能谱CT 在儿童腹盆腔成熟及未成熟畸胎瘤定量及定性诊断中的应用价值

侯志彬 陈丽华 闫喆 李颖 沈文

畸胎瘤是儿童腹盆腔，尤其是卵巢最常见的含脂肪的肿瘤。术前准确判断肿瘤的成熟度对制定和调整肿瘤的诊断、治疗方案以及判断肿瘤预后具有重要作用。有关儿童畸胎瘤的生物学特性及良恶性转化目前尚存在一定争议，病理类型与临床生物学行为可不一致，即成熟畸胎瘤可以术后复发恶变，而未成熟畸胎瘤大多可长期存活[1]。常规CT 对畸胎瘤的诊断多为经验性诊断，缺乏客观性指标，而能谱CT 具有单能量成像、有效原子序数、能谱曲线分析和物质定量分析等强大的后处理功能，根据已知的不同基物质的吸收系数计算肿瘤成分的空间分布和密度，实现物质的分离和定量分析，并且通过不同单能量级别的CT 值也可对畸胎瘤成熟度进行鉴别诊断。CT 能谱曲线图也有助于判断病变的良恶性。因此，本文旨在初步探讨运用能谱CT 定量鉴别诊断儿童腹盆腔成熟型与未成熟型畸胎瘤的价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析天津市儿童医院2018年1 月—2021 年5 月间经手术病理确诊为腹盆腔畸胎瘤的患儿20 例，男2 例，女18 例，年龄1.8～14岁，平均（7.6±6.4）岁。纳入标准：①肿瘤最大直径＞5 mm；②能谱CT 检查前无放疗或化疗治疗史；③术前1～2 周内完成能谱CT 检查，且影像质量满足诊断要求。排除标准：①因腹式呼吸造成腹部伪影较重或患儿肠管气体较多而无法进行能谱CT 测量者；②肾功能检查不能满足使用含碘对比剂。患儿临床表现为腹部渐进性隆起、发热、腹痛、腹泻、呕吐。实验室检查发现11 例伴有贫血，其中重度贫血5 例；16 例有血甲胎蛋白增高。根据畸胎瘤术后病理结果将患儿分为成熟型组（12 例）和未成熟型组（8 例）。20 例畸胎瘤患儿中来源于腹膜后间隙2例，卵巢18 例。

1.2 设备与方法 采用美国GE 公司的Revolution 256 层宽体CT 扫描设备。患儿取仰卧位，扫描范围自膈肌水平至耻骨联合下缘。CT 平扫参数：管电压100 kV，自动管电流，噪声指数13.0，层厚5 mm，层间距2 mm，螺距0.625，管球旋转时间0.28 s/r，根据患儿体型手动调整视野，准直64×0.625 mm，重建层厚1 mm，层间距0.625 mm。增强CT 使用ACIST 双筒高压注射器经肘静脉注射非离子型对比剂碘海醇（含碘300 mg/mL，拜耳公司），注射剂量1.5 mL/kg体质量，流率2 mL/s，扫描参数及范围同CT 平扫。静脉注射对比剂后应用自动示踪技术测量病灶，兴趣区（ROI）选取肝门水平主动脉，选取范围为最大截面积的1/3。动脉期扫描阈值设定为220 HU，管电流自动调制和自动曝光控制技术触发扫描；静脉期扫描于动脉期结束20～25 s 后开始。自适应迭代重组（adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR）选择50%，扫描重组矩阵为512×512。

1.3 图像处理和数据分析 将间隔为1 keV 的40～140 keV 混合能量、重组间隔层厚1.25 mm 的原始图像传送至GE 后处理工作站ADW4.6 对病变进行测量和评估，应用GSI 综合分析平台进行物质分离，获得动、静脉期40 keV、100 keV 单能量影像和120 keV 混合能量CT 值及相应碘（水）图像。ROI 分别置于病灶最大层面及对应层面髂总动脉成像最佳处，并计算病变最大径。选取ROI 时尽量覆盖病灶内脂肪、钙化及软组织成分，面积为病变的1/3～1/2，并避开血管及坏死组织。分别于病灶最大层面及相邻上下2 个层面重复测量3 次并取平均值。测量动、静脉期影像上的碘（水）浓度[iodine（water）concentration，IC]以及髂总动脉的IC（ICA），计算动、静脉期标准化IC（normalized IC，NIC），即动、静脉期NIC=动、静脉期肿瘤IC/ICA。能谱曲线斜率K 值=两单能量间CT 值之差除以能量值之差。由放射科的一位主治医师和一位副主任医师分别阅片和测量，取2 位医师测量结果的平均值作为最终结果。

