双层探测器光谱CT对胰腺癌与肿块型胰腺炎的鉴别诊断价值

高 鑫 田晓娟 乔 英,*

1.山西医科大学医学影像学院 (山西 太原 030001)

2.山西医科大学第一医院CT影像科 (山西 太原 030001)

胰腺导管腺癌(pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)是胰腺最常见的原发性恶性肿瘤(以下简称“胰腺癌”)，是癌症相关死亡的主要原因，该病总体预后不佳，几十年来几乎没有变化[1]。因其病程凶险且死亡率高，因此早期诊断对胰腺癌患者而言非常重要，通过提供手术治疗和辅助干预的机会来帮助患者提高存活率[2-3]。慢性肿块型胰腺炎(chronic mass-forming pancreatitis，CMFP)是一种特殊类型的慢性胰腺炎(以下简称“肿块型胰腺炎”)，与自身免疫反应、长期饮酒和胆道病史有关，占慢性胰腺炎的10-30%[4]。胰腺癌的治疗方法是手术切除，然而术后病理显示约5-11%的良性肿块被误诊为胰腺癌[5-7]，对于良性肿块，治疗方法与胰腺恶性肿瘤的方法大不相同。尽管目前已经报道了许多用于鉴别肿块型胰腺炎和胰腺癌的方法[8-10],但对胰腺实性为主病变的鉴别诊断仍然十分困难，最可靠的诊断方法仍是组织病理学活检。

随着光谱CT的出现，引入一种新的影像学检查方法，可获得高信噪比(signal to noise ratio，SNR)的图像，并通过应用光谱CT的多参数成像技术为病变的鉴别诊断提供一种新思路，目前对胰腺良恶性病变鉴别诊断的相关研究主要围绕常规CT形态学特征，很少有研究采用常规CT和多种光谱图像综合分析病变形态学特征，对联合此形态学特征与光谱CT多定量参数进行鉴别诊断的研究更是十分罕见。双层探测器光谱CT实现了同源、同时、同向、同步的“四同”成像方式，是其他CT无法比拟的，其光谱数据可以一站式获取，无需额外的辐射剂量，并且数据准确性更高[11]。本研究旨在分析双层探测器光谱CT的多定量参数与形态学特征，进一步探讨双层探测器光谱CT对胰腺癌与肿块型胰腺炎的鉴别诊断价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性分析2019年12月至2022年7月怀疑胰腺病变并在本院行双层探测器光谱CT腹部增强检查的患者，共纳入83例胰腺肿块型病变性质明确且临床资料完整的患者作为研究对象。

纳入标准：经术后病理、随访观察明确肿块性质，部分肿块型胰腺炎病例诊断参考日本胰腺病学会参考标准[12]；患者影像、肿瘤标记物(CA19-9)及临床资料完备；均行光谱CT增强检查；排除标准：图像缺失、伪影过大或光谱数据包(spectral base image，SBI)缺失；病灶性质不明；CT检查前进行过手术等有创治疗。

1.2 检查方法及图像获取所有患者均行双层探测器光谱腹部CT增强扫描，采用螺旋光谱CT成像模式，管电压120kV，电流以自动毫安秒技术控制，旋转速度0.5s/r，螺距0.969，患者采用仰卧位进行检查，扫描范围从膈顶到双侧髂前上棘水平，扫描前10～15分钟嘱患者饮用1000mL水，并进行呼吸训练，经肘正中静脉注射对比剂碘克沙醇(320mgI/mL)后采用对比剂团注追踪技术进行扫描(剂量0.8～1.0mL/kg；流速3～3.2mL/s)，分别于扫描开始30s、70s时获得动脉期、静脉期图像，使用专用工作站(Philips IntelliSpace Portal)进行后处理，以0.9mm层厚进行重建获得光谱图像，包括动、静脉期常规 CT (120kVp)图像、40keV虚拟单能量图像、有效原子序数图及碘浓度图。

