价高昂的挑战[1]。传统的胸部对比增强计算机断层扫描(CT)是从检测到的肺结节中识别疑似肺癌[1]。在临床实践中，过度简化的形态学分析对肺癌的准确诊断是不可靠的。能谱CT成像是一种基于高低能数据集快速切换的CT成像方式，用于生成40～140 keV能级的物质分解图像和单色能谱图像[2]。一些研究[3-4]使用了多个能谱CT参数识别肺结节，包括碘浓度、归一化碘浓度、40或70 keV单色图像的CT数以及斜率能谱衰减曲线以区分炎症、肉芽肿、良性结节和恶性肿瘤。这些研究表明，能谱CT是区分良恶性肺结节最有前途的成像技术之一。近年来，人类尿液已成为临床样本蛋白质研究中最有前景的生物液体之一，尿液中纤维蛋白原γ链(FGG)可用作鉴别肺结节良恶性的有价值的标志物[5]。本研究初步探讨能谱CT成像结合尿液中FGG在鉴别良恶性SPN中的有效性和准确性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

从2018年12月—2021年6月，共有365例患者使用能谱CT进行常规双期对比增强扫描，其中97例患者检测到SPN。本研究最终纳入63例SPN切除或活检后的患者(男37例，女26例; 年龄为30～87岁，中位年龄为55岁)。纳入标准: 存在SPN, 病变≥6 mm, 并且没有使用碘化造影剂的禁忌证者。排除标准: 年龄18岁以下、怀孕或拒绝参与本研究者。本研究获得每位患者的书面知情同意书。

1.2 CT检查

在Revolution Xtream CT扫描仪(美国GE Healthcare公司)上使用能谱成像模式进行两相增强CT扫描。患者以5或6 mL/s的流速注射40或50 mL(体质量≤70 kg, 40 mL; 体质量>70 kg, 50 mL)Ultravist 300碘普胺(广州Bayer Schering Pharma AG公司, ≤70 kg, 5 mL/s; >70 kg, 6 mL/s), 然后以相同的注射速率注射30 mL生理盐水溶液。在动脉和门静脉阶段，分别在开始对比剂注射后30 s和90 s扫描延迟对整个胸部进行能谱成像检查。采集参数为: 螺旋管旋转时间0.6 s, 螺距0.985, 管电流600 mA, 512×512像素矩阵, SFOV 500 mm, 准直40 mm, 切片厚度5 mm, 切片间隙5 mm。在40和70 keV的默认能量水平下，使用软组织内核(标准)单色生成2.50 mm和1.25 mm厚度的连续轴向图像。能谱成像采集的CT剂量指数体积(CTDIvol)为4.73 mGy。

1.3 能谱CT图像的定量分析

所有数据均使用AW4.7工作站(GE Healthcare)上的GSI Volume Viewer软件包进行处理和分析。一位具有丰富胸部CT诊断经验的放射科医师对单色和物质分解图像进行定量测量。在数据分析过程中，放射科医师将显示视野放大15 cm或20 cm, 以更好地选择感兴趣区域(ROI)。ROI选择在病变的最大部分，避免钙化、液化或坏死的区域，小心放置，远离肺血管和支气管，并尽可能选择大的区域以降低噪声(0.50像素)。所有测量在3个连续成像水平重复3次，并计算平均值以确保一致性。从能谱CT采集中，重建3种类型的图像进行分析: 能谱曲线图像、碘基材料分解图像和40～140 keV的能量范围内获得的单色图像。在动脉(a)和门静脉(v)相(CT40 keVa、CT70 keVa和CT40 keVv、CT70 keVv)均选择能量水平为40和70 keV的净CT数进行测量。在源自碘基材料分解图像的碘密度图像中，测量了双相增强扫描中病灶的IC (ICLa/ICLv)。在同一切片中，还测量了降主动脉或锁骨下动脉(ICA)中的IC。计算了归一化IC(NICa和NICv), 即病变和主动脉下降部的IC比率(NIC=ICL/ICA)。分别在a相和v相计算IC参数: ICLa、ICLv、ICAa、ICAv、NICa和NICv。使用方程λHU=(40-70 keV) HU/70-40在40～70 keV区域评估能谱HU曲线(λHU)的斜率。λHUa=(40-70 keVa) HU/70-40和λHUv=(40-70 keVv) HU/70-40。

