不同勾画感兴趣区方法鉴别肾富血供良、恶性小肿瘤

王 旭，宋 歌，石 磊，黄洁惠，江海涛

[中国科学院大学附属肿瘤医院(浙江省肿瘤医院)放射科，浙江 杭州 310022]

肾肿瘤是泌尿系常见肿瘤[1]。肾细胞癌(renal cell carcinoma，RCC)约占所有肾肿瘤的90%[2]，尤以富血供的肾透明细胞癌(clear cell renal cell carcinoma, CCRCC)最为常见[3]，部分肾嫌色细胞癌(chromophobe cell renal carcinoma，CCRC)也可呈现富血供强化方式[4]。肾血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma，AML)和肾嗜酸细胞腺瘤(renal oncocytoma，RO)是最常见的良性肾肿瘤，乏脂肪型AML(AML with minimal fat, MFAML)和RO均为富血供[5-6]，具有与CCRCC及CCRC相似的强化方式，术前正确鉴别良恶性肾肿瘤具有重要临床意义[7-8]。增强CT通过定量测定肿瘤强化程度鉴别其良恶性，但各研究[6,8-12]间定量测定方法各异，结果亦不一致。本研究探讨不同勾画ROI方法对于鉴别富血供肾肿瘤的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2015年9月—2019年3月88例于中国科学院大学附属肿瘤医院就诊的肾原发肿瘤患者，男42例，女46例，年龄13～77岁，平均(53.2±10.8)岁。纳入标准：①经手术病理证实的肾原发肿瘤，且肿瘤最大截面直径≤4 cm；②接受肾脏双期增强扫描，且有层厚1 mm薄层重建图像；③CT平扫未检出明显脂肪密度；④增强扫描皮质期或实质期肿瘤实性部分CT值≥90 HU，且与平扫CT值差值≥50 HU[9]；⑤无明显临床症状或仅有轻度腰部疼痛不适。排除图像质量不佳者。88例中，60例CCRCC、2例CCRC、24例MFAML和2例RO，均为单侧单发病灶；以CCRCC和CCRC为RCC组(n=62),MFAML和RO为良性组(n=26)。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition flash 64排螺旋CT行腹部扫描，范围自膈顶至髂嵴水平，管电压120 kV，管电流自动控制，层厚5 mm，层间距5 mm，重建层厚1 mm。于平扫后以流率4.5 ml/s注射非离子型对比剂(碘普罗胺，370 mgI/ml)1.5 ml/kg体质量，延迟约20～30 s、60～75 s行增强扫描，分别得到皮质期及实质期图像。

1.3 图像分析 由2名有8年以上腹部影像学诊断经验的主治医师采用双盲法阅片，观察肿瘤表现，包括位置、最大径、生长方式(内生/外生)、囊变或坏死、假包膜、楔形征及强化均匀性，意见不一致时经讨论决定。于皮质期轴位薄层图像(层厚1 mm)上分别采用传统方法(traditional ROI, tROI)及小ROI(small ROI, sROI)法，尽量避开肿瘤内明显坏死/囊变区、钙化及血管走行区和肿瘤边缘放置圆形或椭圆形ROI，测量肿瘤及同侧强化均匀肾皮质CT值，选取3个相邻层面，每个层面测量2次，取2名医师测量结果的均值为最终结果；并参照皮质期于平扫及实质期图像上放置相同大小ROI，测量相应CT值。tROI法将ROI置于肿瘤实性部分强化最明显区域，面积50～100 mm2，>强化最明显区；sROI法仅包括肿瘤实质部分强化最明显区域，面积10～20 mm2，尽量与该区域一致(图1)。分别计算皮质期和实质期不同ROI肿瘤净强化值及相对强化值。净强化值=肿瘤CT值皮质期/实质期-肿瘤CT值平扫，相对强化值=肿瘤CT值皮质期/实质期-肾皮质CT值皮质期/实质期。

图1 勾画病灶ROI示意图 黄色为tROI，面积73.14 mm2，蓝色为sROI，面积13.13 mm2

1.4 统计学分析 采用SPSS 26.0统计分析软件。以组内相关系数(inter-class correlation coefficient，ICC)评价不同医师采用2种ROI法测量结果的一致性。以±s表示符合正态分布的计量资料，行独立样本t检验；对计数资料行χ2检验。绘制组间差异有统计学意义的参数鉴别RCC与良性肿瘤的受试者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲线，评价其诊断效能，计算曲线下面积(area under the curve，AUC)，以DeLong检验进行比较。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 组间一般资料及CT征象比较 RCC患者多为男性(34/62)，良性组患者多为女性(18/26，P=0.039)。相比良性组，RCC组假包膜(22/62)及囊变/坏死(31/62)较多见，楔形征(5/62)较少见，肿瘤强化多不均匀(44/62)(P均<0.05)。组间年龄、病灶最大径、位置及生长方式差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

表1 RCC组与良性组患者一般资料及CT征象比较

2.2 组间tROI法及sROI法测量参数比较 2名医师以tROI法测量的皮质期及实质期CT参数一致性的ICC分别为0.923及0.902(P均<0.001)，以sROI法测量的皮质期及实质期CT参数一致性的ICC分别为0.889及0.894(P均<0.001)。tROI法测量的RCC组皮质期净强化值及相对强化值均高于良性组(P均<0.05)，组间其余CT参数差异均无统计学意义(P均>0.05)，见表2；sROI法测量的RCC组各CT参数均高于良性组(P均<0.05)，见表3。

表2 tROI法测量RCC组与良性组CT参数结果(HU,±s)

