雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)對(duì)進(jìn)展期胃癌脈管生成及臨床預(yù)后的診斷評(píng)估價(jià)值分析

李真真 耿云平 尤國(guó)慶 米玉霞 李 飛

進(jìn)展期胃癌是指癌組織已侵入胃壁肌層、漿膜層的胃部腫瘤疾病，胃壁增厚、潰瘍、胃腔狹窄等是該疾病的主要診斷表現(xiàn)，患者多表現(xiàn)為腹痛、食欲減退和消瘦等癥狀。目前認(rèn)為脈管生成是影響預(yù)后的重要因素，且微血管生成為脈管生成的主要部分[1]。腫瘤細(xì)胞產(chǎn)生多種物質(zhì)誘導(dǎo)脈管形成，而新生血管不僅為腫瘤進(jìn)展提供了必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，還是癌細(xì)胞播散、轉(zhuǎn)移的通道。故脈管生成情況與患者預(yù)后密切相關(guān)。相關(guān)研究指出，可通過(guò)術(shù)前影像學(xué)對(duì)比增強(qiáng)技術(shù)來(lái)評(píng)估腫瘤血管狀態(tài)[2]。MRI、增強(qiáng)多普勒等方法廣泛應(yīng)用于胃癌血管生成的研究中，但這些檢查手段均存在局限性，無(wú)法普及于大眾。而新一代的能譜CT，可通過(guò)快速keV轉(zhuǎn)換的球館和石榴石晶體探測(cè)器，提高雙能量數(shù)據(jù)采集精度，為臨床提高超越解剖的附加能量信息。雙能CT影像組學(xué)是將獲得的圖像視為數(shù)據(jù)，從大量數(shù)據(jù)中提取可定量的特征，并對(duì)提取的特征作出后續(xù)分析研究的方法。相關(guān)報(bào)道指出，通過(guò)雙能CT影像組學(xué)可提高對(duì)腫瘤疾病的診斷率[3]。但目前尚無(wú)報(bào)道明確指出，其對(duì)進(jìn)展期胃癌患者預(yù)后的評(píng)估價(jià)值。故本研究旨在探究雙能CT影像組學(xué)在進(jìn)展期胃癌脈管生成及臨床預(yù)后評(píng)估中的價(jià)值，為該疾病的臨床診斷及預(yù)后評(píng)估提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

以2019年3月～2020年5月80例進(jìn)展期胃癌患者80例為研究對(duì)象，其中男性47例，女性33例；年齡43～76歲，平均(55.63±7.09)歲；腫瘤部位：賁門(mén)31例，胃體26例，胃竇幽門(mén)23例；TNM分期：Ⅰb期11例，Ⅱ期25例，Ⅲ期35例，Ⅳ期9例；脈管浸潤(rùn)31例。

1.2 納入標(biāo)準(zhǔn)

①符合《胃癌規(guī)范化診療指南(試行)》關(guān)于進(jìn)展期胃癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]，并經(jīng)病理學(xué)檢查確診；②臨床資料完整者；③年齡大于18歲。

1.3 排除標(biāo)準(zhǔn)

①?lài)?yán)重心肝腎功能異常者；②已進(jìn)行手術(shù)及放化療治療者；③病灶厚度<1 cm以致難以勾畫(huà)ROI者；④圖像質(zhì)量過(guò)差者；⑤有造影劑過(guò)敏史者；⑥有其他相關(guān)檢查禁忌癥者。

1.4 方法

DECT檢查：應(yīng)用西門(mén)子Somatom Force型CT儀，患者于檢查前排空胃內(nèi)容物，于掃描前10 min注射山莨菪堿10 mg，先行平掃，而后注射碘伏醇(320 mg/ml)行增強(qiáng)掃描，劑量為2 ml/kg，流速為3.5～4.0 ml/s，動(dòng)脈期采用Bolus tracking掃描，CT值為100 Hu，靜脈期延遲60 s進(jìn)行掃描，靜脈期A、B球館的管電壓、管電流為100 kv(350 mAs)、sn150 kv(233 mAs)，掃描過(guò)程中開(kāi)啟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)，通過(guò)后處理計(jì)算后融合成125 kv的混合圖像，應(yīng)用西門(mén)子Syngo via后處理工作站處理數(shù)據(jù)，啟動(dòng)Dual-Energy程序，得到碘圖，選擇腫瘤組織和同一層面腹主動(dòng)脈中感興趣區(qū)測(cè)量碘濃度(iodine concentration，IC)，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalized iodine concentration，nIC)：nIC=病灶I(lǐng)C/同層面主動(dòng)脈IC。能譜曲線(xiàn)的斜率=(40 keV～70 keV)HU/(70～40)。

