宝石能谱CT对肺鳞癌分化程度的评估价值分析

赵 森，杜 森，鲍志国，赵锡立

(河南大学 第一附属医院 影像中心, 河南 开封 475001)

0 引言

肺鳞癌又称肺鳞状上皮细胞癌，是临床较常见的恶性肿瘤之一，可分为低分化、中分化和高分化三种类型[1]。数据调查显示，肺鳞癌占原发性肺癌的40%～51%，且近年来发病率呈明显升高趋势[2]。患者临床主要表现为发热、咳嗽、痰中带血或咳血以及胸痛等，对患者的生存质量造成严重影响[3]。对肺鳞癌分化程度进行诊断是制定详细、准确治疗方案的必要手段。研究表明，肺鳞癌分化程度是影响患者预后的独立危险因素，且患者的生物学行为会受到分化程度的影响[4]。临床主要采用螺旋CT扫描间接获得组织病理学信息，然而，CT图像信息受到组织、器官重叠影响的干扰，加上观察角度和水平的差异可能会影响病理诊断结果[5]。宝石能谱CT多参数成像是一种新的成像模式，通过两种不同能量的放射线在短时间内实现瞬时切换，同时获得混合能量图像、基物质对图像、(40～140)keV之间的任何单能量点图像和由此构成的能谱曲线等，可以对物质进行分解和对组织进行定性[6]。提高CT成像技术，能够优化图像质量，去除硬化伪影，且宝石能谱CT成像能够鉴别特异性病变组织，对肿瘤分级诊断具有广阔的应用前景。因此，为了在术前较为准确地判断肺鳞癌分化程度，以便更好地指导肺癌诊治，本研究将宝石能谱CT用于肺鳞癌分化程度的评估，并探讨其应用价值，详细介绍如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料

经河南大学第一附属医院伦理委员会批准，回顾2019年2月至2020年2月，分析该医院收治的86例行宝石能谱CT双期扫描的肺鳞癌患者的资料，根据病理学标准分为低分化、中分化和高分化，分化程度判断标准[7]：低分化，瘤细胞分化太差，极不成熟，仍保留某些来源组织痕迹，高分化，瘤细胞分化接近正常细胞，中分化介于两者之间，其中低分化18例，记为A组，中分化42例，记为B组，高分化26例，记为C组。A组男11例，女7例，年龄32～75岁，平均(58.74±9.26)岁，病理分型：基底细胞型9例，角化型6例，非角化型3例，临床分期：Ⅱ期3例，Ⅲ期9例，Ⅵ期6例；B组男25例，女17例，年龄33～76岁，平均(59.38±9.44)岁，病理分型：基底细胞型22例，角化型15例，非角化型5例，临床分期：Ⅰ期7例，Ⅱ期22例，Ⅲ期11例，Ⅵ期2例；C组男16例，女10例，年龄32～77岁，平均(60.04±9.69)岁，病理分型：基底细胞型14例，角化型8例，非角化型4例，临床分期：Ⅰ期19例，Ⅱ期6例，Ⅲ期1例。3组研究对象基础资料均相近(P>0.05)，不同分化肺癌组织苏木素-伊红(HE)染色病理结果见图1～图3。

图1 肺鳞癌高分化HE染色

图2 肺鳞癌中分化HE染色

图3 肺鳞癌低分化HE染色

纳入标准：经病理学检查确诊为肺鳞癌患者[8]；术前均接受宝石能谱CT检查；宝石能谱CT检查前未接受其他治疗；无碘过敏史及其他禁忌症；临床资料完整；患者及家属均知晓本研究。

