能谱CT对cT1~2N0M0期周围型肺腺癌淋巴结转移诊断价值

杨锴 张亮 徐凤磊 娄和南 林吉征

［摘要］ 目的

探討能谱CT成像在术前预测cT1～2N0M0期周围型肺腺癌淋巴结转移的价值。

方法 前瞻性选取67例经术后病理证实的cT1～2N0M0期周围型肺腺癌病人作为研究对象，所有病人术前均进行双期能谱CT增强扫描，术中行肺叶切除及系统性淋巴结清扫。能谱CT参数包括肿瘤原发灶动静脉期40～100 keV单能量CT值、碘浓度（IC）、水浓度（WC）、标准化碘浓度（NIC）、标准化水浓度（NWC）、标化有效原子序数（Neff-Z）、40～100 keV能谱曲线斜率（λHu）。比较淋巴结有转移组和无转移组的临床特征、影像特征及能谱CT参数，对差异有统计学意义的参数采用受试者工作特征（ROC）曲线分析评价诊断效能。

结果 两组临床特征和常规CT特征差异均无统计学意义（P>0.05）；有转移组动静脉期的λHu、IC、NIC显著低于无转移组（t=2.020～4.115，P<0.05），动脉期的Neff-Z显著低于无转移组（Z=2.307，P<0.05）。ROC曲线分析结果显示，动脉期能谱CT参数中λHu、IC、NIC、Neff-Z的曲线下面积（AUC）分别为0.67、0.72、0.85、0.70，静脉期能谱CT参数中λHu、IC、NIC的AUC分别为0.69、0.71、0.74。

结论 能谱CT参数对术前预测cT1～2N0M0期周围型肺腺癌淋巴结转移具有一定的定性评估价值，有利于早期判断N分期，辅助临床决策。

［关键词］ 周围型肺腺癌；淋巴结转移；能谱CT；定性诊断

［中图分类号］ R445.3

［文献标志码］ A

［文章编号］ 2096-5532（2023）06-0907-06

doi：10.11712/jms.2096-5532.2023.59.177

［网络出版］ https：//link.cnki.net/urlid/37.1517.R.20231218.1556.001;2023-12-19 17：36：24

DIAGNOSTIC VALUE OF SPECTRAL COMPUTED TOMOGRAPHY FOR LYMPH NODE METASTASIS IN CT1-2N0M0 PERIP-

HERAL LUNG ADENOCARCINOMA

YANG Kai， ZHANG Liang， XU Fenglei， LOU Henan， LIN Jizheng

（Department of Radiology， The Affiliated Hospital of Qingdao University， Qingdao 266003， China）

; ［ABSTRACT］ObjectiveTo explore the value of spectral computed tomography （CT） in predicting lymph node metastasis in cT1-2N0M0 peripheral lung adenocarcinoma prior to surgery.

MethodsWe prospectively included 67 patients with cT1～2N0M0 peripheral lung adenocarcinoma confirmed by postoperative pathology. All the patients were examined by dual-phase enhanced spectral CT scanning before pulmonary lobectomy with systematic lymph node dissection. Spectral CT parameters inclu-

ded the CT values at 40-100 keV， iodine concentration （IC）， water concentration， normalized iodine concentration （NIC）， normalized water concentration， normalized effective atomic number （Neff-Z）， and the slope of 40-100 keV spectral curve （λHu） in the arterial and venous phases at primary tumor sites. The clinical features， radiologic features， and spectral parameters were compared between the patients with and without lymph node metastasis. The significant parameters were evaluated for diagnostic performance by using a receiver operating characteristic （ROC） curve.

ResultsThere were no significant differences in clinical features and conventional CT features between the metastasis group and non-metastasis group （P>0.05）. The metastasis group showed significantly lower λHu， IC， NIC in the arterial and venous phases （t=2.020-4.115，P<0.05） and significantly lower Neff-Z in the arterial phase compared with the non-metastasis group （Z=2.307，P<0.05）. The ROC curve analysis showed that the areas under the curves of arterial-phase λHu， IC， NIC， and Neff-Z were 0.67， 0.72， 0.85， and 0.70， respectively; those of venous-phase λHu， IC， and NIC were 0.69， 0.71， and 0.74， respectively.