1.3 图像分析定量参数由1名具有5～10年影像诊断经验的医师采用感兴趣区域(region of interest，ROI)进行测量，测量时避开伪影、坏死区及大血管处，ROI应尽量位于病灶实性处，测量3次取平均值，并通过复制粘贴的方式使同一患者在不同光谱图像上ROI测量位置及大小保持一致，主要测量以下指标：动脉期和静脉期常规CT值(CT值常规)、40KeV虚拟单能量CT值(CT值40KeV)、有效原子序数值(effective atomic number Zeff)、标准化碘浓度值(normalizing iodine concentration NIC，NIC=IC病灶/IC主动脉)、能谱曲线斜率。

由另外两位腹部放射科医生(分别具有10年和20年以上的工作经验)在飞利浦专用工作站使用光谱软件观察以下图像的形态学特征：常规CT图像、虚拟单能量图像、碘浓度图、有效原子序数图像，综合分析是否存在边界不清、病灶坏死、胰管截断、胰胆管扩张、胰腺萎缩、血管侵犯的影像特征。出现分歧时由第三位高年资放射科医师(有30年的腹部影像诊断经验)诊断。所有观察者对病变性质、患者信息和其他影像学检查的结果均未知。

1.4 统计学方法定量资料采用Shapiro-Wilk检验行正态性检验，符合正态分布用表示，两组间比较采用students't 检验或校正t检验；符合偏态分布用M(P25,P75)表示，两组间比较采用Wilcoxon秩和检验。对于定性资料，两组间比较采用χ2检验或校正χ2检验，选择P＜0.05的变量纳入二元多因素Logistic回归，设定结果双侧P＜0.05具有统计意义。建立受试着工作特征曲线(receiver opearting characteristic，ROC)曲线,根据最大约登指数计算定量指标的最佳阈值，同时得出相应的敏感度和特异度，并计算曲线下面积(area under the curve，AUC)以评估诊断效能。所有统计分析均使用SPSS 26.0软件进行。

2 结果

共83例患者纳入研究，其中胰腺导管腺癌58例，男性38例，女性20例，慢性肿块型胰腺炎25例，男性18例，女性7例，两者均好发于男性，无统计学差异；胰腺癌患者的平均年龄(65.6±10.8)岁，大于慢性肿块型胰腺炎平均年龄(58.2±14.0)岁，存在统计学差异(P＜0.05)；胰腺癌中91.37%(53/58)的患者无胰腺炎病史，慢性肿块型胰腺炎中48.00%(12/25)的患者有胰腺炎病史，以及患者糖类抗原CA19-9水平，比较均存在统计学差异(P＜0.05)(见表1)。

表1 患者临床资料

两组间形态学特征比较：病灶局部坏死、胰管截断、周围血管侵犯差异具有统计学意义(P＜0.05)；两组间定量参数比较：增强扫描动、静脉期单能量40KeVCT值、标准化碘浓度值(NIC)、有效原子序数(Zeff)及能谱曲线斜率差异具有统计学意义(P＜0.05)；余两组间变量差异无统计学意义(见表2)。

表2 患者的定量参数及形态学特征比较

多因素Logistic回归分析结果示两组间胰腺炎病史、胰管截断、动脉期40KevCT值以及静脉期NIC值差异有统计学意义(P＜0.05)，以上变量可以作为诊断胰腺癌的独立预测因子(见表3)。受试者工作曲线(ROC)结果显示动脉期40KevCT值的AUC为0.880，截断值为111.05HU，静脉期NIC的AUC为0.853，截断值为0.41，将定性、定量变量相结合模型的AUC为0.989，特异度为94.8%，灵敏度为100%，(见表4，图1)。

图1 受试者工作曲线(ROC)分析示定性联合定量资料的预测概率曲线下面积(AUC)最大。

表3 多因素逻辑回归分析结果

表4 ROC曲线分析结果

3 讨论

肿块型胰腺炎是慢性胰腺炎的一种特殊类型，慢性胰腺炎症状隐匿,发病机制复杂,诊断难度大[15]，病理上表现为胰腺不同程度的纤维化和腺体萎缩[13-14]，其影像学特征为病变部位肿大或者局部肿块形成，与胰腺癌的影像学表现相似。将肿块型胰腺炎误诊为胰腺癌可能会给患者带来额外负担，导致不必要的手术介入，而将胰腺癌误诊为肿块型胰腺炎可能会导致延误手术治疗[15]。因此，肿块型胰腺炎和胰腺癌的鉴别诊断具有重要的临床价值。