排除标准：宝石能谱CT图像不符合诊断要求患者；重度器质性病变患者；伴有大面积浆膜受侵犯患者；并发梗阻、急性出血患者。

1.2 方法

所有患者检查前需要禁食8～12 h，开始检查前15 min嘱咐患者饮用800 mL清水充盈消化道，采用Discovery CT750 HD宝石能谱CT扫描仪(美国，GE公司)，从右侧膈肌的上缘扫描至肝脏的下缘，根据实际情况适当调整扫描范围，然后注射90～120 mL碘佛醇，在宝石能谱成像(Gemstone Spectral Imaging，GSI)模式下进行动静脉扫描，扫描范围依照平扫图像显示病灶情况适当调整，扫描时选右侧肘静脉为同路，扫描参数设置：管电压(80～140)kVp，球管转速0.8 s/r，层厚1.25 mm，螺距1.375∶1。将扫描获得的单能量图像导入工作站，应用GSI Viewer软件进行处理，选择图像质量好的肿瘤最大层面取感兴趣区(Regionof Interest, ROI)，在动脉期和静脉期碘基图、水基图和有效原子序数图上同时测量病灶的碘浓度值、水浓度值、有效原子序数、双期腹主动脉末段碘浓度值并计算标准化碘浓度(Normalized Iodine Concentration, NIC)，NIC=病灶的碘浓度/腹主动脉末段碘浓度，选择(40～90)keV区间内的所在能量点CT值，以10 keV为间隔，计算能谱曲线斜率K值。

1.3 观察指标

(1)静脉期不同分化程度肺鳞癌宝石能谱CT成像参数；

(2)动脉期不同分化程度肺鳞癌宝石能谱CT成像参数；

(3)动脉期宝石能谱CT成像各参数对低分化、中分化和高分化肺鳞癌的评估效能。

1.4 统计学分析

2 结果

2.1 静脉期不同分化程度肺鳞癌宝石能谱CT成像参数改变

静脉期A组、B组、C组肺鳞癌宝石能谱CT成像各参数差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 静脉期不同分化程度肺鳞癌宝石能谱CT成像参数

2.2 动脉期不同分化程度肺鳞癌宝石能谱CT成像参数改变

动脉期A组、B组、C组肺鳞癌宝石能谱CT成像水浓度差异无统计学意义(P>0.05)，A组和B组碘浓度、NIC、斜率K值绝对值和有效原子系数高于C组(P<0.05)，且A组均高于B组(P<0.05)，见表2。

表2 动脉期不同分化程度肺鳞癌宝石能谱CT成像参数

2.3 动脉期宝石能谱CT成像各参数对低分化、中分化和高分化肺鳞癌的评估效能

低分化肺鳞癌ROC分析显示:碘浓度、NIC、斜率K值和有效原子系数的最佳截断点分别为10.58、0.10、-1.19和7.69; 灵敏度分别为72.22%、88.89%、83.33%和77.78%;特异度分别为88.24%、82.35%、83.82%和85.29%。四者联合的灵敏度、特异度和曲线下面积(Area Under Curve, AUC)分别为72.22%、97.06%和0.905，且特异度和AUC均最高，见表3和图4。中分化肺鳞癌ROC分析显示：碘浓度、NIC、斜率K值和有效原子系数的最佳截断点分别为13.35、0.12、-1.14和8.47；灵敏度分别为78.57%、88.10%、83.33%和80.95%；特异度分别为88.64%、79.55%、86.36%和88.64%。四者联合的灵敏度、特异度和AUC分别为78.57%、95.45%和0.930，且特异度和AUC均最高，见表4和图5。高分化肺鳞癌ROC分析显示：碘浓度、NIC、斜率K值和有效原子系数的最佳截断点分别为13.21、0.10、-1.16和9.31；灵敏度分别为76.92%、88.46%、84.62%和80.77%；特异度分别为86.67%、76.67%、80.00%和83.33%。四者联合的灵敏度、特异度和AUC分别为76.92%、96.67%和0.908，且特异度和AUC均最高，见表5和图6。