ConclusionThe spectral CT parameters have moderate qualitative value for preoperative prediction of lymph node metastasis in cT1-2N0M0 peripheral lung adenocarcinoma， which is helpful for early N staging and clinical decision.

［KEY WORDS］peripheral lung adenocarcinoma; lymph nodes metastasis; spectral CT; qualitative diagnosis

肺癌是全球发病率和死亡率最高的恶性肿瘤，其中肺腺癌是最常见的病理亚型［1-3］。淋巴结转移作为最常见的转移方式是影响病人预后的重要因素［4］。目前外科手术对于淋巴结清扫范围仍存在诸多争议，扩大清扫范围可进一步降低转移风险，但可能造成不必要的淋巴结切除，影响病人预后［5-6］。影像学检查多以淋巴结短径≥10 mm作为发生转移的参考依据，但该参数并不可靠，且cT1～2N0M0期病人术前CT上常未发现可疑肿大淋巴结。既往研究结果表明，探究肿瘤原发灶信息对评估淋巴结转移具有可行性［7-8］。能谱CT成像可通过多参数定量分析显示组织的局部灌注状态，在预测淋巴结转移等方面具有一定技术优势［9-10］。本研究前瞻性选取术前接受能谱CT双期增强扫描的cT1～2N0M0期周围型肺腺癌病人，针对肺癌原发灶探讨能谱CT定量参数对淋巴结转移的定性诊断价值。

1 对象与方法

1.1 研究对象

前瞻性选取2020年12月—2022年2月于我院接受双期能谱CT增强扫描的cT1～2N0M0期周围型肺腺癌病人67例作为研究对象。67例病人，男性33例，女性34例；年龄46～71岁，平均（60.45±5.85）岁；有淋巴结转移15例（有转移组），无淋巴结转移52例（无转移组）。

1.2 病人筛选标准

纳入标准：①临床分期为cT1～2N0M0期周围型肺腺癌病人，行肺癌切除及系统性淋巴结清扫，术后病理资料完整；②检查前未进行任何抗肿瘤治疗；③原发肿瘤内可观察到实性成分；④CT图像清晰完整，图像质量符合诊断及后处理要求。排除标准：①病人术前接受抗肿瘤治疗；②合并其他恶性肿瘤；③存在多原发病灶；④发生远处转移。

1.3 检查方法

采用美国GE公司的256排 Revolution能谱CT，在GSI扫描模式下进行动静脉双期增强扫描，扫描范围自胸廓入口至膈肌水平，检查前对病人进行呼吸指导。GSI扫描参数为：管电压80、140 kVp瞬时切换（0.5 ms），管电流280 mA，准直器宽度80 mm，旋转速度132.29 mm/s，螺距0.992∶1，扫描野32 cm×32 cm，层厚5 mm，层间距5 mm。对比剂选用碘海醇（含碘3.50 g/L），采用高压注射器经肘窝处静脉注射，注射流量2.0～3.0 mL/s，注射量70～80 mL，于注射对比剂后25及63 s分别获得动脉期、静脉期图像。

1.4 图像处理及分析

在扫描机上自动重建层厚1.25 mm的动静脉期70 keV图像，由两名中/高年资医师进行图像的常规CT征象分析，包括肿瘤最大直径、毛刺征、分叶征、空泡征、血管集束征、胸膜牵拉，对存在异议的图像经协商达成一致。将图像传至AW4.6工作站，应用GSI Viewer软件获取能谱CT定量参数。肿瘤原发灶感兴趣区域（ROI）选取标准：于肿瘤横断位最大层面及邻近上下层面分别勾画，勾画3次的结果取平均值作为最终ROI，尽可能使动静脉双期ROI选取的层面、大小、范围保持一致；选取范围应不小于横断位肿瘤实性成分2/3，对于部分实性病灶应尽可能包含所有实性成分，尽量避开病灶内血管、钙化、空泡及坏死区域。测量后自动获得动静脉双期的40～100 keV单能量CT值、碘浓度（IC）、水浓度（WC）、有效原子序数（Eff-Z），然后用同样方法测得同层面胸主动脉或锁骨下动脉的IC、WC、Eff-Z。计算40～100 keV能谱曲线斜率（λHu）、标准化碘浓度（NIC）、标准化水浓度（NWC）、标化有效原子序数（Neff-Z）。计算公式：λHu=（CT40 keV值－CT100 keV值）/（100－40）；NIC=原发灶IC/主动脉IC；NWC=原发灶WC/主动脉WC；Neff-Z=原发灶Eff-Z/主动脉Eff-Z。

