不同勾畫感興趣區(qū)方法鑒別腎富血供良、惡性小腫瘤

王 旭，宋 歌，石 磊，黃潔惠，江海濤

[中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院(浙江省腫瘤醫(yī)院)放射科，浙江 杭州 310022]

腎腫瘤是泌尿系常見腫瘤[1]。腎細(xì)胞癌(renal cell carcinoma，RCC)約占所有腎腫瘤的90%[2]，尤以富血供的腎透明細(xì)胞癌(clear cell renal cell carcinoma, CCRCC)最為常見[3]，部分腎嫌色細(xì)胞癌(chromophobe cell renal carcinoma，CCRC)也可呈現(xiàn)富血供強(qiáng)化方式[4]。腎血管平滑肌脂肪瘤(angiomyolipoma，AML)和腎嗜酸細(xì)胞腺瘤(renal oncocytoma，RO)是最常見的良性腎腫瘤，乏脂肪型AML(AML with minimal fat, MFAML)和RO均為富血供[5-6]，具有與CCRCC及CCRC相似的強(qiáng)化方式，術(shù)前正確鑒別良惡性腎腫瘤具有重要臨床意義[7-8]。增強(qiáng)CT通過定量測定腫瘤強(qiáng)化程度鑒別其良惡性，但各研究[6,8-12]間定量測定方法各異，結(jié)果亦不一致。本研究探討不同勾畫ROI方法對于鑒別富血供腎腫瘤的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2015年9月—2019年3月88例于中國科學(xué)院大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院就診的腎原發(fā)腫瘤患者，男42例，女46例，年齡13～77歲，平均(53.2±10.8)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)手術(shù)病理證實的腎原發(fā)腫瘤，且腫瘤最大截面直徑≤4 cm；②接受腎臟雙期增強(qiáng)掃描，且有層厚1 mm薄層重建圖像；③CT平掃未檢出明顯脂肪密度；④增強(qiáng)掃描皮質(zhì)期或?qū)嵸|(zhì)期腫瘤實性部分CT值≥90 HU，且與平掃CT值差值≥50 HU[9]；⑤無明顯臨床癥狀或僅有輕度腰部疼痛不適。排除圖像質(zhì)量不佳者。88例中，60例CCRCC、2例CCRC、24例MFAML和2例RO，均為單側(cè)單發(fā)病灶；以CCRCC和CCRC為RCC組(n=62),MFAML和RO為良性組(n=26)。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Definition flash 64排螺旋CT行腹部掃描，范圍自膈頂至髂嵴水平，管電壓120 kV，管電流自動控制，層厚5 mm，層間距5 mm，重建層厚1 mm。于平掃后以流率4.5 ml/s注射非離子型對比劑(碘普羅胺，370 mgI/ml)1.5 ml/kg體質(zhì)量，延遲約20～30 s、60～75 s行增強(qiáng)掃描，分別得到皮質(zhì)期及實質(zhì)期圖像。

1.3 圖像分析 由2名有8年以上腹部影像學(xué)診斷經(jīng)驗的主治醫(yī)師采用雙盲法閱片，觀察腫瘤表現(xiàn)，包括位置、最大徑、生長方式(內(nèi)生/外生)、囊變或壞死、假包膜、楔形征及強(qiáng)化均勻性，意見不一致時經(jīng)討論決定。于皮質(zhì)期軸位薄層圖像(層厚1 mm)上分別采用傳統(tǒng)方法(traditional ROI, tROI)及小ROI(small ROI, sROI)法，盡量避開腫瘤內(nèi)明顯壞死/囊變區(qū)、鈣化及血管走行區(qū)和腫瘤邊緣放置圓形或橢圓形ROI，測量腫瘤及同側(cè)強(qiáng)化均勻腎皮質(zhì)CT值，選取3個相鄰層面，每個層面測量2次，取2名醫(yī)師測量結(jié)果的均值為最終結(jié)果；并參照皮質(zhì)期于平掃及實質(zhì)期圖像上放置相同大小ROI，測量相應(yīng)CT值。tROI法將ROI置于腫瘤實性部分強(qiáng)化最明顯區(qū)域，面積50～100 mm2，>強(qiáng)化最明顯區(qū)；sROI法僅包括腫瘤實質(zhì)部分強(qiáng)化最明顯區(qū)域，面積10～20 mm2，盡量與該區(qū)域一致(圖1)。分別計算皮質(zhì)期和實質(zhì)期不同ROI腫瘤凈強(qiáng)化值及相對強(qiáng)化值。凈強(qiáng)化值=腫瘤CT值皮質(zhì)期/實質(zhì)期-腫瘤CT值平掃，相對強(qiáng)化值=腫瘤CT值皮質(zhì)期/實質(zhì)期-腎皮質(zhì)CT值皮質(zhì)期/實質(zhì)期。

