單源雙能CT能譜分析定量參數預測胃間質瘤Ki-67表達的可行性研究

王學東，劉愛連，田士峰，孫旭，楊偉萍，陳安良

胃間質瘤(gastric stromal tumor，GST)細胞增殖抗原Ki-67是其生物學預后因子，反映GST細胞的增殖狀態[1]。據Liu等[2]的大宗樣本調查結果顯示，GST Ki-67的表達指數越高，意味其復發概率的增高，同時Ki-67表達指數較高時患者的生存率也相應降低。目前，臨床醫生正在嘗試根據GST的Ki-67表達情況進行分子靶向藥物的輔助治療或者新輔助治療[3]。然而，Ki-67的表達情況多在術后經免疫組織化學分析而獲得，若有術前對其表達情況進行評估，間接判斷GST細胞增殖情況的方法，對于指導臨床治療方案的合理制定，預判患者的預后具有積極意義。單源雙能CT能譜成像具有多參數成像的特點，既往研究已證實碘濃度(iodine concentration，IC)等能譜參數與肺浸潤性腺癌、直腸癌的Ki-67表達具有一定相關性[4-5]。本研究擬探討單源雙能CT能譜成像的多定量參數與GST Ki-67表達的相關性，為術前評估GST的細胞增殖能力提供新方法。

材料與方法

1.研究對象

回顧性分析2012年1月-2018年12月本院經手術病理證實的GST患者的病例資料。納入標準：①原發性GST，無胃腸道手術史，臨床病理資料完整、詳實，術后免疫組化指標包含Ki-67；②無碘對比劑使用禁忌癥，術前行單源雙能CT三期動態增強能譜掃描；③呼吸狀態平穩，圖像質量良好；④病灶直徑大于1 cm。最終入組28例患者，其中男11例，女17例，年齡34～81歲，平均(62.4±12.5)歲。GST患者的臨床癥狀和CT表現見表1。

2.檢查方法

患者檢查前3 d禁服含重金屬藥物，并接受屏氣指導訓練，當日禁飲食，檢查前20 min飲清水800～1000 mL，使胃充盈。采用GE Discovery HD 750單源雙能CT機行平掃和三期動態增強掃描，掃描范圍自膈頂至恥骨聯合下緣。掃描參數：GSI掃描模式，管電壓80 kVp和140 kVp瞬時切換，管電流375 mAs，探測器寬度40 mm，螺距1.375:1，轉速0.6～0.8 s/r，矩陣512×512，掃描層厚和層間距均為5 mm，采用標準算法重建，重建層厚及層間距均為5 mm。平掃后采用歐立奇雙筒高壓注射器于肘正中靜脈團注碘普羅胺注射液(350 mg I/mL，拜耳藥業)，流率4.0 mL/s，劑量1.5 mL/kg。于注藥后28 s行動脈期掃描，延遲60 s行靜脈期掃描，延遲120 s行平衡期掃描。

3.圖像處理與數據分析

將三期增強掃描圖像數據傳輸至ADW4.6工作站，由筆者及一位具有10年腹部影像診斷經驗的主治醫師在不知曉相關免疫組化信息的前提下各自獨立測量。分別將三期增強掃描70 keV圖像載入能譜成像分析軟件(GSI Viewer)。選擇病灶最大層面，于病灶強化均勻的實質區域勾畫ROI，避開壞死囊變和鈣化(參考平掃圖像)區，ROI大小盡可能包含病灶實質區，于相鄰3個層面各放置1個ROI后取平均值，并保持各期圖像的ROI大小和位置的一致。之后將能譜數據導出，獲得Excel形式的表格，其內容包括三期增強40～140 keV的單能量CT值、IC值。而后在碘基圖病灶同層主動脈放置圓形ROI，其大小約為主動脈面積的2/3，記錄三期主動脈碘基值(ICA值)，并計算各期病灶的標準化碘濃度(normalizing iodine concentration，NIC)，NIC=病灶IC值/ICA值(圖1、2)。