微血管密度(microvascular density，MVD)檢測(cè)：采用Weidner方法檢測(cè)MVD，采用低倍鏡下確認(rèn)陽(yáng)性密度較高的區(qū)域，隨機(jī)選擇兩個(gè)熱點(diǎn)，以高倍鏡下測(cè)量三個(gè)視野的微血管數(shù)目，取平均值為MVD值。

1.5 觀察指標(biāo)

(1)統(tǒng)計(jì)患者胃癌組織中MVD值，以均值為界，將患者分為高M(jìn)VD組及低MVD組，比較兩組MVD值患者的IC、nIC值及能譜曲線(xiàn)的斜率，分析其與MVD值的相關(guān)性。(2)根據(jù)脈管浸潤(rùn)情況將患者分為脈管浸潤(rùn)組及非浸潤(rùn)組，比較雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)，分析其對(duì)脈管浸潤(rùn)的診斷價(jià)值。(3)預(yù)后：根據(jù)術(shù)后1年生存情況將患者分為生存組及死亡組，比較兩組IC、nIC值與MVD值，分析其對(duì)預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 高M(jìn)VD組及低MVD組的雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)比較

胃癌組織中MVD值為(28.05±4.12)，以均值28.05為界，將患者分為高M(jìn)VD組及低MVD組。高M(jìn)VD組IC、nIC值及斜率大于低MVD組(P<0.05)，見(jiàn)表1。

表1 高M(jìn)VD組及低MVD組的雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)比較

2.2 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)與MVD值的相關(guān)性分析

IC、nIC值與MVD值呈正相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)與MVD值的相關(guān)性分析

2.3 脈管浸潤(rùn)組及非浸潤(rùn)組的雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)比較

脈管浸潤(rùn)組IC、nIC值及斜率大于非浸潤(rùn)組(P<0.05)，見(jiàn)表3。

表3 脈管浸潤(rùn)組及非浸潤(rùn)組的雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)比較

2.4 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)對(duì)脈管浸潤(rùn)的診斷價(jià)值分析

IC、nIC值及斜率診斷進(jìn)展期胃癌脈管浸潤(rùn)的AUC大于0.7，見(jiàn)表4、圖1。

表4 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)對(duì)脈管浸潤(rùn)的診斷價(jià)值分析

圖1 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)診斷脈管浸潤(rùn)的ROC曲線(xiàn)分析

2.5 生存組及死亡組的雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)比較

死亡組IC、nIC值及斜率大于生存組(P<0.05)，見(jiàn)表5。

表5 生存組及死亡組的雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)比較

2.6 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)對(duì)預(yù)后的評(píng)估價(jià)值分析

IC、nIC值預(yù)測(cè)患者預(yù)后的AUC大于0.7，見(jiàn)表6、圖2。

表6 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)對(duì)預(yù)后的評(píng)估價(jià)值分析