圖1 勾畫病灶ROI示意圖 黃色為tROI，面積73.14 mm2，藍(lán)色為sROI，面積13.13 mm2

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 26.0統(tǒng)計分析軟件。以組內(nèi)相關(guān)系數(shù)(inter-class correlation coefficient，ICC)評價不同醫(yī)師采用2種ROI法測量結(jié)果的一致性。以±s表示符合正態(tài)分布的計量資料，行獨立樣本t檢驗；對計數(shù)資料行χ2檢驗。繪制組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)鑒別RCC與良性腫瘤的受試者工作特征(receiver operating characteristic，ROC)曲線，評價其診斷效能，計算曲線下面積(area under the curve，AUC)，以DeLong檢驗進(jìn)行比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 組間一般資料及CT征象比較 RCC患者多為男性(34/62)，良性組患者多為女性(18/26，P=0.039)。相比良性組，RCC組假包膜(22/62)及囊變/壞死(31/62)較多見，楔形征(5/62)較少見，腫瘤強(qiáng)化多不均勻(44/62)(P均<0.05)。組間年齡、病灶最大徑、位置及生長方式差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

表1 RCC組與良性組患者一般資料及CT征象比較

2.2 組間tROI法及sROI法測量參數(shù)比較 2名醫(yī)師以tROI法測量的皮質(zhì)期及實質(zhì)期CT參數(shù)一致性的ICC分別為0.923及0.902(P均<0.001)，以sROI法測量的皮質(zhì)期及實質(zhì)期CT參數(shù)一致性的ICC分別為0.889及0.894(P均<0.001)。tROI法測量的RCC組皮質(zhì)期凈強(qiáng)化值及相對強(qiáng)化值均高于良性組(P均<0.05)，組間其余CT參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表2；sROI法測量的RCC組各CT參數(shù)均高于良性組(P均<0.05)，見表3。

表2 tROI法測量RCC組與良性組CT參數(shù)結(jié)果(HU,±s)

表2 tROI法測量RCC組與良性組CT參數(shù)結(jié)果(HU,±s)

組別皮質(zhì)期CT值實質(zhì)期CT值皮質(zhì)期凈強(qiáng)化值實質(zhì)期凈強(qiáng)化值皮質(zhì)期相對強(qiáng)化值實質(zhì)期相對強(qiáng)化值RCC組(n=62)166.79±41.21107.07±21.64134.66±41.4874.94±21.98-24.74±37.53-41.67±24.30良性組(n=26)149.42±29.28105.44±18.62108.81±29.4764.83±21.26-45.07±34.15-50.66±21.48t值1.9500.3362.8831.9862.3781.636P值0.0540.7380.0050.0500.0200.106

表3 sROI法測量RCC組與良性組CT參數(shù)結(jié)果(HU,±s)

表3 sROI法測量RCC組與良性組CT參數(shù)結(jié)果(HU,±s)

組別皮質(zhì)期CT值實質(zhì)期CT值皮質(zhì)期凈強(qiáng)化值實質(zhì)期凈強(qiáng)化值皮質(zhì)期相對強(qiáng)化值實質(zhì)期相對強(qiáng)化值RCC組(n=62)223.25±45.46129.47±25.26188.48±46.8194.70±26.6831.91±35.9519.28±19.84良性組(n=26)177.03±37.44110.41±21.64132.75±36.7066.14±22.71-17.46±33.69-45.69±22.80t值4.5713.3615.4074.7785.9855.449P值<0.0010.001<0.001<0.001<0.001<0.001

2.3 ROC曲線分析 tROI法所測皮質(zhì)期凈強(qiáng)化值及相對強(qiáng)化值鑒別RCC與良性腎腫瘤的AUC分別為0.692[95%CI(0.577，0.807)]及0.667[95%CI(0.546,0.789)]；sROI測定的皮質(zhì)期CT值、實質(zhì)期CT值、皮質(zhì)期和實質(zhì)期凈強(qiáng)化值及皮質(zhì)期和實質(zhì)期相對強(qiáng)化值的AUC分別為0.783[95%CI(0.678,0.887)]、0.748[95%CI(0.618,0.877)]、0.837[95%CI(0.747,0.927)]、0.815[95%CI(0.702,0.928)]、0.841[95%CI(0.753,0.929)]及0.812[95%CI(0.722,0.902)]，見圖2。以3.6 HU為sROI法測量的皮質(zhì)期相對強(qiáng)化值的臨界值，其診斷敏感度為79.03%，特異度為80.77%。對tROI法測定的皮質(zhì)期凈強(qiáng)化值及sROI法測定的皮質(zhì)期相對強(qiáng)化值的AUC進(jìn)行DeLong檢驗，結(jié)果顯示其診斷效能差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=2.729，P=0.006)。

