能谱CT基物质分离技术对肺癌纵隔淋巴结性质预判价值的研究

王永丽，王 静，刘文亚（通信作者）

（新疆医科大学第一附属医院影像中心 新疆 乌鲁木齐 830054）

在全球癌症的发病谱及癌症致死原因中，肺癌为最常见的疾病之一，疾病负担沉重[1]，对肺癌正确的分期是影响预后的重要因素，不同的分期临床治疗方案亦不相同[2]。肺癌纵隔淋巴结性质的诊断一直是医学上的难点，其性质的准确判断有助于肿瘤的正确分期，对肿瘤患者的治疗和预后都有非常重要的作用，病理学活检可获得部分样本，但不能完全诊断全部淋巴结的性质，且病理学检查为有创性检查，患者痛苦大，部分患者无法耐受。以往传统影像学评价肺癌患者纵隔淋巴结的性质主要标准是通过测量淋巴结的大小、形态、密度/信号变化以及动态增强情况来进行预判，诊断淋巴结转移的准确度较低[3]。能谱CT的出现使CT诊断由形态学、CT值单一参数进入了多参数定量分析的新阶段，为各种疾病的评估提供了新的方法[4]，近年来能谱CT成像的临床应用显著增多[5]。能谱CT利用基物质分离技术，可对病变增强后的碘含量进行精准的定量测定，对良、恶性肿瘤的诊断、分型、分期及肿瘤的组织来源判断均有重要的临床价值[6-7]。本研究主要探讨利用能谱CT基物质分离技术所获得的碘、水基物质对定量测定对原发性肺癌纵隔淋巴结性质预判的临床价值，以期提高对肺癌患者N分期的准确性。现将具体内容报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2016年1月—2019年6月就诊于新疆医科大学附属肿瘤医院并行能谱CT增强扫描的肺癌患者65例的资料，其中男性41例，女性24例，年龄为29～86岁，中位年龄63岁；其中鳞癌25例，腺癌40例；淋巴结共120枚，其中转移组淋巴结88枚，非转移组淋巴结32枚。

纳入标准：①经活检病理证实为肺癌者；②行能谱CT扫描前未接受任何抗肿瘤治疗者；③纵隔淋巴结性质经病理证实或者临床证实（按照RECIST 1.1标准CT测量淋巴结短径≥15 mm，在经过化疗后其短径缩小≥30%诊断为淋巴结转移瘤）。排除标准：①合并其他恶性肿瘤病史；②临床资料不完善及图像质量欠佳影响诊断者。

1.2 方法

所有患者均在本院行宝石能谱CT扫描，扫描前均取得受检者知情同意并签字，仪器采用美国GE公司能谱CT（Discovery HD 750）。扫描参数：管电压为高、低能量（140 kVp、80 kVp）瞬时（0.5 ms）切换，自动毫安，旋转时间0.6 s/r，层厚和层间距为5 mm，螺距0.984:1。患者呈仰卧姿势躺与扫描架上，采用德国Urich高压注射器，经右侧肘静脉注入非离子型碘对比剂80～100 mL（1.35 mL/kg×体重），流速2.5～3.0 mL/s，采用能谱扫描模式（gemstone spectral imaging，GSI），扫描范围为胸廓入口到膈肌水平，包括整个纵隔，于注射造影剂后分别于30 s、55 s行动脉期和静脉期扫描。扫描完成后原始数据重建为（40～100）keV、层厚为1.25 mm的单能量图像。

1.3 图像分析

由2名具有10年以上工作经验的影像科医师使用ADW 4.6工作站上的GSI Viewer软件来分析动脉期及静脉期图像，选取病灶相同大小、不同层面、密度均匀的感兴趣区，测量3次，取其平均值，尽量避开坏死、钙化、血管，测量感兴趣区碘基值、同层面降主动脉碘基值，感兴趣区水基值、同层面的降主动脉水基值，计算感兴趣区标准化碘值，标准化水值，标准化碘浓度=碘基值/主动脉碘基值，标准化水浓度=水基值/主动脉水基值。