圖2 雙能CT影像組學(xué)指標(biāo)預(yù)測(cè)預(yù)后的ROC曲線(xiàn)分析

3 討論

病理MVD檢測(cè)為脈管生成的金標(biāo)準(zhǔn)，但相關(guān)分子表達(dá)的檢測(cè)往往依賴(lài)于一定數(shù)量的組織標(biāo)本，不管是術(shù)中活檢，還是術(shù)后大體標(biāo)本，均為有創(chuàng)操作，在加上臨床取材時(shí)或會(huì)出現(xiàn)偏移，無(wú)法準(zhǔn)確獲得腫瘤整體的脈管生成狀態(tài)，會(huì)影響醫(yī)師對(duì)疾病的診斷及后期治療方案的制定[5-6]。故而尋求一種脈管生成的無(wú)創(chuàng)評(píng)估方法至關(guān)重要。雙能CT又稱(chēng)為多光譜CT，是基于不同能量設(shè)置下數(shù)據(jù)采集的成像技術(shù)，X射線(xiàn)光子在不同能量設(shè)置下于物質(zhì)進(jìn)行相互作用二產(chǎn)生不同衰減值，通過(guò)分析X線(xiàn)光子與物質(zhì)的相互作用可以區(qū)分和量化組織成分[7]。相關(guān)研究指出，胃癌的影像學(xué)表現(xiàn)取決于其組織病理形態(tài)的改變，而病理形態(tài)改變又取決于胃癌的分子生物學(xué)特性變化[8-10]。故認(rèn)為，能譜CT定量參數(shù)與病理體征或存在某種聯(lián)系。本研究發(fā)現(xiàn)，高M(jìn)VD組IC、nIC值及斜率大于低MVD組，IC、nIC值與MVD值呈正相關(guān)，表明胃癌組織IC、nIC值隨MVD值的增加而增加，這主要是因?yàn)槎鄶?shù)進(jìn)展期胃癌在動(dòng)脈期呈現(xiàn)為粘膜面不均勻強(qiáng)化，但在靜脈期，病灶逐漸表現(xiàn)為均勻強(qiáng)化，癌組織造影劑的廓清過(guò)程收到了間質(zhì)纖維成分的阻擋，而這些間質(zhì)纖維成分不僅為腫瘤細(xì)胞提供支撐作用，還提供了大量的間質(zhì)血管，造影劑在經(jīng)過(guò)脈管系統(tǒng)時(shí)的流速減慢，排空延遲，故而癌組織MVD值與IC、nIC值相關(guān)[11,12]。另外，本研究發(fā)現(xiàn)，脈管浸潤(rùn)組IC、nIC值及斜率大于非浸潤(rùn)組，IC、nIC值及斜率診斷進(jìn)展期胃癌脈管浸潤(rùn)的AUC大于0.7，說(shuō)明脈管浸潤(rùn)患者的IC、nIC值及斜率較大，且IC、nIC值及斜率對(duì)進(jìn)展期胃癌脈管浸潤(rùn)具有診斷價(jià)值，但其具體機(jī)制尚不可知，或后期需進(jìn)一步探究能譜CT定量參數(shù)與脈管浸潤(rùn)的關(guān)系。

進(jìn)展期胃癌又稱(chēng)為中晚期胃癌，是指癌組織侵犯深度超過(guò)黏膜下層的胃癌，患者預(yù)后較差，死亡率高[13]。相關(guān)研究指出，可采用影像學(xué)方法預(yù)測(cè)惡性腫瘤患者預(yù)后生存情況[14]。CT圖像組織對(duì)比度取決于設(shè)備的管電壓，且管電壓決定了管球發(fā)射的x線(xiàn)光子能譜的上限。而雙能CT可同時(shí)采用高、低兩種電壓水平進(jìn)行圖像采集，故可提高圖像采集質(zhì)量[15]。既往研究指出，雙能CT數(shù)據(jù)能夠重建生成具有較高對(duì)比噪聲比的虛擬單色能量圖像獲得虛擬未增強(qiáng)圖像，組織成分圖并減輕金屬偽影，改善圖像對(duì)比度，進(jìn)而可更好的進(jìn)行觀察[16]。本研究發(fā)現(xiàn)，死亡組IC、nIC值及斜率大于生存組，說(shuō)明術(shù)后1年死亡患者的IC、nIC值及斜率較大，提示或可采用雙能CT評(píng)估患者預(yù)后。本研究經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，C、nIC值預(yù)測(cè)患者預(yù)后的AUC大于0.7，說(shuō)明IC、nIC值對(duì)進(jìn)展期胃癌患者預(yù)后具有預(yù)測(cè)價(jià)值。這主要與雙能CT可對(duì)含有碘、水、鈣等物質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行定量分析，能夠反映組織的血流灌注特征有關(guān)。

綜上所述，進(jìn)展期胃癌患者IC、nIC值與脈管生成相關(guān)，且對(duì)進(jìn)展期胃癌脈管浸潤(rùn)及預(yù)后具有診斷評(píng)估價(jià)值。