圖2 以tROI及sROI測量CT參數(shù)鑒別RCC與良性腎腫瘤的ROC曲線 A.tROI；B.sROI

3 討論

較小的富血供腎腫瘤形態(tài)學(xué)表現(xiàn)多不典型，影像學(xué)缺乏特異性，通過增強(qiáng)CT參數(shù)客觀判斷強(qiáng)化程度對鑒別其良惡性具有重要價值；采用ROI法定量測量CT參數(shù)可直接反映不同腫瘤強(qiáng)化程度的差異。既往研究[6,9-15]表明，定量分析腫瘤強(qiáng)化程度有助于鑒別良、惡性腎腫瘤。但各研究采用的勾畫ROI方法不同，導(dǎo)致結(jié)果存在差異，且實際工作中缺乏明確參考標(biāo)準(zhǔn)。孫翌峰等[6]以直徑10 mm的ROI進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)CCRCC皮質(zhì)期CT值高于AML及RO，其CT值均<150 HU；王慧等[9]設(shè)定ROI面積為20～80 mm2，發(fā)現(xiàn)CCRCC、CCRC、MFAML與RO間皮髓質(zhì)期CT值均無明顯差異，CT值<150 HU，且CCRCC與MFAML間實質(zhì)期CT值差異無統(tǒng)計學(xué)意義。KIM等[12]設(shè)置面積0.5～1.0 cm2的ROI，發(fā)現(xiàn)CCRCC與MFAML間皮髓質(zhì)期CT值、標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)化率及相對強(qiáng)化值差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；但馬麗婭等[13]認(rèn)為CCRCC與RO各期CT值均<150 HU，且差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

本研究采用tROI法測量的CT參數(shù)中，RCC組僅皮質(zhì)期凈強(qiáng)化值及相對強(qiáng)化值高于良性組，皮質(zhì)期CT值均值166.79 HU；而RCC組sROI法測量的各CT參數(shù)均高于良性組，且皮質(zhì)期CT值>200 HU，與既往研究[9,13]結(jié)果類似。tROI面積相對較大，包含腫瘤實性成分中強(qiáng)化最快、最明顯區(qū)域及部分血供稍低、強(qiáng)化稍晚區(qū)域，甚至少量囊變/壞死區(qū)，測值較低，導(dǎo)致良、惡性腫瘤間多數(shù)CT參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究發(fā)現(xiàn)皮質(zhì)期強(qiáng)化稍低的腫瘤區(qū)域?qū)嵸|(zhì)期仍呈等及稍低密度，提示上述區(qū)域可能血管內(nèi)對比劑彌散較慢或小血管含量相對較少。RCC具有惡性生物學(xué)傾向，腫瘤實質(zhì)部分供血血管基底膜不完整，部分區(qū)域通透性較高，對比劑更易快速彌散至組織間隙內(nèi)，強(qiáng)化更明顯；通過單獨測量其富血供區(qū)的CT值，能更好地反映其組織生物學(xué)特性，避免低強(qiáng)化區(qū)對定量分析的影響，經(jīng)平掃及腎皮質(zhì)CT值標(biāo)準(zhǔn)化后可更好地體現(xiàn)良、惡性腎腫瘤強(qiáng)化程度的差異。

選定腫瘤富血供區(qū)ROI的最大難點在于合理避開顯著強(qiáng)化的瘤內(nèi)血管，目前缺乏明確標(biāo)準(zhǔn)。基于多數(shù)腎腫瘤強(qiáng)化峰值均在皮質(zhì)期，且該期圖像可清晰顯示腫瘤內(nèi)較粗大血管，可針對此期圖像勾畫ROI[8,14]。本研究應(yīng)用層厚1 mm薄層圖像勾畫富血供區(qū)ROI，以更準(zhǔn)確地避開部分厚層圖像中無法清晰顯示的細(xì)小血管，有利于界定ROI；2名醫(yī)師采用不同方法勾畫ROI所測CT值相關(guān)參數(shù)的一致性較佳，提示sROI法具有可重復(fù)性。

本研究的主要不足：①CCRC及RO樣本量過少，未能單獨分組進(jìn)行分析；②增強(qiáng)掃描期相的設(shè)定可能對測量結(jié)果產(chǎn)生一定影響，部分腎腫瘤皮質(zhì)早期即可表現(xiàn)為顯著強(qiáng)化，有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步觀察。

綜上所述，相比tROI法，以sROI法測量CT值定量參數(shù)對鑒別富血供腎良、惡性腫瘤價值更高。