基于增強CT直方圖參數術前預測高、低分化胰腺腺癌

周金發，唐繼來，朱建國，李海歌

(南京醫科大學第二附屬醫院放射科，江蘇 南京 210011)

胰腺癌為惡性程度極高的消化系統腫瘤，發病率逐年升高，預后差[1]，其分化程度與治療方案及預后相關，術前有效預測其分化程度甚為重要[2]。利用CT直方圖(CT histogram, CTH)，通過計算機軟件分析可區分肉眼無法分辨的CT圖像細微灰度差別，分析其特征，進而衍生出一系列定量參數，如灰度峰值、灰度對比度等[3-4]，以定量分析腫瘤異質性，包括代謝、缺氧和異常血管增生等的差異性表現，已廣泛用于甲狀腺癌、肺癌及腎癌等臨床研究中[5-8]。本研究評估基于增強CT的CTH定量參數術前預測高、低分化胰腺腺癌的價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析2017年1月—2019年12月南京醫科大學第二附屬醫院收治的76例胰腺腺癌患者，男42例，女34例，年齡36～84歲，平均(62.9±9.4)歲。納入標準：①經術后病理確診為胰腺腺癌及其分化程度；②術前接受腹部增強CT檢查，且檢查前未接受放射、化學及其他治療。排除CT圖像質量差者。76例中，38例為高分化腺癌(高分化組)，男17例，女21例，年齡36～78歲，平均(61.6±9.8)歲；38例為低分化腺癌(低分化組)，男18例，女20例，年齡48～84歲，平均(64.3±8.8)歲。

1.2 儀器與方法 囑患者檢查前禁食8 h，檢查前10 min口服生理鹽水1 000 ml。采用Philips Brilliance iCT 256層螺旋CT機，行仰臥位頭先進腹部掃描。參數：管電壓120 kV，管電流采用自動毫安技術，層厚2 mm，層間距2 mm，螺距1.0，FOV 320 mm×320 mm，準直128 mm×0.6 mm，矩陣512×512。經肘靜脈以流率3.5 ml/s注入對比劑碘普羅胺(370 mgI/ml)1 ml/kg體質量，采用團注追蹤技術行雙期增強掃描：于腹主動脈設置ROI，CT值達100 HU自動觸發動脈期掃描，觸發后60～70 s行門靜脈期掃描。重建圖像層厚及層間距均為1.5 mm。

1.3 圖像處理 將雙期增強CT圖像導入GE Omini-Kinetics(OK)軟件包，由2名具有10年以上腹部影像學診斷經驗的主治醫師采用雙盲法，盡量避開血管、胰管及胰腺周圍脂肪組織，于雙期增強CT圖像顯示病灶最大層面胰腺癌實性部分勾畫面積為40～50 mm2的圓形或類圓形ROI，并于胰腺組織勾畫形態、面積相一致的ROI作為參照，保持動靜脈期ROI一致；軟件自動生成其灰度直方圖及CTH定量參數，包括最小強度、最大強度、中位值、平均值、標準差、方差、體積計數、體素值總和、均方根值、值域、均值偏差、相對偏差、偏度、峰度以及均勻度。手動計算CTH參數比值(瘤區CTH參數/參照區CTH參數)。以2名醫師測量結果的均值為最終結果。

1.4 統計學分析 采用SPSS 22.0及MedCalc統計分析軟件。以組內相關系數(intra class correlation coefficient, ICC)評價2名醫師測量結果的一致性，ICC>0.75為一致性好。采用Kolmogorov-Smirnov檢驗評價計量資料的正態性，以±s表示符合正態分布者，組間比較采用t檢驗；以中位數(上下四分位數)表示不符合者，采用Mann-Whitney U檢驗進行組間比較。針對組間差異有統計學意義的CTH參數，采用二元logistic回歸分析篩選胰腺癌分化程度的獨立預測因子；繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic， ROC)曲線，計算曲線下面積(area under the curve， AUC)，評價其單獨及聯合預測胰腺腺癌分化程度的效能；以DeLong檢驗比較AUC差異。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2名醫師測量CTH參數比值的一致性好(ICC均>0.75，P均<0.05)。高分化組(圖1)動脈期最小強度、均勻度及靜脈期最小強度、平均值、均方根值及均勻度比值均高于低分化組(P均<0.05，圖2)，其余CTH參數比值組間差異均無統計學意義(P均>0.05)，見表1、2。

