双能CT影像组学指标对进展期胃癌脉管生成及临床预后的诊断评估价值分析

李真真 耿云平 尤国庆 米玉霞 李 飞

进展期胃癌是指癌组织已侵入胃壁肌层、浆膜层的胃部肿瘤疾病，胃壁增厚、溃疡、胃腔狭窄等是该疾病的主要诊断表现，患者多表现为腹痛、食欲减退和消瘦等症状。目前认为脉管生成是影响预后的重要因素，且微血管生成为脉管生成的主要部分[1]。肿瘤细胞产生多种物质诱导脉管形成，而新生血管不仅为肿瘤进展提供了必不可少的营养物质，还是癌细胞播散、转移的通道。故脉管生成情况与患者预后密切相关。相关研究指出，可通过术前影像学对比增强技术来评估肿瘤血管状态[2]。MRI、增强多普勒等方法广泛应用于胃癌血管生成的研究中，但这些检查手段均存在局限性，无法普及于大众。而新一代的能谱CT，可通过快速keV转换的球馆和石榴石晶体探测器，提高双能量数据采集精度，为临床提高超越解剖的附加能量信息。双能CT影像组学是将获得的图像视为数据，从大量数据中提取可定量的特征，并对提取的特征作出后续分析研究的方法。相关报道指出，通过双能CT影像组学可提高对肿瘤疾病的诊断率[3]。但目前尚无报道明确指出，其对进展期胃癌患者预后的评估价值。故本研究旨在探究双能CT影像组学在进展期胃癌脉管生成及临床预后评估中的价值，为该疾病的临床诊断及预后评估提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料

以2019年3月～2020年5月80例进展期胃癌患者80例为研究对象，其中男性47例，女性33例；年龄43～76岁，平均(55.63±7.09)岁；肿瘤部位：贲门31例，胃体26例，胃窦幽门23例；TNM分期：Ⅰb期11例，Ⅱ期25例，Ⅲ期35例，Ⅳ期9例；脉管浸润31例。

1.2 纳入标准

①符合《胃癌规范化诊疗指南(试行)》关于进展期胃癌的诊断标准[4]，并经病理学检查确诊；②临床资料完整者；③年龄大于18岁。

1.3 排除标准

①严重心肝肾功能异常者；②已进行手术及放化疗治疗者；③病灶厚度<1 cm以致难以勾画ROI者；④图像质量过差者；⑤有造影剂过敏史者；⑥有其他相关检查禁忌症者。

1.4 方法

DECT检查：应用西门子Somatom Force型CT仪，患者于检查前排空胃内容物，于扫描前10 min注射山莨菪碱10 mg，先行平扫，而后注射碘伏醇(320 mg/ml)行增强扫描，剂量为2 ml/kg，流速为3.5～4.0 ml/s，动脉期采用Bolus tracking扫描，CT值为100 Hu，静脉期延迟60 s进行扫描，静脉期A、B球馆的管电压、管电流为100 kv(350 mAs)、sn150 kv(233 mAs)，扫描过程中开启实时动态曝光剂量调节，通过后处理计算后融合成125 kv的混合图像，应用西门子Syngo via后处理工作站处理数据，启动Dual-Energy程序，得到碘图，选择肿瘤组织和同一层面腹主动脉中感兴趣区测量碘浓度(iodine concentration，IC)，计算标准化碘浓度(normalized iodine concentration，nIC)：nIC=病灶IC/同层面主动脉IC。能谱曲线的斜率=(40 keV～70 keV)HU/(70～40)。

微血管密度(microvascular density，MVD)检测：采用Weidner方法检测MVD，采用低倍镜下确认阳性密度较高的区域，随机选择两个热点，以高倍镜下测量三个视野的微血管数目，取平均值为MVD值。

1.5 观察指标

(1)统计患者胃癌组织中MVD值，以均值为界，将患者分为高MVD组及低MVD组，比较两组MVD值患者的IC、nIC值及能谱曲线的斜率，分析其与MVD值的相关性。(2)根据脉管浸润情况将患者分为脉管浸润组及非浸润组，比较双能CT影像组学指标，分析其对脉管浸润的诊断价值。(3)预后：根据术后1年生存情况将患者分为生存组及死亡组，比较两组IC、nIC值与MVD值，分析其对预后的预测价值。

1.6 统计学处理

2 结果

2.1 高MVD组及低MVD组的双能CT影像组学指标比较

胃癌组织中MVD值为(28.05±4.12)，以均值28.05为界，将患者分为高MVD组及低MVD组。高MVD组IC、nIC值及斜率大于低MVD组(P<0.05)，见表1。

