能谱CT征象及能量衰减曲线对肺腺癌浸润程度的评估研究

田学涛，聂 君

1.武汉市蔡甸区人民医院(华中科技大学协和江北医院)胸外科，湖北 武汉 430000；2.华中科技大学同济医学院附属协和医院胸外科，湖北 武汉 430022

肺癌是全球范围内发病率和死亡率增长最快的恶性肿瘤，其发病率和死亡率均高居我国恶性肿瘤首位，肺腺癌是最常见肺癌类型，约占所有肺癌的50%，且总体生存率较低[1,2]。研究显示，肺腺癌起源于血运丰富的肺泡上皮或细支气管细胞，外周转移性较强，癌细胞侵袭浸润是导致患者预后差的主要因素之一[3]。肺叶切除是肺腺癌外科治疗的首选手术方式，术前准确评估肿瘤浸润程度对术前判断肿瘤能否切除及手术切除范围具有重要指导意义。目前CT技术广泛应用于肺癌的诊断及病情评估中，但传统CT检查获得的CT值和图像清晰度都不够精准，难以区分肺部占位病变性质及类型[4]。能谱CT是近年来新发展起来的CT检查技术，与传统CT比较，其能提供更高时空分辨率，有效提高图像质量，还能提供多参数信息，如能量衰减曲线及其能量衰减曲线斜率(K值)、能谱CT征象等，提高了CT对肿瘤诊断的准确度[5]。但能谱CT征象、能量衰减曲线评估肺腺癌浸润程度的研究较少。基于此，本研究尝试探究能谱CT征象、能量衰减曲线对肺腺癌浸润程度的评估价值及对手术方案的指导意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年6月至2021年6月武汉市蔡甸区人民医院收治的110例肺腺癌患者进行本研究，其中男63例，女47例；年龄37～76岁，平均年龄(54.34±8.29)岁。本研究经院伦理委员会审批通过。纳入标准：参照《原发性肺癌诊疗规范(2018年版)》[6]诊断为肺腺癌；接受手术治疗；首次检出，既往未进行任何抗肿瘤治疗；无胸腔畸形、肺部严重创伤史及手术史；年龄18～80岁；患者知晓本研究，已签署同意书。排除标准：同时性或异时性并发其他肿瘤者；精神疾病患者；血液系统疾病患者；糖尿病、高血压控制不佳者；严重心脑肝肾功能障碍者；CT图像因运动伪影导致的图像质量差者。根据手术病理诊断肿瘤侵袭程度不同分为A组和B组：A组62例，包括原位腺癌(adenocarcinoma in situ，AIS)患者20例，微浸润性腺癌(minimally invasive adenocarcinoma，MIA)患者42例；B组48例，均为浸润性腺癌(invasive adenocarcinoma，IAC)患者。

1.2 方法

1.2.1能谱CT检查

检查仪器为美国GE Discovery CT 750 HD能谱CT扫描仪，患者平躺，双臂自然上举，保持呼吸平稳，头先进，由胸廓入口扫描至肺底，先行多层螺旋CT扫描，参数设置：管电压120 kVp，自动mAs调制，准直64×0.625 mm，螺距0.984∶1，层厚5 mm，视野35 cm×35 cm，矩阵512×512，层间隔5 mm，转速0.6 s/周，重建层厚0.625 mm。明确病灶位置后调节为能谱CT模式，对病灶行靶扫描，参数设置：管电压80～120 kVp瞬时切换，自动mAs调制，准直64×0.625 mm，矩阵512×512，视野20 cm×20 cm，螺距0.984∶1，层厚5 mm，层间隔5 mm，转速0.6 s/周。扫描后将图像传入AW4.6工作站，采用工作站3D软件进行后处理分析，由2名临床经验丰富的放射医师采用独立盲法对图像进行评估，观察并记录能谱CT征象，包括病灶位置、结节类型、形状(圆形/椭圆形、不规则形)、边缘(光滑、分叶/毛刺)、空泡征、胸膜凹陷征。选取肉眼可见的密度相对较高区域，多平面测量结节最大径值、水基值，根据公式K80～120 kVp=(CT值80 kVp-CT值120 kVp)/50，计算能量衰减曲线斜率(K值)。