1.4 病理分型 畸胎瘤依据病理结果分为成熟型和未成熟型。成熟型畸胎瘤病理表现为分化成熟的多胚层成分，以皮肤及其附属腺、脂肪组织多见；未成熟型畸胎瘤病理标准为40 倍镜下视野每一切片至少存在1 个神经上皮，且可见大量不成熟组织（原始神经管、间充质和菊形团），免疫组化Ki-67（＋）、Syn（＋）和CgA（＋）。

1.5 统计学方法 采用SPSS 22.0 和MedCalc 20.0.3 统计软件进行数据分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（±s）表示，2 组间比较采用配对t 检验；计数资料以例表示，2 组间比较采用Fisher 确切概率检验。采用受试者操作特征曲线（ROC）分析能谱CT 参数鉴别肿瘤良恶性的诊断效能，计算其敏感度、特异度和相应的曲线下面积（AUC）。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2组患儿临床资料及CT 特征比较 成熟型畸胎瘤的直径大于未成熟型（P＜0.05），且成熟型畸胎瘤的形态更规则（10/12 例），脂肪（12/12 例）和钙化（12/12 例）更多见（均P＜0.05），2 组患儿年龄、性别以及病变边界和强化形式的差异均无统计学意义(均P＞0.05)。详见表1。

表1 2 组患儿临床资料及CT 特征比较 例

2.2 2组动、静脉期能谱CT 参数比较 动、静脉期能谱CT 影像分析均显示，未成熟型组的40 keV 和100 keV 单能量影像CT 值、NIC 值及有效原子序数均高于成熟型组（均P＜0.05）。2 组间120 kV 混合能量影像CT 值和IC 值的差异均无统计学意义（均P＞0.05）。详见表2、3。

表2 2 组动脉期能谱CT 参数比较

2.3 动、静脉期能谱CT 参数的诊断效能 动脉期各参数中NIC 值的AUC 最大（0.914），NIC 的诊断阈值为0.11 时，其诊断敏感度、特异度及准确度分别为93.44%、91.67%和79.17%；静脉期各参数中NIC值的AUC 也最大（0.891），NIC 的诊断阈值为0.06时，其诊断敏感度、特异度及准确度分别为92.52%、78.41%和66.67%，见表4。动、静脉期能谱CT 参数预测畸胎瘤良恶性的ROC 曲线见图1。

表4 动、静期能谱CT 参数预测畸胎瘤良恶性的诊断效能

图1 动脉期（A）和静脉期（B）能谱CT 参数预测畸胎瘤良恶性的ROC 曲线

2.4 2组病变动、静脉期CT 能谱曲线斜率比较 动、静脉期未成熟型组和成熟型组的能谱曲线走行均呈下降趋势，未成熟型组曲线位置高于成熟型组，并且在低能量区间（40～70 keV）未成熟型组斜率（K=9.5 和2.3）大于成熟型组（K=0.6 和0.1），见图2。

图2 成熟和未成熟型畸胎瘤动、静脉期CT 能谱曲线。动脉期（A）和静脉期（B）能谱曲线中，黄色曲线为肝实质对照能谱曲线，未成熟型畸胎瘤IC 值（粉色曲线）高于成熟型（红色曲线）。keV 水平越低，IC 值差异越显著，成熟型和未成熟型畸胎瘤的能谱曲线均呈下降型，未成熟型的曲线下降更快、斜率更大。

3 讨论

能谱CT 根据已知基物质的吸收系数可以计算病变空间分布和密度，实现原始物质的分离和定量分析，表达为2 种基物质的密度曲线图和能谱曲线图，如碘和水、钙和水等。与常规CT 相比，能谱CT能够产生40～140 keV 一系列单能量影像，能量水平均衡，避免了容积效应、线束硬化及射线的不均质性、射线散射等影响，从而增强对组织密度及成分的判定[2-3]。单能量下CT 值与其对应能量水平间的变化关系即构成了能谱曲线，曲线斜率反映了物质的能量衰减特性；并且通过不同能量级别的CT 值和物质定量分析技术能够判断畸胎瘤的成熟度[4-5]。人体吸收剂量不仅与辐射能量有关，还与病人体型、身高相关。在除外病人个体差异变化对辐射剂量的影响前提下，通过体宽、体厚、有效直径得出的体型特异性剂量估算值，对于评估儿童的辐射剂量尤为重要[6]。低千伏（＜100 kV）能谱CT 成像由于能够获得较高的影像质量且对病人的辐射小，已经在儿童专科医院得到认可及应用[7-8]。因此，本研究主要采用40 keV 和100 keV 单能量CT 值、120 keV混合能量CT 值以及有效原子序数值对2 组病变进行定量分析，通过ROC 曲线判断各参数的诊断效能，根据能谱斜率图走势判断肿瘤成熟度。