1.4 统计学方法

采用SPSS 22.0统计软件进行数据分析。计量资料采用均数±标准差（± s）表示，组间比较应用两独立样本t检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

本研究结果发现，原发灶与转移组淋巴结在动脉期、静脉期的碘值及标准化碘值差异均无统计学意义（P＞0.05）；原发灶与转移组淋巴结在动脉期、静脉期水值及标准化水值差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。原发灶与非转移组淋巴结在动脉期、静脉期的碘值及标准化碘值差异均有统计学意义（P＜0.05）；原发灶与非转移组淋巴结在动脉期、静脉期的水值及标准化水值差异均无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表1 肺癌原发灶与转移组淋巴结能谱CT参数比较（± s）

表1 肺癌原发灶与转移组淋巴结能谱CT参数比较（± s）

类型 动脉期碘值（100 ug·cm-3）动脉期标化碘值（100 ug·cm-3）静脉期碘值（100 ug·cm-3）肺癌原发灶 15.23±5.49 0.19±0.06 19.55±5.07转移组淋巴结 15.23±5.18 0.19±0.04 19.81±4.46 t-0.003 0.52 -0.28 P 0.99 0.61 0.78类型 静脉期标化碘值（100 ug·cm-3） 动脉期水值 动脉期标化水值肺癌原发灶 0.42±0.13 1026.13±10.79 1.00±0.12转移组淋巴结 0.41±0.09 1145.68±10.65 1.12±0.14 t 0.20 -0.63 -0.63 P 0.84 0.53 0.53类型 静脉期水值 静脉期标化水值肺癌原发灶 1026.07±11.28 1.01±0.12转移组淋巴结 1030.44±11.76 1.00±0.14 t-1.84 -1.14 P 0.07 0.26

表2 肺癌原发灶与非转移组淋巴结能谱CT参数比较（± s）

表2 肺癌原发灶与非转移组淋巴结能谱CT参数比较（± s）

类型 动脉期碘值（100 ug·cm-3）动脉期标化碘值（100 ug·cm-3）静脉期碘值（100 ug·cm-3）肺癌原发灶 14.37±4.63 0.16±0.05 17.71±4.34非转移组淋巴结 19.41±5.10 0.24±0.05 21.74±4.96 t-3.38 -5.08 -2.996 P＜0.01 ＜0.01 ＜0.01类型 静脉期标化碘值（100 ug·cm-3） 动脉期水值 动脉期标化水值肺癌原发灶 0.37±0.08 1026.18±11.51 1.00±0.18非转移组淋巴结 0.46±0.07 1129.57±13.765 1.01±0.18 t-3.91 -0.84 -0.84 P＜0.01 0.41 0.41类型 静脉期水值 静脉期标化水值肺癌原发灶 1026.83±15.56 1.00±0.15非转移组淋巴结 1027.97±16.61 1.00±0.17 t-0.25 -1.14 P 0.81 0.65

3 讨论

近年来对肺癌的治疗呈现出精准化治疗和个体化治疗的趋势，纵隔淋巴结转移是肺癌最常见的转移途径之一，淋巴结转移的位置及数量情况与肿瘤患者治疗策略的制定及预后有密切关系[8]，对纵隔淋巴结性质的准确诊断可改善肺癌的预后，对可行手术治疗的肺癌患者，术前影像学对淋巴结性质的准确预判是手术中对淋巴结进行系统清扫及淋巴结采样的基础，有助于对肺癌患者进行准确的N分期，为术后进一步化、放疗及免疫治疗提供依据；且对于无法行手术治疗的患者，影像学检查更是对纵隔淋巴结性质诊断的重要依据，但普通CT仅能对淋巴结性质做出可能性诊断，不能对肿瘤的精确N分期做出诊断，造成对肺癌患者进行精准化和个体化治疗的困扰。不同于传统的医学显像技术，宝石能谱CT可以快速切换高能量和低能量数据，这为病变的鉴别诊断提供了更多的分析工具和定量参数。任何物质的X线吸收系数均由任意两个基物质的X线吸收系数来决定，因此，可将一种物质的衰减转化为产生同样衰减的两种物质的密度，这样可实现物质组成分析，能谱CT提供了多种基物质的配对，可通过测定基物质的相对含量达到定性的目的。该方法打破了常规CT检查仅靠CT值进行分析的缺陷，使基物质不仅能清晰显示，而且能精确定量分析，目前，临床常用的CT增强对比剂均含碘，能谱CT成像将水和碘作为最常用基物质进行物质密度成像和定量分析[9]。碘基图像可敏感地借助碘含量改变反映血流动力学变化，且其对碘剂分布的敏感性高，轻微碘剂分布即可引起肉眼可辨的灰度改变，提高微小病灶的检出率。通过碘-水基物质对的分解，能够精确测量碘图上的碘成分，其可与实际增强值相当[10]，其诊断结果更为客观、准确，为肿瘤同源性分析提供了可能，本研究通过纵隔淋巴结与原发性肺癌病灶的碘值、标准化碘值、水值及标化水值进行对比分析，对肺癌患者纵隔淋巴结的性质进行预判。