表2 tROI法测量RCC组与良性组CT参数结果(HU,±s)

组别皮质期CT值实质期CT值皮质期净强化值实质期净强化值皮质期相对强化值实质期相对强化值RCC组(n=62)166.79±41.21107.07±21.64134.66±41.4874.94±21.98-24.74±37.53-41.67±24.30良性组(n=26)149.42±29.28105.44±18.62108.81±29.4764.83±21.26-45.07±34.15-50.66±21.48t值1.9500.3362.8831.9862.3781.636P值0.0540.7380.0050.0500.0200.106

表3 sROI法测量RCC组与良性组CT参数结果(HU,±s)

表3 sROI法测量RCC组与良性组CT参数结果(HU,±s)

组别皮质期CT值实质期CT值皮质期净强化值实质期净强化值皮质期相对强化值实质期相对强化值RCC组(n=62)223.25±45.46129.47±25.26188.48±46.8194.70±26.6831.91±35.9519.28±19.84良性组(n=26)177.03±37.44110.41±21.64132.75±36.7066.14±22.71-17.46±33.69-45.69±22.80t值4.5713.3615.4074.7785.9855.449P值<0.0010.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.3 ROC曲线分析 tROI法所测皮质期净强化值及相对强化值鉴别RCC与良性肾肿瘤的AUC分别为0.692[95%CI(0.577，0.807)]及0.667[95%CI(0.546,0.789)]；sROI测定的皮质期CT值、实质期CT值、皮质期和实质期净强化值及皮质期和实质期相对强化值的AUC分别为0.783[95%CI(0.678,0.887)]、0.748[95%CI(0.618,0.877)]、0.837[95%CI(0.747,0.927)]、0.815[95%CI(0.702,0.928)]、0.841[95%CI(0.753,0.929)]及0.812[95%CI(0.722,0.902)]，见图2。以3.6 HU为sROI法测量的皮质期相对强化值的临界值，其诊断敏感度为79.03%，特异度为80.77%。对tROI法测定的皮质期净强化值及sROI法测定的皮质期相对强化值的AUC进行DeLong检验，结果显示其诊断效能差异有统计学意义(Z=2.729，P=0.006)。

图2 以tROI及sROI测量CT参数鉴别RCC与良性肾肿瘤的ROC曲线 A.tROI；B.sROI

3 讨论

较小的富血供肾肿瘤形态学表现多不典型，影像学缺乏特异性，通过增强CT参数客观判断强化程度对鉴别其良恶性具有重要价值；采用ROI法定量测量CT参数可直接反映不同肿瘤强化程度的差异。既往研究[6,9-15]表明，定量分析肿瘤强化程度有助于鉴别良、恶性肾肿瘤。但各研究采用的勾画ROI方法不同，导致结果存在差异，且实际工作中缺乏明确参考标准。孙翌峰等[6]以直径10 mm的ROI进行观察，发现CCRCC皮质期CT值高于AML及RO，其CT值均<150 HU；王慧等[9]设定ROI面积为20～80 mm2，发现CCRCC、CCRC、MFAML与RO间皮髓质期CT值均无明显差异，CT值<150 HU，且CCRCC与MFAML间实质期CT值差异无统计学意义。KIM等[12]设置面积0.5～1.0 cm2的ROI，发现CCRCC与MFAML间皮髓质期CT值、标准化强化率及相对强化值差异均有统计学意义；但马丽娅等[13]认为CCRCC与RO各期CT值均<150 HU，且差异无统计学意义。

本研究采用tROI法测量的CT参数中，RCC组仅皮质期净强化值及相对强化值高于良性组，皮质期CT值均值166.79 HU；而RCC组sROI法测量的各CT参数均高于良性组，且皮质期CT值>200 HU，与既往研究[9,13]结果类似。tROI面积相对较大，包含肿瘤实性成分中强化最快、最明显区域及部分血供稍低、强化稍晚区域，甚至少量囊变/坏死区，测值较低，导致良、恶性肿瘤间多数CT参数差异无统计学意义。本研究发现皮质期强化稍低的肿瘤区域实质期仍呈等及稍低密度，提示上述区域可能血管内对比剂弥散较慢或小血管含量相对较少。RCC具有恶性生物学倾向，肿瘤实质部分供血血管基底膜不完整，部分区域通透性较高，对比剂更易快速弥散至组织间隙内，强化更明显；通过单独测量其富血供区的CT值，能更好地反映其组织生物学特性，避免低强化区对定量分析的影响，经平扫及肾皮质CT值标准化后可更好地体现良、恶性肾肿瘤强化程度的差异。

选定肿瘤富血供区ROI的最大难点在于合理避开显著强化的瘤内血管，目前缺乏明确标准。基于多数肾肿瘤强化峰值均在皮质期，且该期图像可清晰显示肿瘤内较粗大血管，可针对此期图像勾画ROI[8,14]。本研究应用层厚1 mm薄层图像勾画富血供区ROI，以更准确地避开部分厚层图像中无法清晰显示的细小血管，有利于界定ROI；2名医师采用不同方法勾画ROI所测CT值相关参数的一致性较佳，提示sROI法具有可重复性。

本研究的主要不足：①CCRC及RO样本量过少，未能单独分组进行分析；②增强扫描期相的设定可能对测量结果产生一定影响，部分肾肿瘤皮质早期即可表现为显著强化，有待扩大样本量进一步观察。

综上所述，相比tROI法，以sROI法测量CT值定量参数对鉴别富血供肾良、恶性肿瘤价值更高。