表3 2 组静脉期能谱CT 参数比较

儿童腹盆腔肿瘤疾病谱与成人常见肿瘤类型不同，以胚胎性和未分化肿瘤多见，其中以畸胎瘤最为常见，早期判断病理类型有助于治疗方案的制定和调整，对预测肿瘤预后也具有重要作用[9-11]。传统影像学检查判断畸胎瘤的成熟度多依靠经验性诊断，缺乏定量研究。畸胎瘤根据所含胚胎组织分化程度不同分为成熟型畸胎瘤和未成熟畸胎瘤。有研究[12-13]报道畸胎瘤如含有卵黄囊瘤成分预后明显较差，并可向卵黄囊瘤恶性转化；而瘤体内神经组织的成熟程度在病理诊断中同样占有重要地位。本研究发现成熟型畸胎瘤的平均直径大于非成熟型，成熟型畸胎瘤的形态更规则、钙化和脂肪成分更常见。儿童畸胎瘤多由髂动脉供血，一般与病变最大层面接近容易同时测量，为了使2 组病变的碘定量参数标准化，本研究中将同期相髂总动脉的IC 值作为参考值进行NIC 值的测量，而不是采用成人常用的腹主动脉进行测量。动、静脉期未成熟型组畸胎瘤40 keV、100 keV 单能量CT 值和NIC 值均高于成熟型组，其中以动脉期NIC 值诊断效能最高，AUC达到0.914，可能是由于恶性肿瘤新生毛细血管及微血管数量丰富、对比剂排出相对较快，从而导致增强早期的碘摄取量即达高峰，而随着时间推移，碘摄取量下降而排出量增加，于静脉期达到一个动态平衡[14-15]。本研究中2 组畸胎瘤的能谱曲线均呈下降型，非成熟型组的曲线下降更快，斜率更大，且均在低能量水平下降得较快，这与既往研究[9，16]结果相符。儿童畸胎瘤最主要的特点是成分复杂，含有脂肪、骨骼、钙化、囊变以及具有胚胎分化的各种组织，与其他肿瘤明显不同，其CT 值范围可从脂肪到骨组织。虽然常规CT 根据其成分一般不难诊断，但对其成熟度的判断困难。此外，有效原子序数能反映病变组织内物质成分，尤其是对病变内CT 差值较大的组织成分的定量诊断特异性较高，但在本研究中其诊断效能值低于NIC 值，可能与样本量较小和ROI 的选择有一定关系。今后的大样本研究可以单独选取不同成分进行ROI 选择，进行更加详细的分组比较。综上，结合患儿年龄、病史，单能量CT值、NIC 值及有效原子序数等因素对鉴别畸胎瘤成熟度具有较好的诊断效能。

本研究尚存在一定的局限性：①能谱CT 对儿童肿瘤的诊断应用尚处于初步阶段，且儿童的研究方法不同于成人，特定诊断参数会存在一定的选择偏倚，今后需要扩大诊断参数选择范围；②一些患儿配合完成检查较困难，年龄较小患儿以腹式呼吸为主且难以自主屏气，造成的呼吸伪影影响影像质量，无法满足测量要求，今后还需进一步完善检查流程、缩短检查时间；③入组患儿的年龄跨度较大，随着样本量的扩大可按照年龄分组进行深入研究；④ROI 范围大小及位置的划定存在观察者间的个体差异，今后需要加大样本量并进一步完善研究标准。

通过对儿童腹盆腔畸胎瘤的能谱CT 研究发现，尽管畸胎瘤成分复杂，其发生、发展和生物学行为与病理结果可不一致，但40 keV 和100 keV 单能量影像CT 值、有效原子序数以及NIC 值对鉴别畸胎瘤成熟度具有诊断价值，从而使其术前定性诊断更加客观。能谱CT 可为畸胎瘤良恶性的鉴别诊断提供新的思路和方法。