能谱CT定量参数对于鉴别胸腺良恶性肿瘤病变的价值研究＊

何琛波 黄海华 龙江涛 孙 毅 张任华

湖南省郴州市第一人民医院影像医学中心 (湖南 郴州 423000)

胸腺肿瘤是前纵膈最常见的原发肿瘤，起源于胸腺上皮细胞，2015年世界卫生组织[1]将胸腺肿瘤进行了分型，分别为A型、AB型、B1型、B2型、B3型和C型(胸腺癌)，在一定程度上反应了胸腺肿瘤的生物学行为和预后。研究显示[2-4]，胸腺肿瘤的侵袭性与病理组织学分型相关，通常A型和AB型为良性，B型中B1型侵袭性最小，而B3型侵袭性更大，C型则均具有侵袭性，且B2型和B3型胸腺肿瘤较A型、AB型和B1型胸腺肿瘤具有更高的复发率，存活率也相对更低。因此术前对胸腺肿瘤侵袭性(即良恶性)的准确判断对临床分期、患者治疗方式的选择及患者的预后具有重要影响，但病理组织学分型需在手术后才能获得，目前用于术前评估胸腺肿瘤最常用的方法是CT检查。能谱CT定量参数分析技术目前已广泛应用于多种疾病的定性诊断[5-6]及预测肿瘤的病理类型[7]等。基于此，本研究旨在探讨能谱CT定量参数对于鉴别胸腺良恶性肿瘤病变的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2017年4月至2022年5月我院经手术病理证实的胸腺肿瘤86例，其中A型13例，AB型10例，B1型8例，B2型15例，B3型12例，C型28例。参照2015年世界卫生组织[1]对胸腺肿瘤的分类标准，将其分为三组，分别为低危组(A型、AB型、B1型)31例、高危组(B2型、B3型)27例和胸腺癌组(C型)28例。低危组男性18例，女性13例，年龄27-65岁，平均(41.71±6.92)岁。高危组男性17例，女性10例，年龄24-66岁，平均(43.88±7.29)岁。胸腺癌组男性17例，女性11例，年龄27-67岁，平均(42.14±6.29)岁。

纳入标准：首次就诊、既往未行手术或放化疗治疗者；均行能谱CT扫描者；无其系统肿瘤病史者。排除标准：仅行纵膈CT平扫者；病理资料缺失/不全或图像质量不佳者；胸腺癌复发者；已行诱导治疗等患者；碘过敏者。三组患者年龄、性别对比差异无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。

1.2 能谱CT检查方法采用GE 64排Light Speed螺旋CT在能谱模式下行纵膈平扫+能谱双期增强检查，扫描范围包括肺尖至肺底。扫描参数：平扫管电压120keV，增强扫描管电压(高电压140keV、低电压80keV)瞬时切换，管电流600mA，重建层厚0.625mm，转速0.6s/r，螺距0.983。增强注射对比剂采用非离子型碘海醇(350 mg I/mL)，流速为3.5ml/s，剂量为1.5 mL/kg，经静脉注射对比剂后，胸主动脉检测触发阈值80Hu，触发后18s和45s分别进行扫描，从而获得动脉期和静脉期图像。

1.3 数据测量及图像处理分析将图像传输至GE ADW4.6后处理工作站，由具有8年以上胸部影像诊断经验的副主任医师完成数据测量工作。选取病灶最大截面，密度较均匀，避开坏死、囊变、钙化等区域，连续3个层面作为感兴趣区(ROI)测量，取3次的平均值作为最终测量数量。测量病灶40-100keV间隔10keV的单能量CT值、碘浓度(I病)及同层面降主动脉的碘浓度(I降)。从而计算出标准化的碘浓度(NIC)及能谱曲线斜率(k)。计算公式为NIC＝I病/I降，k＝(CT40keV-CT100keV)/(100-40)。70keV单能量水平对应的△CT值＝增强后CT值-平扫CT值。

1.4 统计学方法采用SPSS 22.0统计分析软件。采用()表示计量资料，两两比较为LSD-t检验，多组间比较采用单因素方差分析。采用Logistic回归建立能谱CT定量参数联合应用鉴别恶性胸腺肿瘤的风险评估模型。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析能谱CT定量参数对恶性胸腺肿瘤的鉴别效能。检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 三组患者胸腺肿瘤动脉期70keV CT值、NIC和k比较如表1所示，低危组、高危组和胸腺癌组在动脉期70keV CT值比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。动脉期低危组胸腺肿瘤NIC和k均高于高危组、胸腺癌组(P＜0.05)，动脉期高危组胸腺肿瘤NIC和k与胸腺癌组比较差异无统计学意义(P＞0.05)。

表1 三组患者胸腺肿瘤CT值、NIC和k比较

2.2 三组患者胸腺肿瘤静脉期70keV CT值、NIC和k比较如表1所示，低危组、高危组和胸腺癌组在静脉期70keV CT值比较差异均无统计学意义(P＞0.05)。静脉期低危组胸腺肿瘤NIC和k均高于高危组、胸腺癌组，且高危组高于胸腺癌组(P＜0.05)。

2.3 典型病例患者49岁，女性，病理证实为胸腺癌，患者在70kev能级下获得的轴位多色CT图像(a)、单色CT图像(b)水基图(c)和碘基图(d)，如图1所示。

