周围型肺腺癌和周围型肺鳞癌的能谱CT表现

邓靓娜，张国晋，张斌，景梦园，韩涛，林晓强，周俊林

1.兰州大学第二医院放射科，甘肃兰州730030；2.兰州大学第二临床医学院，甘肃兰州730000；3.甘肃省医学影像重点实验室，甘肃兰州730030

前言

肺癌是全世界范围内发病率及死亡率最高的恶性肿瘤之一，并且随着人口老龄化的发展，肺癌的发病率也呈上升趋势［1］。根据发病解剖学部位，肺癌分为中央型肺癌和周围型肺癌，后者以腺癌和鳞癌最为常见［2］。周围型肺癌早期临床症状不明显，随着病情进展或发生转移才出现相应的症状［3］，因此早发现早诊断早治疗可以降低死亡率。胸部CT 检查是肺癌早期诊断与评估分期的首选影像学方法，然而传统CT 仅能提供一些病变形态学特征以及病变与邻近组织关系等方面的信息，而对鉴别病理亚型方面提供的信息有限。能谱CT 使用瞬时kVp 切换技术，可以对物质进行能谱分析，同时可以提供物质密度图像及单能量图像［4］。其在鉴别肺部良恶性病变、肺癌及肾癌病理分级等方面较传统CT 更具优势［5-7］。本研究观察周围型腺癌和周围型鳞癌的能谱CT 表现，为二者的鉴别提供参考。

1 材料与方法

1.1 一般资料

收集2018年1月～2020年8月在兰州大学第二医院经病理学证实，并行能谱CT 扫描的周围型肺癌患者211 例，其中，男112 例，女99 例，年龄39～79 岁，平均年龄（59.40±7.98）岁。其中包括周围型鳞癌89例，男58例，女31 例，年龄43～79 岁，平均年龄（59.78±8.40）岁；周围型腺癌122 例，男54 例，女68 例，年龄39～78岁，平均年龄（59.12±7.68）岁。纳入标准：①能谱CT扫描前未接受任何治疗；②无碘对比剂过敏史或禁忌证；③手术和能谱CT 扫描的时间间隔在2 周内。排除标准：①CT 扫描显示肿瘤位于中央；②存在呼吸伪影重或图像质量不佳。检查前签署知情同意书。

1.2 扫描方法

所有患者均在宝石能谱CT（Discovery CT 750 HD）GSI 模式下进行扫描。扫描范围：胸廓入口至肋膈角水平，扫描参数：管电压为高、低能量（80、140 kVp）瞬时（0.5 ms）切换，管电流375 mA，球管旋转时间0.7 s，螺距0.984：1，扫描视野50 cm，准直器宽度40 mm，扫描层厚及层间距均为5 mm。用高压注射器经肘前静脉注射80～100 mL（1.2 mL/kg）的非离子型碘对比剂（300 mgI/mL），分别在注射造影剂后30 和60 s 采用能谱模式行动脉期（AP）和静脉期扫描（VP）。对AP 和VP 的CT 图像进行重建，重建层厚和层间距均为1.25 mm，并采用自适应迭代重建（ASIR）算法对图像进行降噪处理。

1.3 图像分析

由一名主治医生和一名副主任医生分别在GE后处理工作站AW4.6 上的GSI Viewer 分析软件对所有图像进行独立的分析。选取病灶最大层面及其邻近的上、下各一个层面，共3 个连续层面进行感兴趣区（ROI）测量。测量时尽可能避开血管、钙化、坏死囊变等影响测量结果的区域。每个病灶分别测量3次并计算平均值，然后将两位医生测量得到的平均值再次计算均值。意见不一致时，经过讨论后达成一致。GSI Viewer 软件自动生成40～100 keV（间隔10 keV）单能量下的CT 值、碘（水）浓度（IC）、水（碘）浓度（WC）和有效原子序数（Zeff），并计算能谱曲线的斜率，斜率计算公式为：

1.4 统计学分析

采用SPSS26.0 软件进行统计分析，计量资料用均数±标准差表示，采用独立样本t检验；计数资料用百分比表示，采用χ2检验或Fisher 精确检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 患者的临床特点

周围型肺鳞癌男58例（65.2%），女31例（34.8%）；周围型肺腺癌男54例（44.3%），女68例（55.7%）；两组之间在性别方面比较差异有统计学意义（P<0.05）；而两组在年龄、吸烟史、病灶最大径、最小径、病灶位置及临床症状等方面差异无统计学意义（P>0.05）（表1）。

表1 周围型肺鳞癌和肺腺癌的人口统计学及临床特征Tab.1 Demographic and clinical characteristics of peripheral lung squamous cell carcinoma(P-SCC)and peripheral lung adenocarcinoma(P-AC)

2.2 能谱CT定量参数分析比较

动脉期和静脉期，周围型肺腺癌的CT40keV、CT70keV、能谱曲线K70keV、IC及Zeff均大于肺鳞癌，差异具有统计学意义（P<0.01）；而两组之间的WC和CT100keV无统计学意义（表2）。图1和图2分别是周围型肺鳞癌和周围型肺腺癌的示例图。

