基于CT影像特征用于鑒別具有慢性胰腺炎病史的胰腺癌與腫塊型慢性胰腺炎的列線圖構建

張浩 朱蒙蒙 周健 李娜 李琪 孟英豪 馮小晨 馬超 邊云 邵成偉

海軍軍醫大學第一附屬醫院放射診斷科，上海 200433

CP是一種持續性進行性胰腺炎癥，可導致不可逆的胰腺內外分泌功能受損及纖維化[1]。大量的纖維化替代被破壞的胰腺實質導致的胰腺萎縮是CP的形態特征之一[1]。CP有時也會引起胰腺腫大，如果這種增大是局部的，稱為腫塊型CP[2]。30%的CP患者可表現為腫塊型CP[3]。胰腺癌和腫塊型CP的危險因素、臨床表現、影像學特征和實驗室檢查結果部分重疊，兩類疾病較為相似，文獻報道誤診率高達25%[4]，具有CP病史的胰腺癌與腫塊型CP的鑒別診斷更加困難，然而兩者的治療方法和預后有很大的不同，因此準確鑒別具有CP病史的胰腺癌和腫塊型CP至關重要[5]。為此本研究擬建立基于CT影像特征的列線圖用以鑒別具有CP病史的胰腺癌與腫塊型CP，并評估其臨床應用價值。

資料與方法

一、一般資料

檢索2011年2月至2021年2月間海軍軍醫大學第一附屬醫院電子病例系統中依據慢性胰腺炎亞太診斷標準[6]確診的5 433例CP患者。排除標準：(1)未行手術切除或活檢；(2)組織病理學診斷為溝槽區胰腺炎或自身免疫性胰腺炎；(3)術前或活檢前1個月內未行多層螺旋CT增強檢查；(4)胰腺占位性病變在CT上無法顯示，僅僅在MRI或超聲內鏡等其他檢查時顯示；(5)胰管或膽管支架植入術后；(6)在CT檢查之前曾行放療、化療或放化療。最終納入67例腫塊型CP患者(53例手術，14例活檢)和71例胰腺癌患者(65例手術，6例活檢)。腫塊型CP患者中男性54例，年齡(50±12)歲，女性13例，年齡(55±13)歲；胰腺癌患者中男性50例，年齡(56±12)歲，女性21例，年齡(57±14)歲。依據國際預測模型建模共識[7]，按照時間順序將2011年2月至2018年4月收治的103例患者(44例腫塊型CP、59例胰腺癌)歸入訓練組，2018年5月至2021年2月收治的35例患者(23例腫塊型CP、12例胰腺癌)歸入驗證組。本研究經醫院倫理委員會批準。

二、CT掃描方法

采用640層CT(Aquilion ONE，日本佳能醫療)和256層CT(Brilliance iCT，美國飛利浦醫療)行螺旋掃描。掃描參數：管電壓120 kV，管電流150 mA/s，準直100 mm×0.5 mm，矩陣350×350，旋轉時間0.5 s。平掃結束后行動態增強CT掃描，注射對比劑碘普羅胺(優維顯370，德國拜耳先靈葆雅制藥)90～95 ml(355 mgI/ml)，流率5.5 ml/s，注射結束給予98 ml生理鹽水沖洗。3期增強分別為動脈期(20～25 s)、門靜脈期(60～70 s)和延遲期(110～130 s)，掃描層厚/層間距為0.8/1.0 mm。掃描范圍從橫膈膜水平到腎臟下緣水平。