1.4 酶联免疫吸附试验(ELISA)检测尿液中FGG水平

使用ELISA试剂盒(北京柏全生物科技有限公司)测量尿样中FGG水平，1式3份。

1.5 统计学分析

使用SPSS 22.0软件进行统计分析。参数表示为平均值±标准差，并使用Kolmogorov-Smirnov检验进行正态分布检验。符合正态分布的参数组间比较采用双样本t检验，如果参数不服从正态分布，则进行Mann-WhitneyU检验以比较良性SPN和恶性SPN之间的差异。计数资料以率表示，组间比较采用卡方检验。生成受试者工作特征(ROC)曲线以评估能谱CT成像结合尿液FGG水平区分良恶性SPN的能力，并计算灵敏度和特异度。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 病理结果

能谱成像显示的63个SPN中, 37个(59%)确诊为恶性结节，其中腺癌19例(30%), 鳞状细胞癌15例(24%), 小细胞癌3例(5%); 其余26个(41%)确诊为良性，见表1。

2.2 能谱CT成像鉴别良恶性SPN

能谱CT成像对恶性结节的诊断准确度为73.0%(27/37), 对良性结节的诊断准确度为53.8%(14/26), 差异具有统计学意义(P=0.038), 见表2。与良性SPN相比，恶性SPN的CT40 keVa、CT40 keVv、CT70 keVa、CT70 keVv、λHUa、λHUv、ICLv均降低，差异有统计学意义(P<0.05), 见表3。能谱CT成像对恶性、良性SPN鉴别的代表图见图1。

表1 结节诊断和大小[n(%)]

其他: 1个硬化性血管瘤和1个软骨瘤。

表2 通过能谱CT成像鉴别良恶性SPN

表3 用于区分良性和恶性SPN的能谱CT成像参数

2.3 通过FGG鉴别良恶性SPN

恶性SPN组尿液FGG中位水平为2.210 ng/mL(IQR: 1.780～3.120 ng/mL), 良性SPN组尿液FGG中位水平为1.587 ng/mL(IQR: 1.140～1.975 ng/mL), 差异有统计学意义(z=4.264,P=0.014)。尿液FGG对恶性结节的诊断准确度为73.0%(27/37), 对良性结节的诊断准确度为46.2%(12/26), 差异有统计学意义(P=0.045), 见表4。

2.4 能谱CT成像和FGG的诊断效率

CT成像、FGG和二者联合诊断的效率比较表明，能谱CT成像和FGG联合诊断的效能最佳，其曲线下面积(AUC)为0.924, 敏感度为93.8%, 特异度为85.7%, 见图2、表5。

A: 1例46岁男性腺癌的能谱CT图像; B: 1例50岁女性错构瘤的能谱CT图像。图1 良恶性能谱CT图像

表4 通过FGG鉴别良恶性SPN

图2 ROC曲线分析能谱CT成像、FGG和二者联合区分良恶性SPN的价值

表5 ROC分析中能谱CT成像、FGG和二者联合在鉴别良恶性SPN中的作用

3 讨 论

众所周知，常规CT成像在肺结节的诊断鉴别中起着重要作用。能谱CT成像可提供多种参数，例如单色和材料分解成像，以区分良性和恶性SPN[6]。本研究结果表明，能谱CT成像对恶性结节的诊断率显著高于良性结节，表明该法在区分良性和恶性SPN方面具有较高的价值。