1.2.2生物学指标检测

留取所有患者手术病灶组织，采用免疫组织化学法检测癌组织中乳腺癌1号基因相关蛋白1(breast cancer 1-associated protein 1，BAP1)、Ki-67表达情况，取组织标本行石蜡切片常规脱蜡，酸性抗原修复后采用3%过氧化氢灭活内源性过氧化物酶，采用山羊血清封闭，滴加一抗，4 ℃湿盒孵育过夜，滴加辣根过氧化物酶标记的二抗，单克隆单抗购自美国Sigma公司，辣根过氧化物酶标记山羊抗兔IgG购自于美国R&D公司，采用二氨基联苯胺显色液(北京索莱宝科技有限公司)显色，苏木素复染，BX51光学显微镜(日本奥林巴斯公司)下观察，每张切片随机选取5～10个高倍视野，每个视野计数100个瘤细胞，计数阳性细胞百分比。按着色细胞百分比分级，<10%为阴性(-)，≥10%为阳(+)。

1.3 观察指标

收集和分析两组患者一般资料、能谱CT征象、能谱CT参数；比较不同BAP1、Ki-67表达情况患者的能谱CT参数，分析能谱CT参数与BAP1、Ki-67表达的关系；分析能谱CT征象、能谱CT参数评估肺腺癌浸润程度的价值。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 两组一般资料、能谱CT征象比较

两组性别、年龄、体质量指数、吸烟史、合并症及病灶位置、形状、边缘、空泡征、胸膜凹陷征比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；B组结节类型中混合磨玻璃结节(GGN)比例明显较A组高(P<0.05)。见表1。

表1 两组一般资料、能谱CT征象比较

2.2 两组能谱CT参数比较

B组K值、结节最大径、水基值均明显较A组大(P<0.05)。见表2。

表2 两组CT测量参数比较

2.3 BAP1、Ki-67阳性与阴性患者能谱CT参数比较

110例肺腺癌患者中BAP1阳性、Ki-67阳性患者分别为34例、45例，阳性率分别为30.91%、40.91%；BAP1阳性患者K值、结节最大径、水基值均明显较阴性BAP1患者小，Ki-67阳性患者K值、结节最大径、水基值均明显较Ki-67阴性患者大(P<0.05)。见表3。

表3 BAP1、Ki-67阳性与阴性患者能谱CT参数比较

2.4 能谱CT参数与BAP1、Ki-67表达的关系

Spearman相关系数模型分析显示，K值、结节最大径、水基值与肺腺癌组织中BAP1表达呈负相关关系，与Ki-67表达呈正相关关系(P<0.05)。见表4。

表4 能谱CT参数与BAP1、Ki-67表达的关系

2.5 能谱CT征象、能谱CT参数评估浸润程度的价值

以B组为阳性样本，A组为阴性样本，绘制混合GGN、K值、结节最大径、水基值评估浸润程度为IAC的ROC曲线，见图1，结果显示，各指标单独评估的曲线下面积(AUC)分别为0.669、0.766、0.745、0.795，联合评估的AUC最大，为0.856。

3 讨论

早期肺腺癌无淋巴结和远处转移，高分辨率CT上多表现为孤立性GGN，5年无病生存率较高，特别是早期表现为AIS或MIA的肺腺癌患者，其术后5年生存率可达100%或接近100%，而IAC患者5年生存率明显降低[7,8]。此外，临床主要采用局限性手术切除或其他替代方案治疗AIS和MIA患者，而对于IAC患者，从侵袭性较小的肺叶切除术中可获得更多益处[9]。因此术前准确评估肺腺癌浸润程度可为临床选择合理手术方案提供重要参考。

