能譜計算機斷層掃描影像特征和尿纖維蛋白原γ鏈對惡性肺小結節的診斷價值

張妙英, 李勝開

(廣東省惠州市中心人民醫院 醫學影像科, 廣東 惠州, 516000)

孤立性肺結節(SPN)的評估在現代醫學中仍然是一項巨大且代價高昂的挑戰[1]。傳統的胸部對比增強計算機斷層掃描(CT)是從檢測到的肺結節中識別疑似肺癌[1]。在臨床實踐中，過度簡化的形態學分析對肺癌的準確診斷是不可靠的。能譜CT成像是一種基于高低能數據集快速切換的CT成像方式，用于生成40～140 keV能級的物質分解圖像和單色能譜圖像[2]。一些研究[3-4]使用了多個能譜CT參數識別肺結節，包括碘濃度、歸一化碘濃度、40或70 keV單色圖像的CT數以及斜率能譜衰減曲線以區分炎癥、肉芽腫、良性結節和惡性腫瘤。這些研究表明，能譜CT是區分良惡性肺結節最有前途的成像技術之一。近年來，人類尿液已成為臨床樣本蛋白質研究中最有前景的生物液體之一，尿液中纖維蛋白原γ鏈(FGG)可用作鑒別肺結節良惡性的有價值的標志物[5]。本研究初步探討能譜CT成像結合尿液中FGG在鑒別良惡性SPN中的有效性和準確性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

從2018年12月—2021年6月，共有365例患者使用能譜CT進行常規雙期對比增強掃描，其中97例患者檢測到SPN。本研究最終納入63例SPN切除或活檢后的患者(男37例，女26例; 年齡為30～87歲，中位年齡為55歲)。納入標準: 存在SPN, 病變≥6 mm, 并且沒有使用碘化造影劑的禁忌證者。排除標準: 年齡18歲以下、懷孕或拒絕參與本研究者。本研究獲得每位患者的書面知情同意書。

1.2 CT檢查

在Revolution Xtream CT掃描儀(美國GE Healthcare公司)上使用能譜成像模式進行兩相增強CT掃描。患者以5或6 mL/s的流速注射40或50 mL(體質量≤70 kg, 40 mL; 體質量>70 kg, 50 mL)Ultravist 300碘普胺(廣州Bayer Schering Pharma AG公司, ≤70 kg, 5 mL/s; >70 kg, 6 mL/s), 然后以相同的注射速率注射30 mL生理鹽水溶液。在動脈和門靜脈階段，分別在開始對比劑注射后30 s和90 s掃描延遲對整個胸部進行能譜成像檢查。采集參數為: 螺旋管旋轉時間0.6 s, 螺距0.985, 管電流600 mA, 512×512像素矩陣, SFOV 500 mm, 準直40 mm, 切片厚度5 mm, 切片間隙5 mm。在40和70 keV的默認能量水平下，使用軟組織內核(標準)單色生成2.50 mm和1.25 mm厚度的連續軸向圖像。能譜成像采集的CT劑量指數體積(CTDIvol)為4.73 mGy。

1.3 能譜CT圖像的定量分析

所有數據均使用AW4.7工作站(GE Healthcare)上的GSI Volume Viewer軟件包進行處理和分析。一位具有豐富胸部CT診斷經驗的放射科醫師對單色和物質分解圖像進行定量測量。在數據分析過程中，放射科醫師將顯示視野放大15 cm或20 cm, 以更好地選擇感興趣區域(ROI)。ROI選擇在病變的最大部分，避免鈣化、液化或壞死的區域，小心放置，遠離肺血管和支氣管，并盡可能選擇大的區域以降低噪聲(0.50像素)。所有測量在3個連續成像水平重復3次，并計算平均值以確保一致性。從能譜CT采集中，重建3種類型的圖像進行分析: 能譜曲線圖像、碘基材料分解圖像和40～140 keV的能量范圍內獲得的單色圖像。在動脈(a)和門靜脈(v)相(CT40 keVa、CT70 keVa和CT40 keVv、CT70 keVv)均選擇能量水平為40和70 keV的凈CT數進行測量。在源自碘基材料分解圖像的碘密度圖像中，測量了雙相增強掃描中病灶的IC (ICLa/ICLv)。在同一切片中，還測量了降主動脈或鎖骨下動脈(ICA)中的IC。計算了歸一化IC(NICa和NICv), 即病變和主動脈下降部的IC比率(NIC=ICL/ICA)。分別在a相和v相計算IC參數: ICLa、ICLv、ICAa、ICAv、NICa和NICv。使用方程λHU=(40-70 keV) HU/70-40在40～70 keV區域評估能譜HU曲線(λHU)的斜率。λHUa=(40-70 keVa) HU/70-40和λHUv=(40-70 keVv) HU/70-40。