表1 高、低分化胰腺腺癌動脈期CTH參數比值比較

表2 高、低分化胰腺腺癌門靜脈期CTH參數比值比較

圖1 患者女，65歲，高分化胰腺腺癌 A.腹部靜脈期增強CT圖(虛線部分為病灶)； B.CT直方圖； C.病理圖(HE，×200)

圖2 患者男，62歲，低分化胰腺腺癌 A.腹部靜脈期增強CT圖(虛線部分為病灶)； B.CT直方圖； C.病理圖(HE，×200)

二元logistic回歸結果顯示，動脈期最小強度、均勻度及靜脈期最小強度比值為高、低分化胰腺腺癌的獨立預測因子(表3)。

表3 二元logistic回歸分析胰腺腺癌分化程度的影響因素

ROC曲線顯示，動脈期最小強度比值預測高、低分化胰腺腺癌的AUC為0.759(P=0.048)，動脈期均勻度比值的AUC為0.752(P=0.045)，靜脈期最小強度比值的AUC為0.815(P<0.001)，三者聯合的AUC為0.868(P<0.001)，見表4及圖3。動脈期最小強度、動脈期均勻度及靜脈期最小強度比值的AUC差異均無統計學意義(P均>0.05)，聯合參數的AUC與動脈期最小強度比值差異有統計學意義(Z=2.10，P=0.04)，與動脈期均勻度、靜脈期最小強度比值差異均無統計學意義(Z=1.73、1.56，P均>0.05)。

表4 單參數及其聯合預測高、低分化胰腺腺癌的ROC曲線結果

圖3 單參數及其聯合預測高、低分化胰腺腺癌的ROC曲線

3 討論

胰腺癌是乏血供腫瘤，其病理基礎是胰腺星形細胞增生及細胞外基質合成增多，導致胰腺癌間質性纖維化，使對比劑滲入受阻；常規增強CT表現為瘤灶相比周圍胰腺組織呈乏血供/低密度改變[8]，但僅依靠肉眼鑒別腫瘤內部異質性可能遺漏重要信息[4]。腫瘤異質性在CTH圖上表現為圖像灰度分布的差異，可能與腫瘤新生血管形成、腫瘤組織異常增殖、代謝及其惡性生物學行為密切相關，為腫瘤重要特點之一[9]。

AZOULAY等[10]研究表明，CTH可有效區分胰腺神經內分泌腫瘤與胰腺神經內分泌癌。QIU等[11]認為偏度等CTH參數可用于胰腺導管腺癌術前分級，其術前鑒別高、低級別胰腺導管腺癌的準確率為80%，敏感度為95%。為消除個體差異的影響，本研究采用CTH參數比值法比較高、低分化組胰腺腺癌CTH的差異，結果顯示組間動脈期最小強度、均勻度及靜脈期最小強度、平均值、均方根值、均勻度比值差異均有統計學意義；二元logistic回歸分析提示，動脈期最小強度、均勻度及靜脈期最小強度比值是高、低分化胰腺腺癌的獨立預測因子，且三者單獨及聯合預測高、低分化胰腺腺癌的診斷效能均良好。

平均值指病灶內像素點灰度的平均值，與腫瘤惡性程度相關。胰腺癌惡性程度越高，強化越低[12]，則CTH上的灰度值越低。均方根值又稱有效值，與腫瘤生長速度及侵襲程度呈負相關。強度用于定量CT圖像中組織的灰度值，最小強度反映腫瘤區無/低對比劑填充，本研究2組動脈期及靜脈期最小強度比值均為負值，與既往研究[5，13]結果相似，符合胰腺癌乏血供生物學表現。均勻度表征ROI內灰度值的均質性，壞死囊變和鈣化均會對其產生影響。LIU等[14]發現肺癌的均勻度與其病理分級相關，用于預測病理級別較臨床指標更為敏感。SUN等[15]認為均勻度反映腫瘤血管生成和腫瘤細胞浸潤程度，低強化病灶更易侵犯周圍血管，惡性程度更高；本研究結果與之一致。

本研究的局限性：①為單中心研究，樣本量小，且未納入中分化胰腺腺癌病例，結果可能存在偏倚；②不同CTH分析軟件對圖像進行標準化處理的程序及結果不盡相同，本研究僅對一階CTH參數進行分析，未評估像素或體素的空間位置關系，有待進一步觀察高階參數(如共生矩陣等)及臨床指標聯合的預測效能；③僅針對胰腺腺癌，未將其他病理類型胰腺癌納入分析。

綜上所述，基于增強CT的CT直方圖定量參數有助于術前預測高、低分化胰腺腺癌。