圖1 男，69歲。a～d)40～70 keV單能量橫軸面圖(增強掃描動脈期)；e～h)40～70 keV單能量橫軸面圖(增強掃描靜脈期)：胃小彎部軟組織腫塊，突向腔外生長，大小約6.5 cm×6.0 cm×4.0 cm；i)為動脈期碘偽彩圖：IC值為8.71 100ug/cm3，ICA值為110.8 100ug/cm3，NIC值為0.079；j)為靜脈期碘偽彩圖:IC值為10.29 100ug/cm3，ICA值為35.89 100ug/cm3，NIC值為0.29；k)Ki-67表達指數約1%(×200)。

4.Ki-67表達的測定

Ki-67表達定位于腫瘤細胞核內，判定其表達陽性的標準為腫瘤細胞胞漿內出現清晰的棕黃色顆粒，并且著其色程度高于非特異染色背景。由兩位病理科醫師在200倍視野下隨機取10個視野，以各視野腫瘤陽性百分比的平均值作為最終Ki-67的表達指數。按照Liu等[2]的標準，Ki-67表達指數>6%為高表達組，≤6%為低表達組。

5.統計學分析

結 果

1.一般資料結果

28例患者Ki-67高表達組11例，低表達組17例，具體資料見表1。

表1 Ki-67高、低表達組患者一般資料

2.觀察者測量結果的一致性

動脈期的IC值和平衡期的NIC值不符合正態分布，余各期參數均符合正態分布。兩位觀察者測量Ki-67高、低表達組各期參數結果見表2，數據的一致性均較好(ICC>0.75)。

表2 兩位觀察者測得的各參數值的一致性

3.兩組病灶各期各參數值比較

Ki-67高表達組在動脈期和靜脈期的40～70 keV CT 值、IC值、NIC值均大于Ki-67低表達組(P<0.05)，兩組間在平衡期各參數值差異均無統計學意義(P>0.05)，見表3。

表3 兩組病灶間各參數值以及比較結果

4.各參數值對Ki-67高、低表達組鑒別診斷的效能

動、靜脈期各參數鑒別Ki-67高、低表達組的AUC、界值、敏感度、特異度見表4和圖3，其中靜脈期NIC鑒別診斷兩組病灶的AUC最大(0.904)，診斷Ki-67高表達組GST的敏感度和特異度分別為90.9%和82.4%。

表4 各參數的診斷效能

圖3 a)動脈期40～70 keV單能量CT值、IC值和NIC值診斷胃間質Ki-67高表達組的ROC曲線，其AUC分別為0.807、0.807、0.818、0.807、0.824、0.866；b)靜脈期40～70 keV單能量CT值、IC值和NIC值診斷胃間質Ki-67高表達組的ROC曲線，其AUC分別為0.781、0.765、0.749、0.717、0.840、0.904。

5.各參數值與Ki-67 表達指數相關性分析

動脈期和靜脈期的40～70 keV CT 值、IC值、NIC值與Ki-67表達指數呈正相關，靜脈期NIC的相關系數最高(r=0.860)，見表5。

表5 各參數值與Ki-67表達指數相關性

討 論

隨著對腫瘤疾病發病機制不斷深入的研究，參與腫瘤細胞增殖及周期調控機制的因子已成為臨床醫學研究的熱點[6-7]，Ki-67是其中具有代表性的因子之一。作為具有可測性的單克隆抗體增殖標志物，Ki-67反映了腫瘤細胞增殖活性，并與腫瘤惡性程度有相關性，對評估腫瘤預后、指導后續治療也具有積極意義[8-10]。對于GST而言，Ki-67表達指數定量反映其在GST中的表達情況，是評估GST生物學行為、判斷GST預后的有效指標[11]。目前，利用PET-CT的SUVmax值對GST Ki-67表達情況進行評價已見報道[12]，但PET-CT的檢查費用相對較高，臨床普適性較低，且輻射劑量相對較高。單源雙能CT是以瞬切雙kVp為核心技術進行雙能掃描，具有單能量成像、物質分離圖像等多參數綜合分析平臺，為腫瘤定性、判斷組織血供情況等提供更為豐富的信息。既往國內學者張學凌等[13]研究了單源雙能CT多參數與GST危險度分級的相關性。但利用單源雙能CT多定量參數評估GST Ki-67表達情況的研究未見報道。