1.4 酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測尿液中FGG水平

使用ELISA試劑盒(北京柏全生物科技有限公司)測量尿樣中FGG水平，1式3份。

1.5 統計學分析

使用SPSS 22.0軟件進行統計分析。參數表示為平均值±標準差，并使用Kolmogorov-Smirnov檢驗進行正態分布檢驗。符合正態分布的參數組間比較采用雙樣本t檢驗，如果參數不服從正態分布，則進行Mann-WhitneyU檢驗以比較良性SPN和惡性SPN之間的差異。計數資料以率表示，組間比較采用卡方檢驗。生成受試者工作特征(ROC)曲線以評估能譜CT成像結合尿液FGG水平區分良惡性SPN的能力，并計算靈敏度和特異度。P<0.05表示差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 病理結果

能譜成像顯示的63個SPN中, 37個(59%)確診為惡性結節，其中腺癌19例(30%), 鱗狀細胞癌15例(24%), 小細胞癌3例(5%); 其余26個(41%)確診為良性，見表1。

2.2 能譜CT成像鑒別良惡性SPN

能譜CT成像對惡性結節的診斷準確度為73.0%(27/37), 對良性結節的診斷準確度為53.8%(14/26), 差異具有統計學意義(P=0.038), 見表2。與良性SPN相比，惡性SPN的CT40 keVa、CT40 keVv、CT70 keVa、CT70 keVv、λHUa、λHUv、ICLv均降低，差異有統計學意義(P<0.05), 見表3。能譜CT成像對惡性、良性SPN鑒別的代表圖見圖1。

表1 結節診斷和大小[n(%)]

其他: 1個硬化性血管瘤和1個軟骨瘤。

表2 通過能譜CT成像鑒別良惡性SPN

表3 用于區分良性和惡性SPN的能譜CT成像參數

2.3 通過FGG鑒別良惡性SPN

惡性SPN組尿液FGG中位水平為2.210 ng/mL(IQR: 1.780～3.120 ng/mL), 良性SPN組尿液FGG中位水平為1.587 ng/mL(IQR: 1.140～1.975 ng/mL), 差異有統計學意義(z=4.264,P=0.014)。尿液FGG對惡性結節的診斷準確度為73.0%(27/37), 對良性結節的診斷準確度為46.2%(12/26), 差異有統計學意義(P=0.045), 見表4。

2.4 能譜CT成像和FGG的診斷效率

CT成像、FGG和二者聯合診斷的效率比較表明，能譜CT成像和FGG聯合診斷的效能最佳，其曲線下面積(AUC)為0.924, 敏感度為93.8%, 特異度為85.7%, 見圖2、表5。

A: 1例46歲男性腺癌的能譜CT圖像; B: 1例50歲女性錯構瘤的能譜CT圖像。圖1 良惡性能譜CT圖像

表4 通過FGG鑒別良惡性SPN

圖2 ROC曲線分析能譜CT成像、FGG和二者聯合區分良惡性SPN的價值

表5 ROC分析中能譜CT成像、FGG和二者聯合在鑒別良惡性SPN中的作用

3 討 論

眾所周知，常規CT成像在肺結節的診斷鑒別中起著重要作用。能譜CT成像可提供多種參數，例如單色和材料分解成像，以區分良性和惡性SPN[6]。本研究結果表明，能譜CT成像對惡性結節的診斷率顯著高于良性結節，表明該法在區分良性和惡性SPN方面具有較高的價值。