表3 动脉期宝石能谱CT成像各参数评估低分化肺鳞癌的价值分析

表4 动脉期宝石能谱CT成像各参数评估中分化肺鳞癌的价值分析

表5 动脉期宝石能谱CT成像各参数评估高分化肺鳞癌的价值分析

图4 动脉期宝石能谱CT成像各参数评估低分化肺鳞癌的ROC曲线

图5 动脉期宝石能谱CT成像各参数评估中分化肺鳞癌的ROC曲线

图6 动脉期宝石能谱CT成像各参数评估高分化肺鳞癌的ROC曲线

3 讨论

肺鳞癌是非小细胞肺癌中的一类独特病理类型。主要由支气管黏膜柱状上皮细胞受到慢性刺激和损伤、纤毛丧失、基底细胞鳞状化生等导致细胞突变成癌，已经成为威胁人类生命健康的重大疾病之一[9]。肺鳞癌起病较为隐匿，早期患者的临床表现没有指向性，病情进展较快，若不能及时诊断和治疗，可能会导致病情加重，最终导致预后很差[10]。目前，临床多采用螺旋CT扫描诊断肺鳞癌分期，能够兼顾肿瘤的大体形态学和病灶自身的病理生理学特征观察，判断肿瘤与周边结构的关系以及是否存在淋巴结转移，在一定程度上通过CT图像中的某些特征间接得到肺鳞癌的组织病理学信息[11]。然而，肺鳞癌病变类型多样，且病变的生长存在复杂性，传统的CT扫描技术在肺鳞癌分化程度诊断中存在一定的局限性[12]。因此，提高术前诊断肺鳞癌组织病理分化类型的准确性，对于客观反映患者病灶的组织病理学信息具有重要作用。

本研究结果显示，静脉期A组、B组、C组肺鳞癌宝石能谱CT成像各参数差异无统计学意义，而动脉期A组、B组、C组肺鳞癌宝石能谱CT成像水浓度差异无统计学意义，但A组和B组碘浓度、NIC、斜率K值绝对值和有效原子系数高于C组，且A组均高于B组，提示动脉期宝石能谱CT成像碘浓度、NIC、斜率K值绝对值和有效原子系数参数能够反应肺鳞癌分化程度。

宝石能谱CT是一种动能性影像，采用宝石探测器能够提高扫描速度，进而更多、更全面的采集病例信息，获得基物质密度和其分布的高清图像以及不同能量水平的图像，具有多参数、定量分析功能[13]。研究报道，肺鳞癌是上皮细胞来源的恶性肿瘤，其内部组织及结构因为不同分化程度存在明显差异，而不同分化程度的肺鳞癌其血供和微血管密度存在差异，分化程度越低，其血管通透性越高，病灶对比剂摄取量就增多[14]。低分化病灶恶性程度高，血管生长速度快，病灶内的新生血管分布不规则，且低分化病灶内可能含有更多坏死和实性成分，导致其血供稍低于中高分化病灶，因此，低分化肺鳞癌的碘含量低于中高分化肺鳞癌[15]。宝石能谱曲线形态存在一定的共享，随着单能量keV值增加而出现CT值降低，且在低keV节段其下降速度更快，从而放大病理组织的差异[16]。因此，动脉期宝石能谱CT成像碘浓度、NIC、斜率K值绝对值和有效原子系数参数能够反应肺鳞癌分化程度。

本研究ROC分析发现，动脉期宝石能谱CT成像各参数对低分化、中分化和高分化肺鳞癌均有较理想的评估效果，且联合评估时特异度和AUC均提高明显，评估价值更高。宝石能谱CT可以计算出不同单能量点的组织X线衰减度，由此得到不同组织衰减系数随能量变化的曲线，进而区分物质的不同化学成分，根据不同分化程度病灶组织的特异性，对肿瘤组织进行定性分析[17-18]。

综上所述，动脉期宝石能谱CT成像参数能够反应肺鳞癌分化程度，可采用碘浓度、NIC、斜率K值和有效原子系数参数联合评估动脉期肺鳞癌分化程度，在临床应用中具有一定的推广价值。