單源雙能CT能譜成像定量參數評估T2及T3期胃腺癌的價值

王學東，劉愛連，田士峰

胃癌是起源于胃粘膜上皮的惡性腫瘤，居于我國惡性腫瘤死亡率的第二位[1]。大量研究結果表明胃癌病灶的浸潤深度與臨床治療方案的選擇、療效的評估及腫瘤的復發和預后關系密切[2-3]。如今胃癌的分期和治療更加趨于個性化，術前準確的病理分期，不僅利于選擇最佳的治療方式，同時也避免了一些不必要的擴大根治手術，提高患者的預后。據日本學者提出的T2期胃癌的概率，認為T2期胃癌屬于中期胃癌，在病理角度上認為是初期的進展胃癌，是胃癌發生發展蔓延過程的一個節點，而T3期胃癌已屬于進展期胃癌。部分學者[4-5]研究發現，T2期胃癌的預后生存率明顯高于T3期(90.6% vs 52%)。中國臨床腫瘤學推薦，T3期及以上的胃癌需要使用術前新輔助化療，T2期胃癌不需要進行術前新輔助化療。日本臨床腫瘤學會[6]指出，通過CT將T2期胃癌誤診斷為T3期的比例大約為22.8%。因能譜CT具有物質分離、單能量圖像等多參數成像功能，Pan等[7]利用常規CT和能譜CT進行T分期的比較，結果也發現T1～T4各期準確率分別高出3.5%、6.9%、9.2%、8.0%，提示能譜CT成像的多定量參數能夠進行胃癌分期的相關診斷。因此，本研究擬探討雙能CT能譜成像的增強定量參數鑒別T2期和T3期胃癌的價值，為術前評估胃癌的分期情況提供新方法。

材料與方法

1．研究對象

回顧性分析2017年7月-2019年8月于本院經手術病理證實為T2或T3期的胃腺癌患者的病例資料，納入標準：①原發性胃腺癌患者，無胃腸道手術史，臨床病理資料完整、詳實，經術后病理證實為T2或T3期的胃癌患者；②無碘對比劑使用禁忌癥，術前均行單源雙能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。排除標準包括：①患者沒有辦法配合致使胃充盈欠佳；②術前已經進行放療或者化療。最終入組T2期胃癌19例，男15例，女4例，年齡51～83歲，平均66.6±8.2歲；T3期胃癌21例，男16例，女5例，年齡43～81歲，平均60.4±11.5歲。

2．檢查方法

患者檢查前3天禁服含重金屬藥物，并接受屏氣指導訓練，當日禁飲食，于檢查前20 min飲清水800～1000 mL，使胃充盈。采用GE Revolution單源雙能CT機行三期動態增強掃描，掃描范圍自膈頂至肝臟下緣。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80 mm，螺距0.992:1，轉速0.6～0.8 s/r，矩陣512×512，掃描及重組層厚和層間距均為1.25 mm，采用標準算法重建。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(拜耳藥業，350 mg I/mL)，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，由具一位有2年診斷經驗的住院醫師及一位具有10年腹部影像診斷經驗的主治醫師在互不知曉相關病理信息的前提下各自獨立測量。分別將三期增強掃描原始數據載入能譜成像分析軟件(GSI Viewer)。選擇腫瘤增厚的最大層面進行ROI的勾畫，ROI的大小大于病灶面積的2/3，同時避開大血管或因氣-液平面交界存在偽影區等部位。于相鄰3個層面各放置1個ROI后取平均值，并盡量保證各期圖像的ROI大小和位置一致。測量參數包括：①三期增強單能量CT值：包括40～70 keV的單能量CT值(間隔10 keV)；②IC值；③同層腹主動脈的IC值。計算各期病灶的標準化碘濃度(normalizing iodine concentration，NIC)，NIC=病灶IC值/ICA值。

4．統計學分析

結 果

1.一般資料結果

19例T2期胃癌和21例T3期胃癌具體資料見表1。

表1 T2期和T3期患者一般資料 (例)

2.觀察者測量結果的一致性

兩位觀察者測量T2和T3期胃癌各期參數結果見表2，數據的一致性均良好(ICC>0.75)。

表2 兩位觀察者測量結果及一致性檢驗結果

3．各期參數值比較

T3期胃癌靜脈期的40～70 keV CT 值、IC值、NIC值均高于T2期胃癌(P<0.05)；動脈期和平衡期各參數值差異無統計學意義(P>0.05)，見表3、圖1～2。

圖1 男，67歲，胃腺癌T2期。a～d)分別為靜脈期40、50、60、70 keV單能量圖像，顯示胃竇部胃壁增厚；e)為靜脈期碘偽彩圖，IC值為15.48×100ug/cm3，ICA值為48.71×100ug/cm3，NIC值為0.32。

4.各參數值對T2期和T3期胃癌鑒別診斷的效能評估

圖2 男，61歲，胃腺癌T3期。a～d)分別為靜脈期40、50、60、70keV單能量圖像，顯示胃竇部胃壁增厚；e)為靜脈期碘偽彩圖：IC值為29.86×100ug/cm3，ICA值為67.91×100ug/cm3，NIC值為0.44。

靜脈期各參數鑒別T2和T3期胃癌的AUC、界值、敏感度、特異度見表3、圖3，其中靜脈期NIC鑒別診斷兩組病灶的AUC最大(0.807)，診斷T3期胃癌的敏感度和特異度分別為61.9%和89.5%；通過logistic回歸，將靜脈期40 keV CT值和NIC值聯合診斷后AUC提高到0.822。Delong檢驗表明靜脈期40 keV CT和NIC值的聯合診斷AUC和IC值之間診斷效能差異具有統計學意義(Z=2.034，P=0.0419)，余兩兩之間差異均無統計學意義(P>0.05)。