三、圖像分析

由兩位經驗豐富的放射科醫師在對患者的臨床表現和病理診斷不知情的情況下完成影像學評估。如若意見不同，協商一致后決定最后診斷。對所有腫塊進行以下評估：(1)腫塊位置(胰頭、胰頸或胰體、胰尾)；(2)腫塊大小(腫塊最大橫截面直徑)[8]；(3)囊變(腫塊增強實性部分<50%)[9]；(4)鈣化；(5)邊緣(清楚或不清楚)；(6)胰管/胰腺直徑比≥0.34(在脾靜脈、門靜脈匯合處測量)[10]；(7)胰管穿行征(穿過胰腺腫塊的胰管平滑變窄，無突然截斷)[11]；(8)雙管征(膽總管和胰管同時擴張，膽總管直徑>10 mm，主胰管直徑>3 mm)；(9)胰管截斷；(10)胰源性門靜脈高壓(胰腺疾病引起的脾腫大和靜脈曲張)；(11)胰周滲出；(12)淋巴結腫大(淋巴結橫斷面短軸最大直徑≥10 mm)[12]；(13)平掃、動脈期、門靜脈期和延遲期腫塊的CT值；(14)血管侵犯(血管閉塞、狹窄或與腫塊接觸>180°)。

四、統計學處理

結 果

一、兩組患者臨床及CT影像特征比較

訓練集和驗證集的腫塊型CP組與胰腺癌組在胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管截斷征、胰管穿行征、胰源性門靜脈高壓、動脈期CT值、門靜脈期CT值、延遲期CT值、血管侵犯間的差異以及訓練集的囊變、驗證集的性別差異均有統計學意義(P值均<0.05)，兩組其他特征的差異均無統計學意義(表1)。

表1 訓練集和驗證集患者臨床及CT影像特征基線資料的比較

二、兩組患者臨床和CT影像特征的單因素logistic回歸分析

以腫塊型CP作為參考組，訓練集和驗證集患者的胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管截斷征、胰源性門靜脈高壓、動脈期CT值、門靜脈期CT值、延遲期CT值、血管侵犯均與胰腺癌顯著相關，而胰管穿行征僅在訓練集與胰腺癌顯著相關(表2)。

表2 訓練集和驗證集患者臨床及CT影像特征的單因素logistic分析

三、預測模型的建立、驗證以及診斷效能

將上述差異有統計學意義的CT指標(囊變、胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管穿行征、胰管截斷征、胰源性門靜脈高壓、血管侵犯、動脈期CT值、門靜脈期CT值和延遲期CT值)納入多因素logistic回歸分析，結果顯示，囊變、胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管穿行征、胰源性門靜脈高壓和動脈期CT值的差異均有統計學意義(表3)，據此建立的預測模型為3.65-2.59×囊變+1.26×胰管/胰腺直徑比≥0.34-1.40×胰管穿行征+1.36×胰源性門脈高壓-0.05×動脈期CT值。利用R語言軟件可視化為列線圖見圖1。

表3 訓練集和驗證集患者CT影像特征的多因素logistic逐步回歸分析

圖1 基于CT影像特征預測胰腺癌概率的列線圖

訓練集和驗證集的預測模型列線圖的ROC曲線見圖2，AUC值分別為0.87(95%CI0.80～0.94)和0.94(95%CI0.82～0.99)，列線圖在訓練集的靈敏度、特異度和準確率分別為89.9%、75.0%和83.5%，在驗證集的靈敏度、特異度和準確率分別為91.7%、100%和97.1%。

圖2 訓練集和驗證集預測模型列線圖的受試者工作特征曲線

四、模型的臨床應用價值

臨床決策曲線分析表明，如果用列線圖鑒別兩類疾病的概率在0.05～0.85時，使用列線圖診斷兩類疾病，比將“所有的患者視為腫塊型慢性胰腺炎治療”方案或將“所有患者視為胰腺癌治療”方案更能讓患者獲益(圖3)。該模型的臨床鑒別診療胰腺癌和腫塊型CP表現如圖4～5所示。

圖3 列線圖鑒別腫塊型慢性胰腺炎和胰腺癌的臨床決策分析曲線

圖4 胰腺癌患者。CT平掃示胰頭等密度軟組織腫塊(↑)，伴鈣化及邊緣滲出(4A)，增強掃描動脈期示腫塊不均勻強化，CT值約62HU，無囊變及胰源性門靜脈高壓(4B)，上游胰管明顯擴張，胰管/胰腺直徑比≥0.34(↑，4C)，依據列線圖，該患者診斷為胰腺癌的概率約0.86。圖5 腫塊型慢性胰腺炎患者。CT平掃示胰頭稍低密度軟組織腫塊伴鈣化(5A)，增強掃描動脈期示腫塊內見斑片狀無強化囊變區，實性成分CT值約78HU，鄰近胰管受壓變窄(5B)，上游胰管擴張，胰管/胰腺直徑比≥0.34(黃↑，5C)。依據列線圖，該患者診斷為腫塊型慢性胰腺炎的概率約0.88