圖2 男，59歲。a～d)40～70 keV單能量橫軸面圖(增強掃描動脈期)；e～h)40～70keV單能量橫軸面圖(增強掃描靜脈期)：病灶位于胃底大彎側后壁，突起胃腔內生長，大小約3.5 cm×4.0 cm×3.0 cm；i)動脈期碘偽彩圖，IC值為15.71×102ug/cm3，ICA值為129.47×102ug/cm3，NIC值為0.12；j)靜脈期碘偽彩圖，IC值為11.65×102ug/cm3，ICA值為36.32×102ug/cm3，NIC值為0.32；k)Ki-67表達指數約10%(×200)。

由于單源雙能CT的低能量水平圖像可增加組織間對比度，而高能量水平圖像由于硬化偽影減小而導致組織對比的減弱[14]，因此本研究僅選取40～70 keV低能量水平的單能量圖像進行分析，旨在更好地體現單能量圖像的優勢。本研究結果顯示，GST Ki-67高表達組的動、靜脈期在40～70 keV單能量下CT值較低表達組高，能量水平越低其間差異越明顯，分析其原因，隨著Ki-67表達指數的升高，GST增殖活躍程度增加，Ki-67同時誘導腫瘤新生血管生成[15]，引起微血管密度增加，GST攝碘能力隨之增加[16]，進而導致Ki-67高表達組的單能量CT值高于低表達組。本研究結果顯示GST動、靜脈期40～70 keV CT值與Ki-67呈正相關，且隨著能量水平的降低，相關性逐漸增加，提示單源雙能CT低能量下的單能量CT值可對GST的Ki-67表達進行準確評估。由于物質在不同能量水平的衰減不同，在某一能量水平兩種病灶之間的衰減差異可以達到最大，這一能量水平就是鑒別兩病灶的最佳單能量[17]，較低單能量水平雖然可以提高圖像的密度分辨力，但同時也存在著較大的噪音。本研究結果表明在動脈期的60 keV單能量圖像下鑒別高、低表達組的診斷效能最大。

單源雙能CT可以通過基物質分離技術獲得兩種任意基物質對圖像，其中碘和水是最常用的基物質對。碘作為對比劑中的主要成分其濃度的變化可以用來間接反映腫瘤、組織微循環狀態的改變。Kaltenbach等[18]指出基于碘基圖的物質分離得到組織中的碘含量可作為腫瘤血管的標志物。本研究結果顯示，動、靜脈期Ki-67高表達組的IC值均高于低表達組，體現了GST的血供、攝碘能力隨Ki-67表達指數的增高而增加。同時，為了消除不同個體之間注入對比劑的總劑量、個體循環差異、病灶累及范圍等因素的影響，本研究以病灶相同層面腹主動脈的碘濃度值作為參考，獲得了NIC，結果表明NIC的效能均高于IC。GST在動脈期和靜脈期的Ki-67表達指數均與IC、NIC呈正相關，且靜脈期的相關性更高，分析其原因，動脈期的NIC主要反映GST毛細血管密度和血供情況，靜脈期的NIC主要反映血管內和血管外血供的流動和對比劑的滯留情況[19]，表明GST在增強掃描時靜脈期強化更為明顯，和既往He等[20]研究結果相符。

本研究具有一定的局限性：首先，樣本量較少，有待進一步擴大樣本量進行研究；其次，ROI的放置區域未能做到和免疫組化取材區完全對照。

綜上所述，GST Ki-67高表達組、低表達組的40～70 keV單能量的CT值、IC值、NIC值與Ki-67表達指數存在相關性，提示單源雙能CT綜合分析平臺多定量參數可以作為無創評估GST細胞增殖情況的有效手段，具有一定臨床應用價值，靜脈期的NIC為最佳參數。