CT扫描是肺癌筛查的常用手段，且随着CT检查的推广，越来越多的肺磨玻璃结节(ground glass nodule，GGN)被检出，有证据表明长期存在的GGN与肺腺癌的发生发展显著相关[10]。且随着CT技术的发展，能谱CT的应用有效提高了传统CT诊断肿瘤的价值[11,12]。本研究通过观察早期肺腺癌患者的能谱CT征象，发现IAC患者结节类型中混合GGN比例明显高于AIS和MIA患者，提示混合GGN是IAC患者的主要结节类型，可将其作为评估早期肺腺癌侵袭程度的能谱CT征象。本研究ROC曲线分析，发现混合GGN评估肺腺癌浸润程度的AUC为0.669，具有一定评估效能。分析其原因在于，GGN实性成分的增加可增强肿瘤的侵袭性，而混合GGN多为实质性病变，导致肿瘤侵袭性增加，对作为组织的浸润程度较高，单纯GGN很少出现气道内转移或远处转移，侵袭程度较混合GGN更低[13,14]。因此通过能谱CT征象中混合GGN可对肺腺癌浸润程度进行评估。

能谱曲线为不同能量X线束穿过物质后形成的CT值衰减曲线，不同病理组织结构具有不同的K值[15]。杨俊潇等[16]研究显示，K值是能谱CT评估肺腺癌的定量参数，AIS与MIA患者的肿瘤内部组织分化不明显，只在局部有区别，其K值比较无明显差异。本研究结果中，IAC患者K值明显高于AIS和MIA患者，说明IAC患者肿瘤内部组织分化较AIS、MIA患者更明显，说明通过能谱CT计算K值可对肺腺癌浸润程度进行评估。此外，水是人体内含量最高的物质，资料显示，能谱CT能通过测定肺GGN水含量，可对肺GGN的良恶性进行诊断[17]。本研究选取水基值为研究指标，能相对准确、客观反映病变特点，结果显示，IAC患者水基值高于AIS和MIA患者，这是因为IAC患者肿瘤细胞增殖活性较强，肿瘤细胞较多，随着浸润程度的增加，肿瘤组织密度随之增加，水含量也随之增加。且有报道证实，在肺腺癌浸润程度诊断中，结节最大径值能提供较大贡献[18]。本研究还显示，IAC患者结节最大径也明显大于AIS和MIA患者，说明结节最大径也与肺腺癌浸润程度有关。

新近研究显示，BAP1及Ki-67表达情况与肺腺癌侵袭性及预后密切相关，其中BAP1可影响肿瘤细胞周期与增殖能力，Ki-67则是一种与增殖细胞相关的核蛋白质，BAP1表达缺失及Ki-67表达升高均可促进肿瘤细胞增殖、侵袭[19]。朱慧等[20]研究发现，能谱CT相关参数与病灶组织中Ki-67表达有显著相关性。本研究亦发现K值、结节最大径、水基值与肺腺癌组织中BAP1表达呈负相关，与Ki-67表达呈正相关，说明K值、结节最大径、水基值与早期肺腺癌侵袭能力显著相关。进一步通过ROC曲线分析，发现K值、结节最大径、水基值评估肺腺癌浸润程度为IAC的AUC均在0.7以上，具有良好评估价值，特别是混合GGN、K值、结节最大径、水基值联合评估的AUC为0.856，可为临床评估肺腺癌浸润程度提供更准确依据，从而为临床选择手术方案提供指导。

综上可知，能谱CT征象、能量衰减曲线有助于临床评估早期肺腺癌浸润程度，从而指导术前选择合适手术方案，具有较高临床应用价值。但本研究仍存在一定不足，如样本量较少，且样本选取范围较狭窄，研究结果可能存在一定偏倚，仍需要通过多中心、大样本研究进一步验证。