既往研究[7]中，对比增强扫描中的净CT值增加已被用于区分SPN的良性和恶性特征。由于肿瘤内的高血管密度和肿瘤毛细血管通透性增加，导致造影剂间质积聚，肺肿瘤常常表现出快速而强烈的对比增强[8]。在能谱CT成像研究[9]中，对比增强后单色能级图像中恶性SPN的净CT数增加高于良性SPN。目前，有学者建议选择净CT数为40 keV (CT40 keV), 但相关研究[9]表明, a(CT70 keVa)期和v (CT70 keVv)期70 keV单色图像的净CT数在肿瘤中也有明显增强。因此，本研究包括双相中的2个参数CT40 keV和CT70 keV, 以区分良性和恶性SPN。在所有结节中, CT40 keVa和CT40 keVv在良性结节中高于恶性结节，这更适合区分结节的性质。同样，对于良性和恶性SPN之间CT70 keV的变化具有统计学意义，并且良性结节中CT70 keVa和CT70 keVv均高于恶性结节[10]。因此，本研究使用40～70 keV区域来定义λHU, 并评估穿过结节的X射线束的能量衰减曲线的斜率，但之前的研究使用40～100 keV、70～100 keV或100～140 keV区域[8-9]。在本研究中，使用的λHU(包括λHUa和λHUv)是能谱CT成像特有参数，并发现良性SPN的λHUa和λHUv均高于恶性结节。因此，λHU可用于区分一般恶性和良性结节。

结节IC直接反映病灶内的血供情况。相关研究[11]比较了碘增强图像上肺结节的CT数量与增强加权平均图像上的肺结节数量。碘增强图像上的CT数显示，恶性结节的增强显著高于良性结节，具有更高的诊断敏感性和准确性。本研究结果表明, SPN良性ICLv高于SPN恶性。但本研究结果与既往研究不一致，在其研究[7]中良性结节中IC低于恶性结节，分析原因可能是IC在活动性炎症组中最高，其次是恶性组，这已被既往研究[12]证实。活动性炎症结节受到炎症因子的刺激，导致小动脉和毛细血管明显扩张，血管通透性增加。炎症性水肿组织压迫引流静脉，增加组织静脉压力，良性结节比恶性结节更能明显阻断血液回流。因此，活动性炎性结节表现出更早、更明显的强化[13]。此外, IC不仅与血供密切相关，而且受造影剂总剂量、注射流速、延迟扫描、流通时间和个体差异等多种因素影响。在这项研究中，对比剂的总剂量(40或50 mL)较低，注射流速(5或6 mL/s)比以往的研究更快，这可能是解释两者差异的主要因素。因此，这些因素可以解释为什么本研究中能谱CT变量不符合区分良性和恶性SPN的统计学意义，应进一步研究以证实本研究结果。

尿液FGG水平是评估非小细胞肺癌的新的潜在诊断标志物[14]。FGG是纤维蛋白原的多肽链。一项研究[15]表明，含有许多特异性结合位点的FGG可以调节细胞黏附和侵袭。相关研究[15]揭示, FGG促进肝细胞癌细胞的迁移和侵袭。有研究[16]发现，FGG在肝细胞癌和胰腺癌患者的组织和血液中过度表达。同样，本研究数据显示，恶性SPN患者尿液FGG水平显著高于良性SPN患者，并且尿液FGG对恶性结节的诊断率显著高于良性结节。研究[14]证实，非小细胞肺癌患者尿液FGG水平与组织学类型、分期、年龄等临床参数有关，表明尿液FGG作为生物标志物的优势。因此，尿液FGG可能对区分良性和恶性SPN有一定作用。本研究发现，能谱CT成像和FGG联合区分良性和恶性SPN的价值最佳，其AUC、敏感度和特异度在3种诊断方法中均为最高，表明二者联合诊断在临床实践中可更灵敏、更准确地分析SPN的表征。

综上所述，能谱CT成像结合尿液FGG水平检测有利于提高良性和恶性SPN的鉴别诊断效率，可为今后临床鉴别诊断这种疾病提供新思路和依据。