图1 能谱CT图像。患者35岁，男性，病理证实为低危型胸腺肿瘤。如图2A、图2B、图2C所示，在动脉期，患者的NIC和k分别为0.17、2.47；如图2D、图2E、图2F所示，在静脉期，患者的NIC和k分别为0.53、2.33。图2 能谱CT图像。图3 能谱CT定量参数鉴别胸腺肿瘤良恶性的ROC曲线分析。

2.4 能谱CT定量参数鉴别胸腺肿瘤的良恶性的ROC曲线分析由上述分析知：能谱CT定量参数NIC和k随胸腺肿瘤的良恶性不同而不同(均为恶性者降低，良性者升高)，提示其有鉴别胸腺肿瘤的良恶性的评估效能，故进一步探讨：以恶性肿瘤(胸腺癌组)为阳性样本(n=28)，以良性肿瘤为阴性样本(n=31+27=58)，建立ROC预测分析模型。如表2所示，以Logistic回归，建立鉴别风险评估模型，赋值均为连续数值。动脉期的NIC和k、静脉期的NIC和k指标单独应用时，曲线下面积(AUC)分别为0.788、0.728、0.723、0.715，4个指标联合应用时，AUC(0.95CI)为0.877(0.768～0.984)，其中联合应用诊断效能更高，AUC及灵敏度、特异度、约登指数均较各单独应用指标有明显提升。如表3和图3所示。

表2 能谱CT定量参数NIC和k联合应用鉴别胸腺肿瘤的良恶性的风险评估模型构建结果

表3 能谱CT定量参数NIC和k单独及联合应用鉴别胸腺肿瘤良恶性的ROC分析结果

3 讨论

我国胸腺肿瘤的发病率大约为4.09/100万，分为胸腺肿瘤和胸腺癌，其中部分胸腺肿瘤具有较高的侵袭性，对于具有可切除指标的胸腺肿瘤患者，优先推荐手术切除，术后或辅助以放化疗，而晚期胸腺肿瘤不能切除的患者，治疗以放化疗为主，近年来还出现了靶向药物和免疫检查点抑制剂的新型治疗方法[8-10]。2015年世界卫生组织将胸腺肿瘤按病理组织学分为三个亚组，低危型胸腺肿瘤较高危型胸腺肿瘤和胸腺癌患者具有更多的手术切除机会，而高危型胸腺肿瘤和胸腺癌患者则需要进行放化疗后才能具备手术切除的机会，且部分晚期患者将会失去手术切除的机会[11]。因此，胸腺肿瘤的临床分期、病理组织学分型和手术切除的范围对术前治疗方法的选择和患者预后情况具有重要意义，也是影响患者预后的重要因素。本研究则利用能谱CT成像技术对胸腺肿瘤病理组织学分型做出大致判断，以帮助临床对患者的术前评估及治疗方案提供参考依据。

本研究结果显示，低危组、高危组和胸腺癌组在动脉期和静脉期70keV CT值比较中差异均无统计学意义；而在动脉期和静脉期，低危组、高危组和胸腺癌组NIC和k比较差异均有统计学意义；ROC曲线分析结果显示动脉期和静脉期NIC、k均可在一定程度上鉴别胸腺肿瘤的良恶性，且联合应用诊断效能更高。上述结果表明单纯的CT值是不能准确区分胸腺肿瘤良恶性的，NIC和k在动脉期和静脉期均可作为区分胸腺肿瘤良恶性的定量参数指标。碘含量之所以能真实、准确的反应正常组织与肿瘤组织的摄碘情况，其主要原因在于与肿瘤组织周围新生血管有关，且肿瘤的恶性程度越高时，其新生血管生长速度就越快，即两者呈正相关的关系[12-13]。本研究结果显示，随着胸腺肿瘤恶性程度的增加，NIC降低，分析原因认为可能是由于A型和AB型胸腺肿瘤富含上皮细胞，而淋巴细胞缺乏组织细胞学特点，致使低危型胸腺肿瘤的血管结构较高危型胸腺肿瘤和胸腺癌丰富所致[14]。此外本研究为消除碘对比剂注射剂量、注射速率和不同个体之间血液循环差异对肿瘤区碘浓度测量值的影响，以同层面降主动脉的碘浓度作为参考[15]，从而计算出肿瘤区域的NIC，能更加准确的反应胸腺肿瘤的NIC值，反应肿瘤组织新生血管的生长速率，从而反应肿瘤组织的恶性程度。能谱衰减曲线描述了受照射物质在不同能量射线照射下的衰减情况，与受照射物质的密度密切相关，可以发现常规CT难以区别的细微特征，从而得到不同化学组织的能谱衰减曲线[16]。低危组胸腺肿瘤、高危组胸腺肿瘤和胸腺癌作为不同病理类型的胸腺病变，存在不同的肿瘤细胞组织结构，理论上来讲是可能有不同的能谱衰减曲线，能谱衰减曲线的差异即用能谱曲线斜率来进行定量评估。本研究结果显示，动脉期、静脉期低危组胸腺肿瘤NIC和k均高于高危组、胸腺癌组，表明动脉期和静脉期NIC和k可作为胸腺肿瘤良恶性鉴别的定量指标。

综上所述，不同亚型的胸腺肿瘤由于病理组织类型存在差异，其能谱参数具有各自的特点，能谱CT定量参数(NIC和k)能为术前诊断提供重要的参考依据，可在一定程度上鉴别胸腺肿瘤的良恶性，其中联合应用诊断效能较高。