討 論

最近一項納入22項研究的Meta分析表明，CP患者較正常人群患胰腺癌的相對危險度是13.3[13]。當CP患者出現胰腺腫塊，準確鑒別該腫塊性質非常重要。一方面，胰腺癌被誤診為腫塊型CP可能導致早期胰腺癌迅速進展，從而喪失手術治療的機會，另一方面，腫塊型CP被誤診為胰腺癌可能導致不必要的外科手術，而手術并發癥發生率高達40%～50%[14]。

既往研究證實，部分胰腺腫塊的影像學特征傾向于炎癥，如胰腺實質鈣化、假性囊腫、導管穿行征和胰管/胰腺直徑比<0.34[10-11,15-16]。本研究結果顯示，胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管截斷征、胰源性門靜脈高壓、動脈期CT值、門靜脈期CT值、延遲期CT值、血管侵犯均與胰腺癌有顯著相關性，但胰腺實質鈣化除外。胰腺鈣化是CP的典型特征，既往研究納入的胰腺癌患者無CP病史，而本研究納入的所有患者均有長期CP病史，因而胰腺鈣化與胰腺癌無關。文獻報道腫塊型CP和胰腺癌均為等或稍低密度腫塊，但對兩者CT值有無差異缺乏論述。本研究結果發現腫塊型CP在動脈期、門靜脈期和延遲期的CT值均高于胰腺癌，差異有統計學意義。這一結果與鏡下兩者的病理特征相符合，胰腺癌的微血管密度低于腫塊型CP，腫塊內纖維化也更明顯[17-18]，從而導致胰腺癌的血流灌注低于腫塊型CP。

文獻報道[19-20]，基于CT或MRI的常規影像學特征建立的預測模型診斷兩類疾病的AUC值介于0.52～0.84之間。近來一些學者嘗試雙能CT、灌注CT、彌散加權磁共振成像新技術來鑒別腫塊型CP和胰腺癌，鑒別二類疾病的AUC值介于0.76～0.83[3,17-18,21]之間，但未能顯著提高腫塊型CP和胰腺癌的鑒別能力。Ren等[19]從動脈期和門靜脈期的CT圖像提取紋理參數，分別構建多變量回歸模型，AUC值分別為0.96和0.93。Deng等[20]從T1WI、T2WI、動脈期和門靜脈期圖像提取并篩選影像組學特征，分別構建4個影像組學預測模型，AUC值介于0.88～0.99之間。但這些影像組學研究提取的組學特征均缺乏可解釋性，也很難將其與臨床或病理特征產生聯系。此外，既往研究納入的胰腺癌患者基本缺乏CP病史，使得研究顯得相對簡單。本研究與以往研究不同，首先本研究納入的患者起病均為CP，且隨著病程的發展而形成腫塊，部分發生了癌變，這些患者才是臨床最難鑒別和誤診率最高的；其次，本研究的模型是基于普通的CT影像學特征(囊變、胰管/胰腺直徑比≥0.34、胰管穿行征、胰源性門靜脈高壓征、動脈期CT值)建立的，CT的影像學特征較組學特征穩定，且具有很強的可解釋性；此外，本研究建立的模型預測能力(訓練集AUC=0.87，驗證集AUC=0.94)好于以往發表的文獻；最后，本研究建立的模型操作簡單，方便應用于臨床。臨床決策分析曲線結果表明，該模型能有效地指導臨床治療和預測預后。

本研究存在以下局限性：(1)研究為回顧性，樣本量較小，可能存在選擇偏倚；(2)研究為單中心，建立的預測模型缺少外部驗證。需要納入更多的患者及在多中心進行驗證。總之，本研究建立的預測模型可以準確地鑒別具有CP病史的胰腺癌與腫塊型CP患者，為指導治療及預測患者的預后提供一定的參考依據。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突