雙能量CT評估喉癌喉軟骨侵犯的臨床價值

李淑娟，韓 丹，魯仁財，江 杰，張 夏，沈莎莎，趙 衛

（昆明醫科大學第一附屬醫院醫學影像科，云南 昆明 650032）

喉癌是頭頸部第二常見的惡性腫瘤[1]，準確的腫瘤分期是選擇治療方法的重要因素。喉部軟骨侵犯是導致分期錯誤最常見的原因[2-3]。目前喉癌的術前分期主要依賴影像檢查。常規CT檢查可為臨床提供有價值的解剖學信息，幫助制定手術計劃，但未發生骨化的喉軟骨CT值與腫瘤組織相似，會導致假陽性結果。雙能量CT碘圖較常規CT更好觀察軟骨形態，碘濃度能準確分析輕微強化的病灶，能譜曲線斜率值可獲得有關組織化學成分的信息，實現對物質成分的識別[4-6]。目前，CT雙能量技術在頸部腫瘤的研究較多，評估喉癌喉軟骨侵犯的研究極少。因此，本研究旨在探討雙源CT雙能量成像技術在評估喉癌喉部軟骨侵犯的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2013年1月—2016年12月在我院行雙源CT雙能量頸部掃描，并經手術病理證實的喉癌患者60例。其中單側喉軟骨侵犯，對側喉軟骨正常者28例；喉癌無喉軟骨侵犯者32例。男56例，女4例，年齡 41～73 歲，平均（59.3±12.3）歲。所有患者檢查前均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

采用 Siemens雙源 CT（Somatom Definition，Siemens Healthcare，Forchheim，Germany）掃描儀。掃描范圍自舌骨會厭上緣至環狀軟骨下緣，頭-足位掃描。平掃后經肘靜脈注射對比劑碘普羅胺（320 mgI/mL）行雙能量增強掃描，總量 1.0 mL/kg，流率3.0mL/s，后跟生理鹽水30mL。A球管電壓100kV，B球管電壓Sn 140 kV，開啟CARE Dose 4D，雙能融合系數0.5，螺距0.8，轉速0.33，動脈期行自動觸發掃描，監測層面為頸動脈分叉層面，觸發閾值為100 HU，延遲5 s掃描，靜脈期于動脈期結束后20 s掃描。平均照射劑量為（2.59±0.03）mSv。

1.3 圖像后處理與分析

Liver VNC、Monoenergetic軟件（Siemens MMWP version2008A）得到動、靜脈期碘圖及能譜曲線圖，分別測量感興趣區（Region of interest，ROI）動、靜脈期碘濃度，能譜曲線斜率（K）=40～100 keV CT 值/60。根據ROI位置分為3組：A組為腫瘤組織（病灶軟組織實性部分）、B組為受侵軟骨（病理證實喉軟骨受侵犯處，相對于對側無受侵軟骨相應區域）、C組為正常軟骨（喉癌無喉軟骨侵犯者），測量三組平掃和增強動、靜脈期CT值。由2名頭頸影像的高年資主治醫師對常規圖像及碘圖上顯示喉癌是否喉軟骨侵犯進行判斷，若意見不統一，經協商后達成一致。ROI面積2～4 mm2，測量3次取均值，測量時避開壞死、喉軟骨骨化及偽影區。

1.4 評價標準

碘圖軟骨侵犯CT診斷標準為硬化（軟骨密度增加）、裂解、侵蝕和外咽腫瘤擴散[7]。靈敏度=真陽性人數/（真陽性人數+假陰性人數）×100%，特異度=真陰性人數/（真陰性人數+假陽性人數）×100%。

1.5 統計學方法

采用SPSS 21.0軟件包，碘圖形態學采用χ2檢驗，計量資料以±s表示，三組間平掃和增強動、靜脈期CT值，動、靜脈期碘濃度，能譜曲線斜率值采用單因素方差分析及Wilcoxon秩和檢驗，均以P＜0.05為差異有統計學意義。對各組間差異有統計學意義的參數進行ROC曲線分析并計算曲線下面積（Area under curve，AUC）。

2 結果

2.1 碘圖與常規增強圖對軟骨侵犯的診斷比較

見表1。采用χ2檢驗，軟骨硬化（6例）、腫瘤喉外侵犯（16例）靈敏度及特異度二者差異無統計學意義（P＞0.05）。軟骨裂解（7 例）、侵蝕（12 例）碘圖優于常規CT圖像，差異有統計學意義（P＜0.05，圖1，2）。