在本研究中，肺癌原发灶与转移组淋巴结在动脉期、静脉期的碘基值及标化碘值差异均无统计学意义（P＞0.05），且二者动脉期、静脉期的碘值及标化碘值差异非常小，有非常高的相似度，据此推断，转移组淋巴结与原发灶性质相同，血供相同，强化幅度一致，故增强后碘基值及标准化碘值均相同，二者为同源性病变。原发灶与非转移组淋巴结在动脉期、静脉期的碘基值及标化碘值差异均有统计学意义（P＜0.05），据此推断，原发灶与非转移组淋巴结为非同源性病变，二者性质不同，血供不同，强化幅度不一致，故增强后碘基值及标准化碘值均不同。标准化碘值为感兴趣区的碘含量与同层面主动脉内的碘含量之比，相当于对感兴趣区的碘含量进行了校正，选取标准化碘值为参考值可以消除注射造影剂后的扫描时间、造影剂注射速率及个体体型、循环的不同所造成个体间的碘浓度差异，其准确性更高[11]。在本研究中，非转移组淋巴结在在动脉期、静脉期的碘值及标准化碘值均大于肺癌原发灶，分析其原因可能为正常肺组织被肿瘤细胞浸润后，组织结构及血流灌注均发生明显变化，虽然有新生的肿瘤血管为病变供血，但其多为畸形血管，且正常肺组织供血血管可被肿瘤破坏，堵塞，导致肿瘤血供减少，肿瘤细胞缺血坏死。由此可见，在临床工作中，可将肺癌原发病变与纵隔淋巴结的标准化碘值差异的对比值，作为纵隔淋巴结性质预判的一项重要指标。在本研究中还发现静脉期病变的碘值及标准化碘值高于均高于动脉期，与文献报道一致[12]，分析其原因为静脉期时不仅供血管内充盈了造影剂，且造影剂已经渗透到血管外间隙乃至组织细胞内，此时对比剂更大程度地扩散到病灶内。在本研究中，原发灶与转移组淋巴结，原发灶与非转移组淋巴结在动、静脉期水值及标化水值差异均无统计学意义，推断原因为水是病变及人体的主要组成成分，肺癌原发灶与转移淋巴结及非转移淋巴结水含量差异较小，无统计学意义，与文献报道一致[13]。本研究还存在一些不足，是纳入样本量较小的回顾性研究，存在一定的偏倚，且仅分析了物质分离技术对淋巴结性质预判的价值，在今后的研究中，需要更大样本、前瞻性、多参数的研究数据进行进一步深入研究。

综上所述，利用能谱CT的基物质分离技术，对比原发性肺癌病灶与纵隔淋巴结碘值及标化碘值，可对其是否为同源性病变进行更加深入、精确的诊断，为肺癌纵隔淋巴结性质的影像学诊断提供新的思路、新的无创且准确的方法，具有较高的临床价值，应在临床推广此技术，以提高治疗前对肺癌N分期的准确性。