图1 右肺下叶鳞癌（男，73岁）Fig.1 Squamous cell carcinoma of the inferior lobe of right lung(male,73 years old)

图2 左肺上叶腺癌（男，71岁）Fig.2 Adenocarcinoma of the supper lobe of left lung(male,71 years old)

表2 动脉期和静脉期周围型肺鳞癌和腺癌的能谱定量参数比较Tab.2 Comparison of quantitative parameters between P-SCC and P-AC in arterial and venous phases

2.3 能谱CT定量参数诊断效能

动脉期和静脉期能谱CT 定量参数的ROC 分析结果见表3 和图3。分析表明，在动脉期，CT40keV、K70keV及动脉期定量参数联合AP-all 的ROC 曲线下面积均≥0.8，其中AP-all 的ROC 曲线下面积最大（0.86）；在静脉期，仅静脉期定量参数联合VP-all（0.77）的ROC 曲线下面积≥0.75，CT40keV、K70keV及Zeff的ROC曲线下面积>0.7。

图3 不同能谱定量参数鉴别周围型肺鳞癌和肺腺癌的ROC曲线Fig.3 ROC curve analysis on quantitative parameters for distinguishing P-SCC and P-AC

表3 周围型肺鳞癌和腺癌能谱CT定量参数的ROC曲线分析Tab.3 Receiver operating characteristic(ROC)curve analysis on CT quantitative parameters of P-SCC and P-AC

3 讨论

随着个体化分子靶向治疗的发展，在开始治疗前确定肺癌的病理类型变得尤为重要，因为肺癌化疗方案的选择是基于其病理亚型和分子亚型，如肺腺癌可以通过贝伐单抗等靶向药物治疗获益，但它可能会导致肺鳞癌患者大量出血［8-9］，因此，肺癌的组织学诊断是决定治疗方案的关键。目前，侵入性方法如细针穿刺活检、支气管镜、细胞学检查等可以获得相对准确的病理类型，但仍存在患者不耐受和发生并发症的情况［10］。能谱CT 多参数成像可以有效反映肿瘤的组织成分及生物学特性，在鉴别肿瘤亚型及分化程度等方面表现出巨大的潜力［11］。

本研究结果显示，在动脉期和静脉期，周围型肺腺癌患者的CT40keV、CT70keV、K70keV、IC 均大于周围型肺鳞癌患者，这与以前的研究结果一致［12-14］。这些参数均间接反映了病灶的血供情况，从而表明周围型肺腺癌的血供较周围型肺鳞癌更为丰富。根据以前的病理研究结果［15］，周围型肺腺癌的微血管密度以及对比剂进入细胞间隙的数量较鳞癌是增加的。正常组织中的毛细血管内皮细胞连接紧密，对比剂很少渗入细胞间隙。然而，肿瘤组织形成了大量新的微血管，其中毛细血管内皮细胞连接松散，因此对比剂很容易渗入细胞间隙。

能谱曲线反映了不同keV值下病变的CT值变化规律，同时也反映了对比剂在病灶内的吸收情况［14］。本研究选择40～70 keV 之间的能谱曲线斜率作为定量分析指标，结果显示无论在动脉期还是静脉期，肺腺癌的能谱曲线斜率K70keV均大于肺鳞癌，且差异具有统计学意义，这与其他学者的研究结果一致［16］。在本研究中，40～70 keV 范围内曲线陡峭，这与低能量下X 线吸收系数越大，引起X 线衰减量越多有关。Zeff能够直接反映病变内部化合物的原子序数，从而确定化合物的性质［4,17］。本研究中，肺腺癌的Zeff 在动脉期和静脉期均大于肺鳞癌，差异有统计学意义，这与其他研究结果相一致［13,18-19］。

ROC曲线分析，在动脉期，CT40keV、K70keV及AP-all表现出较高的诊断效能，其中AP-all鉴别周围型肺腺癌和周围型肺鳞癌的诊断效能更高，敏感性和特异性分别为77%和83%；在静脉期，VP-all 也表现出较高的敏感性和特异性（91%和65%），较其他单独定量参数的诊断效能高。并且在我们的研究中，AP-all较VP-all 表现出更高的诊断效能，然而Jia 等［14］研究发现，两期的定量参数对鉴别肺鳞癌和腺癌没有明显的差异。另有研究表明，静脉期各定量参数对鉴别肺腺癌和肺鳞癌的诊断效能较动脉期更高［20］。以上研究之间的差异可能是由于各定量参数与组织对比剂的摄取有关，因此会受到各期增强扫描的时间及对比剂用量等因素的影响［21］，也可能是由于研究纳入的样本量较小，导致不同研究结果不一致。

本研究存在几个局限性，第一，为了减少辐射剂量，未对患者行能谱成像模式胸部CT 平扫，因此，平扫各定量参数是否可以鉴别周围型肺鳞癌和肺腺癌，仍需进一步研究证实；第二，本研究着重于区分周围型肺鳞癌和肺腺癌，未来需要对更多不同病理类型的肺癌病例进行研究，以得出更广泛的结论。

综上所述，能谱CT 多参数定量分析对周围型肺鳞癌与周围型肺腺癌的鉴别诊断具有一定价值，可以为肺癌患者治疗方式的选择和预后提供一定的影像学依据。