1.5 统计学分析

采用SPSS 26.0软件进行数据的统计学分析。符合正态分布的计量资料以±s表示，两组比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以中位数（四分位数间距）表示，两组比较采用Mann-Whitney U检验；计数资料两组比较采用χ2检验。对两组比较差异有统计学意义的参数采用受试者工作特征（ROC）曲线分析评价其诊断效能，計算曲线下面积（AUC），AUC越大表示诊断效能越高。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结  果

2.1 两组临床及影像特征比较

有转移组与无转移组肺腺癌病人的临床特征以及常规CT征象比较，差异均无统计学意义（P>0.05）。见表1。

2.2 两组能谱CT参数比较

有转移组动静脉期的λHu、IC、NIC均显著低于无转移组（t=2.020～4.115，P<0.05），动脉期的Neff-Z显著低于无转移组（Z=2.307，P<0.05）；两组其余双期能谱CT参数比较差异均无统计学意义（P>0.05）。见表2、3和图1。

2.3 ROC曲线分析

差异有统计学意义的能谱CT参数的ROC曲线分析结果显示，动脉期能谱CT参数中λHu、IC、NIC、Neff-Z的AUC分别为0.67、0.72、0.85、0.70，静脉期能谱CT参数中λHu、IC、NIC的AUC分别为0.69、0.71、0.74。见图2和表4、5。

3 讨  论

早期肺癌的临床症状并不明显，往往使得众多肺癌病人确诊时已为晚期。美国国家综合癌症网络指南建议，外科手术应作为早期肺癌病人的首选治疗方案［11］。已有研究结果表明，淋巴结状态与手术方案的选择及预后关系十分密切［12］。术前常规CT扫描主要通过淋巴结形态学特点、增强扫描后强化及内部坏死情况等评估是否发生转移，但对于部分cT1～2N0M0期病人，术前CT可能并不能发现可疑肿大淋巴结或淋巴结太小难以评估，导致诊断假阴性率、假阳性率较高［13-14］。因此，对于此类病人，探究原发肿瘤内部信息可能具有更高的诊断价值。

既往已有诸多研究通过对原发肿瘤纹理特征进行分析及建立影像组学模型等方法探究肺癌淋巴结转移，结果表明，通过原发肿瘤评估肺癌淋巴结转移具有一定的辅助诊断价值［15-17］，而发掘更加简单、高效的技术方法进行评估也同样具有重要的临床意义。能谱CT在双能CT的基础上进一步改进，利A～F：病人，女，62岁，右肺中叶腺癌，cT1N0M0期。A～F分别为动脉期肺窗、动脉期70 keV纵隔窗、能谱曲线图、水基图、碘基图、Eff-Z图，其中WC为1 006.92×103 kg/m3，IC为25.36×103 kg/m3，Eff-Z为 9.06。G～L：病人，男，51岁，左肺下叶腺癌，cT2N0M0期。G～L分别为动脉期肺窗、动脉期70 keV纵隔窗、能谱曲线图、水基图、碘基图、Eff-Z图，其中WC为1 016.12×103 kg/m3，IC为13.36×103 kg/m3，Eff-Z为 8.42。2例病人CT图像均未显示异常肿大淋巴结，但术后病理结果显示存在淋巴结转移。

用高低双能（80和140 kVp）瞬时切换技术及物质分离技术，扫描得到40～140 keV的101个单能量图像及物质分离图像，并自动建立能谱曲线显示组织内部衰减情况，可进行多项定量参数的分析与评估，在肺结节的检出与定性、肺癌分期及病理类型的鉴别、疗效评估等方面具有重要的临床价值［18］。