既往研究[7]中，對比增強掃描中的凈CT值增加已被用于區分SPN的良性和惡性特征。由于腫瘤內的高血管密度和腫瘤毛細血管通透性增加，導致造影劑間質積聚，肺腫瘤常常表現出快速而強烈的對比增強[8]。在能譜CT成像研究[9]中，對比增強后單色能級圖像中惡性SPN的凈CT數增加高于良性SPN。目前，有學者建議選擇凈CT數為40 keV (CT40 keV), 但相關研究[9]表明, a(CT70 keVa)期和v (CT70 keVv)期70 keV單色圖像的凈CT數在腫瘤中也有明顯增強。因此，本研究包括雙相中的2個參數CT40 keV和CT70 keV, 以區分良性和惡性SPN。在所有結節中, CT40 keVa和CT40 keVv在良性結節中高于惡性結節，這更適合區分結節的性質。同樣，對于良性和惡性SPN之間CT70 keV的變化具有統計學意義，并且良性結節中CT70 keVa和CT70 keVv均高于惡性結節[10]。因此，本研究使用40～70 keV區域來定義λHU, 并評估穿過結節的X射線束的能量衰減曲線的斜率，但之前的研究使用40～100 keV、70～100 keV或100～140 keV區域[8-9]。在本研究中，使用的λHU(包括λHUa和λHUv)是能譜CT成像特有參數，并發現良性SPN的λHUa和λHUv均高于惡性結節。因此，λHU可用于區分一般惡性和良性結節。

結節IC直接反映病灶內的血供情況。相關研究[11]比較了碘增強圖像上肺結節的CT數量與增強加權平均圖像上的肺結節數量。碘增強圖像上的CT數顯示，惡性結節的增強顯著高于良性結節，具有更高的診斷敏感性和準確性。本研究結果表明, SPN良性ICLv高于SPN惡性。但本研究結果與既往研究不一致，在其研究[7]中良性結節中IC低于惡性結節，分析原因可能是IC在活動性炎癥組中最高，其次是惡性組，這已被既往研究[12]證實。活動性炎癥結節受到炎癥因子的刺激，導致小動脈和毛細血管明顯擴張，血管通透性增加。炎癥性水腫組織壓迫引流靜脈，增加組織靜脈壓力，良性結節比惡性結節更能明顯阻斷血液回流。因此，活動性炎性結節表現出更早、更明顯的強化[13]。此外, IC不僅與血供密切相關，而且受造影劑總劑量、注射流速、延遲掃描、流通時間和個體差異等多種因素影響。在這項研究中，對比劑的總劑量(40或50 mL)較低，注射流速(5或6 mL/s)比以往的研究更快，這可能是解釋兩者差異的主要因素。因此，這些因素可以解釋為什么本研究中能譜CT變量不符合區分良性和惡性SPN的統計學意義，應進一步研究以證實本研究結果。

尿液FGG水平是評估非小細胞肺癌的新的潛在診斷標志物[14]。FGG是纖維蛋白原的多肽鏈。一項研究[15]表明，含有許多特異性結合位點的FGG可以調節細胞黏附和侵襲。相關研究[15]揭示, FGG促進肝細胞癌細胞的遷移和侵襲。有研究[16]發現，FGG在肝細胞癌和胰腺癌患者的組織和血液中過度表達。同樣，本研究數據顯示，惡性SPN患者尿液FGG水平顯著高于良性SPN患者，并且尿液FGG對惡性結節的診斷率顯著高于良性結節。研究[14]證實，非小細胞肺癌患者尿液FGG水平與組織學類型、分期、年齡等臨床參數有關，表明尿液FGG作為生物標志物的優勢。因此，尿液FGG可能對區分良性和惡性SPN有一定作用。本研究發現，能譜CT成像和FGG聯合區分良性和惡性SPN的價值最佳，其AUC、敏感度和特異度在3種診斷方法中均為最高，表明二者聯合診斷在臨床實踐中可更靈敏、更準確地分析SPN的表征。

綜上所述，能譜CT成像結合尿液FGG水平檢測有利于提高良性和惡性SPN的鑒別診斷效率，可為今后臨床鑒別診斷這種疾病提供新思路和依據。