表1 高MVD组及低MVD组的双能CT影像组学指标比较

2.2 双能CT影像组学指标与MVD值的相关性分析

IC、nIC值与MVD值呈正相关(P<0.05)。见表2。

表2 双能CT影像组学指标与MVD值的相关性分析

2.3 脉管浸润组及非浸润组的双能CT影像组学指标比较

脉管浸润组IC、nIC值及斜率大于非浸润组(P<0.05)，见表3。

表3 脉管浸润组及非浸润组的双能CT影像组学指标比较

2.4 双能CT影像组学指标对脉管浸润的诊断价值分析

IC、nIC值及斜率诊断进展期胃癌脉管浸润的AUC大于0.7，见表4、图1。

表4 双能CT影像组学指标对脉管浸润的诊断价值分析

图1 双能CT影像组学指标诊断脉管浸润的ROC曲线分析

2.5 生存组及死亡组的双能CT影像组学指标比较

死亡组IC、nIC值及斜率大于生存组(P<0.05)，见表5。

表5 生存组及死亡组的双能CT影像组学指标比较

2.6 双能CT影像组学指标对预后的评估价值分析

IC、nIC值预测患者预后的AUC大于0.7，见表6、图2。

表6 双能CT影像组学指标对预后的评估价值分析

图2 双能CT影像组学指标预测预后的ROC曲线分析

3 讨论

病理MVD检测为脉管生成的金标准，但相关分子表达的检测往往依赖于一定数量的组织标本，不管是术中活检，还是术后大体标本，均为有创操作，在加上临床取材时或会出现偏移，无法准确获得肿瘤整体的脉管生成状态，会影响医师对疾病的诊断及后期治疗方案的制定[5-6]。故而寻求一种脉管生成的无创评估方法至关重要。双能CT又称为多光谱CT，是基于不同能量设置下数据采集的成像技术，X射线光子在不同能量设置下于物质进行相互作用二产生不同衰减值，通过分析X线光子与物质的相互作用可以区分和量化组织成分[7]。相关研究指出，胃癌的影像学表现取决于其组织病理形态的改变，而病理形态改变又取决于胃癌的分子生物学特性变化[8-10]。故认为，能谱CT定量参数与病理体征或存在某种联系。本研究发现，高MVD组IC、nIC值及斜率大于低MVD组，IC、nIC值与MVD值呈正相关，表明胃癌组织IC、nIC值随MVD值的增加而增加，这主要是因为多数进展期胃癌在动脉期呈现为粘膜面不均匀强化，但在静脉期，病灶逐渐表现为均匀强化，癌组织造影剂的廓清过程收到了间质纤维成分的阻挡，而这些间质纤维成分不仅为肿瘤细胞提供支撑作用，还提供了大量的间质血管，造影剂在经过脉管系统时的流速减慢，排空延迟，故而癌组织MVD值与IC、nIC值相关[11,12]。另外，本研究发现，脉管浸润组IC、nIC值及斜率大于非浸润组，IC、nIC值及斜率诊断进展期胃癌脉管浸润的AUC大于0.7，说明脉管浸润患者的IC、nIC值及斜率较大，且IC、nIC值及斜率对进展期胃癌脉管浸润具有诊断价值，但其具体机制尚不可知，或后期需进一步探究能谱CT定量参数与脉管浸润的关系。

进展期胃癌又称为中晚期胃癌，是指癌组织侵犯深度超过黏膜下层的胃癌，患者预后较差，死亡率高[13]。相关研究指出，可采用影像学方法预测恶性肿瘤患者预后生存情况[14]。CT图像组织对比度取决于设备的管电压，且管电压决定了管球发射的x线光子能谱的上限。而双能CT可同时采用高、低两种电压水平进行图像采集，故可提高图像采集质量[15]。既往研究指出，双能CT数据能够重建生成具有较高对比噪声比的虚拟单色能量图像获得虚拟未增强图像，组织成分图并减轻金属伪影，改善图像对比度，进而可更好的进行观察[16]。本研究发现，死亡组IC、nIC值及斜率大于生存组，说明术后1年死亡患者的IC、nIC值及斜率较大，提示或可采用双能CT评估患者预后。本研究经进一步研究发现，C、nIC值预测患者预后的AUC大于0.7，说明IC、nIC值对进展期胃癌患者预后具有预测价值。这主要与双能CT可对含有碘、水、钙等物质的机构进行定量分析，能够反映组织的血流灌注特征有关。

综上所述，进展期胃癌患者IC、nIC值与脉管生成相关，且对进展期胃癌脉管浸润及预后具有诊断评估价值。