表1 常規增強圖像與碘圖對喉軟骨侵犯診斷結果比較

2.2 三組各期相CT值比較

見表2。平掃、動脈期、靜脈期腫瘤、受侵軟骨、正常軟骨CT值，三組單因素方差分析差異有統計學意義（P＜0.05），表明三組間CT值存在差異。進一步兩兩比較，不同期相腫瘤與受侵軟骨CT值差異無統計學意義（P＞0.05），受侵軟骨與正常軟骨CT值差異有統計學意義（P＜0.05）。表明腫瘤與受侵軟骨不同期相CT值無差異，受侵軟骨與正常軟骨不同期相CT值存在差異。

表2 不同期相三組間CT值比較（HU）

2.3 三組各期相能譜斜率比較

見表3。腫瘤、受侵軟骨、正常軟骨動脈期、靜脈期K值采用單因素方差分析差異有統計學意義（P＜0.05）。進一步兩兩比較，動、靜脈期各組間K值差異有統計學意義（P＜0.05，圖 3～8）。

2.4 三組不同期相碘濃度的比較

見表4。腫瘤、受侵軟骨、正常軟骨三者間動、靜脈期碘濃度差異有統計學意義（P＜0.05），表明三者間不同期相碘濃度不一致。進一步兩兩比較，動、靜脈期各組間碘濃度差異有統計學意義（P＜0.05），表明三者不同期相碘濃度均存在差異。

表3 不同期相三組間斜率比較

表4 不同期相三者間碘濃度兩兩比較（mgI/mL）

2.5 不同期相CT值、碘濃度、能譜曲線斜率診斷喉癌軟骨侵犯的效能分析

CT值AUC平掃0.064、動脈期0.265，靜脈期0.192，均＜0.5。能譜曲線斜率動脈期AUC=0.970，診斷閾值1.09，敏感度88.9%，特異度100%。靜脈期AUC=0.944，診斷閾值 0.95，敏感度 81.5%，特異度96.3%。碘濃度動脈期AUC=0.995，診斷閾值1.05，敏感度92.6%，特異度100%，靜脈期AUC=0.905，診斷閾值 0.75，敏感度 77.8%，特異度 88.9%（圖 9～11）。

3 討論

喉癌術前明確腫瘤侵犯的范圍和分期對臨床治療方案的選擇有重要價值。不精確的腫瘤分期可能導致許多患者喉部器官不能保留，喉功能散失，對患者生活質量造成極大影響。治療前明確喉軟骨有無侵犯決定手術方案的選擇，也是評估患者預后的重要依據。軟骨破壞會影響放療成功率，并且是保留喉發音功能的禁忌癥[8]。Becker等[9]認為MRI比CT檢測軟骨侵犯更敏感，然而，腫瘤周圍炎癥在MRI的表現常和軟骨侵犯相似，導致一些假陽性結果，使得MRI檢測軟骨侵襲的特異性只有56%～65%[7]。以往的研究[10-13]喉癌軟骨侵犯常常是不同影像檢查方法對于軟骨形態的判斷，靈敏度及特異度均較低，Kuno等[2]利用碘圖對比常規CT圖像判斷喉癌軟骨侵犯的靈敏度及特異度，得出碘圖較常規CT圖像具有優勢，但并未對具體的定量參數值進行比較。雙能技術碘圖是對增強后碘成分提取得到的碘物質密度成像，獲得碘的空間分布[14]，能直觀反映病變內碘濃度差異，定量測量病灶內碘濃度，并且能準確分析輕微強化的病灶[15]。能譜曲線可通過計算斜率，實現對物質成分的識別，實現定量分析[16-18]。

圖1 動脈期常規增強右側甲狀軟骨似見骨質破壞。圖2 動脈期碘圖可見右側甲狀軟骨骨質形態完整，未見破壞，腫瘤與右側甲狀軟骨見脂肪間隙尚清晰，碘圖較常規CT圖像判斷軟骨侵犯更具優勢。圖3～8 圖3～5：喉癌右側甲狀軟骨侵犯動脈期圖像。圖6～8：喉癌左側甲狀軟骨無侵犯動脈期圖像。圖4，7：能譜曲線顯示受侵軟骨較未受侵軟骨陡，受侵軟骨K值為1.83大于未受侵軟骨K值為0.61。圖5，8：受侵軟骨碘含量（2.3 mgI/mL）高于未受侵軟骨（0.3 mgI/mL），但均低于腫瘤組織。Figure 1. Conventional enhancement image in the arterial phase:bone destruction of the right thyroid cartilagee. Figure 2. Arterial iodine map:the right thyroid cartilage bone morphology,no damage,tumor and the right thyroid cartilage see fat gap is still clear,iodine maps than conventional CT image judgment of cartilage invasion has more advantages. Figure 3～8. Figure 3～5:The arterial phase images:laryngeal carcinoma of the right thyroid cartilage invasion.Figure 6～8:The arterial phase images:left laryngeal thyroid cartilage invasion.Figure 4,7:The spectrum curve slope of the invasive cartilage is 1.83 larger than that of the untreated cartilage 0.61.Figure 5,8:Invasive cartilage iodine content(2.3 mgI/mL)is higher than the non-invasive cartilage(0.3 mgI/mL),but lower than the tumor tissue.