圖3 靜脈期40～70keV單能量CT值、IC值、NIC值診斷T3期胃癌的ROC曲線，其AUC分別為0.744、0.734、0.729、0.721、0.714、0.807，40keV單能量CT值聯合NIC值診斷T3期胃癌的AUC為0.822。

表3 兩組病灶間各參數值結果比較

表3 靜脈期各參數值的AUC、界值、敏感度、特異度

討 論

目前，臨床上對于胃疾病的檢查主要包括胃鏡、胃鋇餐造影、CT、內鏡超聲和MRI。胃鋇餐造影簡單易行，患者無痛苦，是胃部疾病患者的首選檢查方法。胃鏡特別是電子胃鏡由于能在直視下動態觀察胃粘膜微小的病變，對胃腫瘤和非腫瘤性病變的鑒別尤其是早期胃癌的定性診斷獨具優勢。但是主要不足之處在于，對胃粘膜下以及漿膜外的病變往往難以發現或確認診斷，對于胃癌的分期往往敏感度較低。近年來，腔內超聲在胃腫瘤的診斷特別是在T1/T2期胃癌方面顯示出一定的優越性(敏感度87%)，但對于進展期胃癌的分期較困難；并且腔內超聲的準確性和操作者的經驗有很大的關系，故目前尚難以在臨床上廣泛應用。MRI相關序列在胃癌的應用一直受到限制，但是隨著技術的進步，可能會成為診斷胃腸道腫瘤更有效的成像技術[8]。隨著CT技術的發展，特別是口服對比劑的合理應用，使CT在胃腸道腫瘤分期的應用越來越廣泛。傳統CT對于胃癌的診斷和分期采用高峰期增強和容積掃描技術，根據胃壁的異常強化方式，結合多平面重建圖像可以來對胃癌進行分期。有學者[9]研究結果顯示傳統CT對于T2、T3期胃癌的診斷符合率較低。

能譜CT作為一種最新的CT技術，具有基物質成像、單能量成像等多定量參數，有望彌補常規CT的不足。單源雙能CT是以瞬切雙kVp為核心技術進行雙能掃描：即高壓發生器和球管在80 kVp和140 kVp間進行微秒級的瞬間切換，生成同源、同時、同向的“三同”能譜投影，不僅克服了患者和器官運動的影響，而且使原始數據空間的能譜分析成為可能。具有單能量成像、物質分離圖像等多參數綜合分析平臺，較常規CT能夠更好地顯示形態學變化，同時也可以通過多參數成像、多定量參數來評價胃癌的分期。既往國內外學者[10-11]均利用能譜CT的多定量參數發現T3和T4a期胃癌可以進行鑒別診斷，據國內學者[12-13]等發現T1期和T2～T3期胃癌利用能譜CT可以進行鑒別，Wang等[5]學者的研究結果證實利用組學模型可以進行T2期和T3期以上胃癌的鑒別，動脈期的符合率為75.3%～84.1%，靜脈期的符合率為61.6%～78.0%。但利用能譜CT成像對T2和T3期胃癌的鑒別診斷尚未見相關報道。

本研究結果顯示，T3期胃癌的靜脈期在40～70 keV單能量下CT值較T2期胃癌高，能量水平越低其間差異越明顯，分析其原因可能是由于低能量keV成像硬化偽影較小，可以提供較好的對比噪聲比，能夠加大胃癌和正常胃壁的對比，便于病灶的顯示；臨床研究也證實，低能量圖像可以顯示出更微弱的對比劑強化，這正是因為病灶和背景實質之間的對比噪聲比的提高，單能量圖像提供了比傳統復合能量CT成像更加可靠的CT值。因此本研究結果也表明鑒別T2和T3期胃癌的最大診斷效能是在40 keV單能量圖像下。臨床最常用的基物質成像圖像是碘水圖，因為碘水圖可以評估碘的分布，增加組織對比和放大正常和異常組織間的微弱衰減差別。據李蕊等[14]研究結果發現，胃壁受侵的深度不同，各層的碘濃度亦不相同，與本研究的結果相一致，表明碘濃度具有判斷胃癌的浸潤深度的潛能。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AUC均高于IC。T3期胃癌和T2期胃癌可以在靜脈期進行鑒別診斷，分析其原因，可能是由于動脈期的NIC主要反映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，說明胃癌在增強掃描時靜脈期強化更為明顯[25]，與本文的研究結果一致。病理基礎可能是由于胃癌的腫瘤細胞主要是腺體的異型增生。雖然腫瘤細胞是以動脈供血為主，但是腫瘤細胞結構往往比較紊亂，毛細血管網也非常復雜，局部血流較正常組織緩慢，對比劑通過的時間也會較長，所以動脈期強化不明顯，而靜脈期時對比劑已經大量進入，此時強化較明顯。與Wang等[5]學者利用組學模型得出的結果不太一致，分析原因可能是：病例數、研究方法和儀器的不同，同時本研究病例數較少，統計結果不具有代表性，因此需要大樣本進一步證實。同時聯合靜脈期的40 keV單能量CT值和NIC值可以進一步提高診斷效能和敏感度。

T3期胃癌的靜脈期40～70 keV單能量的CT值、IC值、NIC值均高于T2期胃癌，靜脈期最佳單能量CT值和NIC聯合可以獲得更高的診斷效能，提示能譜CT成像多定量參數可以進行術前的精確分期，具有一定臨床應用價值。