双层探测器光谱CT的出现为二者的鉴别诊断提供了一种新方法，光谱CT具有“四同”优点，获得的能谱数据更加准确。我们的研究表明两组间年龄、胰腺炎史、病灶坏死、胰管截断、动脉侵犯、静脉侵犯、CA19-9值、动、静脉期40KevCT值、NIC值、有效原子序数值及能谱曲线斜率均存在统计学差异。本研究发现肿块型胰腺炎组的患者(48.00%)有过胰腺炎病史，高于胰腺癌组(8.62%)，胰腺癌组的患者年龄大于肿块型胰腺炎组，统计学差异不明显，还发现胰管截断、病灶坏死、血管侵犯(图2E)在胰腺癌中更常见，这与Ruan Z等人[16]的研究结果相符合。同时我们发现肿瘤标记物CA19-9胰腺癌组的数值要明显高于肿块型胰腺炎组。对于定量资料，我们发现两组病变动、静脉期常规CT值并无统计学差异，这是常规CT对二者鉴别困难的根本原因之一；胰腺炎组的动、静脉期40KeV CT值、NIC值、Zeff值、能谱曲线斜率绝对值均大于胰腺癌组(见图2A-2E、图3A-3E)，两组动、静脉期40KeVCT值、NIC值、Zeff值、能谱曲线斜率差异均有统计学意义，为两者的鉴别提供了更多有意义参数。

图2A-图2E 男性，76岁，上腹部憋胀不适半年，加重10余日就诊，经手术病理确诊为胰腺癌。图2A-2F 动脉期40Kev单能量图、静脉期40Kev单能量图、碘密度图、有效原子序数图；图2D 能谱曲线图，图2E 横断位MIP图显示病灶周围血管受侵、边缘毛糙、局部截断；矢状位显示病灶近端胰管截断。

图3A-图3E 男性，60岁，食欲下降、黄疸7天就诊，经手术病理确诊为肿块型胰腺炎。图3A-3C 动脉期40Kev单能量图、静脉期40Kev单能量图、碘密度图、有效原子序数图；图3D 为能谱曲线图，图3E 冠状位MIP图显示病灶周围血管显影良好，未见狭窄截断；矢状位显示胰管狭窄，未截断。

在多因素分析中，我们的研究表明，定性资料中无胰腺炎病史、胰管截断可以作为诊断胰腺癌的独立危险因素；对于定量资料，动脉40KeVCT值及静脉期NIC值是诊断胰腺癌的危险因素，动脉期差异可能是因为血流灌注导致，肿块型胰腺炎组织成分为肉芽肿，新生毛细血管分布相对较多，发病时间越短的病灶毛细血管数量越多，而胰腺癌的组织成分为肿瘤细胞与纤维组织[18]，对比剂注射后，动脉期即有差异，但区别不大，通过虚拟单能量技术可以加大二者CT值的差异；而静脉期NIC能很好地反映血管分布，胰腺癌通常伴有较多的致密纤维组织，所以二者在静脉期的NIC值差别更大，更加能反映病灶的纤维化程度，这与Lee S等[17]的研究结果一致。

综上所述，将光谱参数与形态学特征相联合分析可提高CT对胰腺癌与肿块型胰腺炎的鉴别诊断能力，为临床提供更多有价值信息，让患者得到最佳治疗，提高患者的生存率和生存质量。本研究有以下局限性：第一，样本量较少，慢性胰腺炎患者较多，但肿块型胰腺炎患者较少，后续的研究将继续增加样本量；第二，没有将其他检查(例如MRI、超声)纳入研究中，综合各种检查方法，可能会增加诊断准确率。