圖9 平掃、動脈期、靜脈期CT值ROC曲線。圖10 動、靜脈期能譜曲線斜率ROC曲線。圖11 動、靜脈期碘濃度ROC曲線，CT值ROC曲線下面積小于0.5，能譜曲線斜率及碘濃度ROC曲線下面積均大于0.5，其中動脈期碘濃度ROC曲線下面積最大，為0.995。Figure 9. Plain scan,arterial and venous phase CT ROC curve. Figure 10. Arterial and venous phase spectrum curve of ROC curve slope. Figure 11. ROC curve of iodine concentration in arterial and venous phase,the CT value of the area under the ROC curve is less than 0.5,energy spectrum curve slope and the area under the ROC curve of iodine concentration was greater than 0.5,the area under the ROC curve of iodine concentration in arterial phase,0.995.

本研究顯示碘圖診斷軟骨裂解及侵蝕較常規圖像敏感，但在評價喉軟骨硬化、外咽腫瘤擴散二者無明顯差異。因為碘圖可直觀顯示組織碘含量，勾畫出病灶的大體形態及范圍，硬化的喉軟骨不含碘，在顯示喉軟骨硬化并不優于常規圖像，并且不同年齡段、不同個體喉軟骨骨化表現形式不同，正常喉軟骨也會出現一側軟骨皮質骨化而另一側軟骨皮質不骨化的現象[19]，軟骨的早期骨化可能會被誤認為軟骨硬化，導致過度估計軟骨侵犯[7]。所以，不能依據喉軟骨雙側皮質骨化不對稱來判斷喉軟骨受侵，硬化常作早期喉軟骨受侵的一個預測性征象并非絕對征象[20]。增強腫瘤、受侵犯軟骨均含有碘，而正常軟骨組織幾乎不含碘，碘圖正常軟骨顯示為無碘分布區，可較準確判斷軟骨的完整性及連續性。喉軟骨溶解、侵蝕的顯示也優于常規圖像，所以碘圖可提高喉癌喉部軟骨侵犯診斷的特異性，而不降低靈敏度[21]。

平掃、動脈期、靜脈期受侵軟骨與正常軟骨CT值有差異，ROC曲線下面積均小于0.5，說明不同期相CT值對于判斷喉軟骨是否受侵無明顯診斷價值，與文獻報道一致[19-21]。動脈期、靜脈期腫瘤碘含量均高于受侵軟骨，分析原因可能：①受侵軟骨中含有部分裂解軟骨成分，裂解軟骨不含碘，因此受侵軟骨中測得的碘含量較腫瘤低；②受侵軟骨組織中新生血管少，而腫瘤組織中以含有較多腫瘤生成血管，導致受侵軟骨碘含量低于腫瘤。動脈期碘濃度判斷喉癌軟骨侵犯的敏感度及特異度均高于靜脈期碘濃度，可能是因為動脈期腫瘤及受侵軟骨碘含量均高于靜脈期，造成動脈期腫瘤、受侵軟骨與未受侵軟骨碘含量之間的差異較靜脈期大。腫瘤、受侵軟骨、正常軟骨動脈期、靜脈期能譜曲線均為下降型，正常軟骨曲線較腫瘤及受侵軟骨平緩，三者斜率值均有差異，腫瘤＞受侵軟骨＞正常軟骨，動脈期斜率較靜脈期敏感度及特異度稍高。因此，動、靜脈碘濃度及能譜曲線斜率值對于判斷喉癌喉軟骨侵犯均有一定意義。

本研究通過雙能量技術獲得碘圖，并測量碘濃度及能譜曲線斜率值，為喉癌治療前CT診斷喉軟骨有無侵犯提供了新的研究方向。不足之處在于病例數較少，未對不同部位軟骨侵犯進行分組研究，未能具體對軟骨侵犯的形式及范圍分組進行比較，有待進一步擴大樣本量，并在后續研究中完善。