在既往对肺癌淋巴结转移的研究中，尽管诸多学者将病人的影像特征作为指标纳入研究范围，但评估价值往往有限［5，19］。本研究结果显示，有转移组与无转移组病人的影像特征差异均无统计学意义。其原因可能为，此类征象多与肿瘤生长方式、瘤内纤维组织改变有关，而与通过淋巴管发生的淋巴结转移关系并不密切。例如，毛刺征是由于肿瘤细胞浸润性生长并牵拉周围组织或肿瘤增生的纤维收缩所致，分叶征是肿瘤分化程度及生长速度存在差异的结果，胸膜牵拉是由肿瘤内瘢痕组织牵拉邻近胸膜所致。

相较于常规CT在混合X射线能量下测定的单一CT值数据，能谱CT可以通过高低电压切换在短时间内获得40～140 keV下任一单能量CT值并自动绘制能谱曲线，精确显示病变在不同单能量下CT值差距及变化趋势［20］。能谱曲线横坐标表示40～140 keV的单能量，纵坐标表示不同单能量下的CT值，随着X射线能量的减低，衰减量随之增大，因此能谱曲线整体呈现下降趋势；不同的组织结构呈现不同的曲线变化趋势，选取变化幅度最大的40～100 keV区间作为观察指标，可通过斜率大小判断病灶性质及差异性等。本文研究结果显示，有转移组原发肿瘤λHu低于无转移组，与既往研究结果相仿［21］，考虑可能与有转移组原发肿瘤内部结构发生形态学及功能学的改变有关。λHu大小与病灶内对比剂含量相关［22］，有转移组原发肿瘤内部微血管密度较无转移组低，增强扫描后病灶内对比剂浓度低，在低能量下测得CT值更低，因此有转移组λHu低于无转移组。

某种物质对X线吸收造成的衰减可以转化为产生同样衰减效应两种物质的密度，能谱CT的物质分离技术可以实现选用衰减能力不同的此两种物质作为基物质对成像，如碘-水、水-钙、钙-碘等，其中碘-水基物质对显像包含了从软组织到含碘对比剂的显像范围，从而成为最常用的基物质对［23］。本研究在测得IC与WC的结果后，又同时测得NIC与NWC，以消除个体差异与含碘对比剂等的影响，更准确地显示病灶内成分及其含量。本研究中有转移组的IC、NIC较无转移组更低，与既往研究结果相符［24］。两组含碘量的差异表示病灶内血供情况的不同，考虑可能与肿瘤内部血管生成有关。肿瘤血管生成受到内部活化因子及外界代谢应激、免疫、炎症反应影响，有转移组原发肿瘤内部机体平衡性遭到破坏，局部血管走行迂曲，管壁破坏较多、管腔狭窄，导致组织血液供应不佳进而发生低氧坏死，增强扫描强化程度较低，而无转移组肿瘤内血管同样受到调控因子刺激发生血管增生，但组织结构较完整，强化程度相对正常。

Eff-Z是能谱CT成像中对无机物进行分析的重要参数，目前临床常用于矽肺、尿路结石等无机物含量较高的病变的诊断。有研究结果显示，肺癌病人淋巴结转移病灶与原发肿瘤Neff-Z比值低于无转移病灶，但兩组原发肿瘤间Neff-Z差异无显著意义［24］。本研究中有转移组原发肿瘤动脉期Neff-Z低于无转移组，与上述研究结果不符，考虑可能与病例存在选择偏倚及样本量较小等有关。

将两组比较差异具有统计学意义的能谱CT参数进行ROC曲线分析，结果显示，动脉期能谱CT参数NIC在众参数中具有最高的诊断效能（AUC为0.85），其诊断灵敏度及特异度分别为82.70%和86.70%，对预测淋巴结转移具有较高的提示意义。

综上所述，能谱CT成像较常规CT有更多的定量参数来显示病灶内组织含量差异，在术前预测cT1～2N0M0期周围型肺腺癌淋巴结转移方面具有一定的参考诊断价值，可为早期准确判断N分期提供更多有价值的信息，从而辅助临床决策的实施，降低病人预后风险。

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（本文编辑 马伟平）