雙源CT雙能量成像判斷結腸癌漿膜受侵的價值

陳吉虎，武志峰，鄂林寧，吳山，王榮華

（1.山西醫科大學，山西太原030001；2.山西大醫院影像中心CT室，山西太原030032）

雙源CT雙能量成像判斷結腸癌漿膜受侵的價值

陳吉虎1，武志峰2，鄂林寧2，吳山2，王榮華2

（1.山西醫科大學，山西太原030001；2.山西大醫院影像中心CT室，山西太原030032）

目的：探討應用雙源CT雙能量成像測量結腸癌腸周脂肪組織碘濃度值判斷漿膜受侵的價值。方法：回顧性分析我院2015年4—10月經手術病理證實的結腸癌患者45例，于雙能量動脈期、靜脈期分別測量漿膜受侵組（n=14）與未受侵組（n= 31）結腸癌腸周脂肪組織碘濃度值，采用兩獨立樣本非參數Mann-Whitney U檢驗對結果進行統計學分析，并采用ROC曲線法評價其判斷結腸癌漿膜受侵的價值。結果：動脈期、靜脈期漿膜受侵組結腸癌腸周脂肪組織碘濃度值均顯著高于漿膜未受侵組（動脈期：0.55 mg/mL vs 0.03 mg/mL，Z=-4.72，P＜0.001；靜脈期：0.48 mg/mL vs 0.10 mg/mL，Z=-3.68，P＜0.001）。動脈期曲線下面積（AUC）為0.93，碘濃度界值為0.29 mg/mL時，靈敏度為92.9%，特異度為93.5%；靜脈期AUC為0.84，碘濃度界值為0.42 mg/mL時，靈敏度為85.7%，特異度為80.6%。結論：應用雙能量成像測量結腸癌周圍脂肪組織碘濃度值可以較為準確地判斷結腸漿膜有無受侵。

結腸腫瘤；體層攝影術，X線計算機

結直腸癌是常見的惡性腫瘤之一，在我國腫瘤死因構成中居第五位[1]。準確的術前T分期，尤其是術前明確漿膜是否受侵，對治療方式的選擇及判斷預后均具有重要意義，但傳統螺旋CT對漿膜浸潤的判斷仍有一定的局限性[2]。雙源CT（Dual source computed tomography，DSCT）雙能量成像可通過碘圖進行組織內碘濃度值測定[3]，碘濃度值可以評估組織內血流灌注情況。

本研究通過分析結腸癌周圍脂肪組織碘濃度值與漿膜受侵情況之間的關系，旨在提高術前對結腸癌患者漿膜受侵的診斷價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析我院2015年4—10月經手術病理證實為結腸癌患者45例，男25例，女20例，年齡50～76歲，中位年齡65歲。臨床表現為不同程度便血、便秘及腹痛等，所有患者均于治療前行DSCT雙能量檢查。入組標準：①臨床疑診為結腸癌，要求行全腹部CT增強掃描者；②DSCT雙能量檢查后2周之內接受手術治療，術后病理資料完整；③結腸癌腸周須有足夠脂肪組織供碘濃度值測量。

1.2 儀器與檢查方法

1.2.1 腸道準備

檢查前2天開始低渣飲食，前1天改為流質進食，并于檢查前日晚間口服適量瀉藥（250 mL 10%甘露醇注射液+250 mL溫水）清潔腸道，檢查當日囑患者分次口服溫開水共2 000～3 000 mL。掃描前患者呈左側臥位，經肛門注入陰性對比劑600～800 mL充盈腸管后改為平躺。

1.2.2 CT檢查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash DSCT掃描儀，掃描范圍自膈頂至坐骨結節水平。先行常規平掃，參數：管電壓120 kV，參考管電流時間乘積250 mAs，準直128×0.6 mm，螺距因子0.6；而后采用高壓注射器經肘靜脈注射碘海醇（300 mgI/mL），劑量1.0 mL/kg，注射速率3 mL/s，腹主動脈監測、閾值100 HU、監控觸發法確定動脈期掃描時間，等待40 s后行靜脈期掃描，得到動脈期、靜脈期雙能量圖像。參數：兩個球管管電壓分別為100 kV和140 kV，參考管電流時間乘積分別為300 mAs和232 mAs，開啟實時動態曝光劑量調節（CARE DOSE 4D），準直32×0.6 mm，螺距因子1.0。

1.3 圖像分析

1.3.1 CT分組

根據第7版美國腫瘤聯合會[4]（American joint committee on cancer，AJCC）TNM分期系統，結腸癌T1～T3期為漿膜面未受侵，CT表現為腸壁局限性或環形增厚，但腸周脂肪間隙清晰；T4期為漿膜面受侵，CT表現為腸壁明顯增厚、變形，腸周脂肪間隙渾濁，可見索條影、結節影及密度增高影，或腫瘤與鄰近臟器間的脂肪間隙消失。由兩名影像學主治醫師獨立分析常規CT軸位及MPR圖像，參照上述CT分組標準將全部病例分為漿膜面受侵與漿膜面未受侵兩組。

1.3.2 碘濃度值測量

以D30（卷積核）算法、層厚1 mm重建雙能量動脈期及靜脈期圖像，將數據傳輸至syngoMMWP VE40A工作站，應用Dual-Energy軟件，在“Liver VNC”模式下獲得碘圖。在動脈期及靜脈期碘圖上，緊貼病變段腸壁外緣，沿腸管走行區手動勾畫條形感興趣區（ROI），注意避開血管及周圍其他組織，并使ROI寬度≤5 mm,測量結腸癌周圍脂肪組織碘濃度值，在遠離結腸癌的正常腸壁周圍勾畫橢圓形ROI，測量正常腸壁周圍脂肪組織的碘濃度值。使每例病變動脈期及靜脈期的ROI大小、形狀及位置基本一致，并分別測量3次，取平均值。

1.4 統計學分析

采用SPSS 20.0軟件進行數據分析，非正態資料統計描述用中位數及四分位數間距表示，即M（P25，P75）。結腸癌腸壁漿膜面受侵組與未受侵組脂肪組織碘濃度值的比較采用兩獨立樣本非參數Mann-Whitney U檢驗，P＜0.05為差異有統計學意義。采用ROC曲線法評價雙能量成像碘濃度判斷結腸癌漿膜受侵的能力。

2 結果

2.1 CT融合圖像分組與術后病理分組結果對照

見表1。45例結腸癌中，術后病理診斷漿膜面未受侵31例（圖1），漿膜面受侵14例（圖2）。根據CT征象判斷結腸癌漿膜是否受侵的準確率為71.1%（32/45）。

表1 結腸癌CT融合圖像分組與術后病理分組結果對照

圖1 男，56歲，乙狀結腸癌。圖1a：靜脈期CT圖像示腸壁環形增厚，腸周脂肪間隙清晰，CT診斷T3期；圖1b，1c：雙能量動脈期及靜脈期圖像示結腸癌漿膜面脂肪組織碘濃度值均為0 mg/mL，提示漿膜未受侵；圖1d：鏡下病理圖像（HE），乙狀結腸腺癌Ⅱ級，部分為黏液腺癌，癌組織浸潤腸壁全層，病理分期T3期。Figure 1.Male,56 years old.Sigmoid colon cancer.Figure 1a:CT image shows annular thickening of the intestinal wall.The perienteric adipose tissue is clear.CT staging:T3 phase.Figure 1b,1c:Dual energy arterial phase and venous phase images show that iodine concentrations of perienteric adipose tissue are all 0 mg/mL,indicating that the serosa is uninvaded.Figure 1d:Microscope image(HE),adenocarcinoma,gradeⅡ,mucinous adenocarcinoma partly.Pathologic staging:T3 stage.

圖2 女，64歲，乙狀結腸癌。圖2a：靜脈期CT圖像示腸壁增厚，腸周脂肪間隙清晰，CT診斷T3期；圖2b，2c：雙能量動脈期及靜脈期圖像示結腸癌漿膜面脂肪組織碘濃度值分別為1.0 mg/mL、0.7 mg/mL，提示漿膜受侵；圖2d：鏡下病理圖像（HE），乙狀結腸腺癌Ⅱ級，癌組織浸潤腸壁全層達漿膜外纖維脂肪組織，病理分期T4a期。Figure 2.Female,64 years old.Sigmoid colon cancer.Figure 2a:CT image shows thickening of the intestinal wall.The perienteric adipose tissue is clear.CT staging:T3 phase.Figure 2b,2c:Dual energy arterial phase and venous phase images show that iodine concentrations of perienteric adipose tissue are 1.0 mg/mL and 0.7 mg/mL,respectively,indicating that the serosa is invaded.Figure 2d:Microscope image(HE),adenocarcinoma,gradeⅡ.Pathologic staging:T4a stage.

2.2 結腸漿膜受侵者與未受侵者腸周脂肪組織碘濃度值比較

見表2。根據術后病理結果，將45例結腸癌患者分為結腸漿膜受侵組（T4期，共14例）和結腸漿膜未受侵組（非T4期，共31例），二者動脈期、靜脈期結腸腸周漿膜面脂肪組織碘濃度值及統計結果見表2。

表2 動脈期及靜脈期結腸癌腸周脂肪組織碘濃度值（mg/mL，M（P25，P75））

2.3 結腸癌腸周脂肪組織碘濃度值對漿膜受侵情況的判斷價值

利用ROC曲線法選定最佳靈敏度及特異度碘濃度值界值，動脈期（圖3a）曲線下面積（Area under curve，AUC）值為0.93，靈敏度為92.9%，特異度為93.5%時，碘濃度界值為0.29 mg/mL；靜脈期（圖3b）AUC值為0.84，靈敏度為85.7%，特異度為80.6%時，碘濃度界值為0.42 mg/mL。

圖3 a動脈期ROC曲線。Figure 3a.ROC curve of arterial phase.

圖3 b靜脈期ROC曲線。Figure 3b.ROC curve of venous phase.

3 討論

腫瘤T分期是影響腫瘤切除率的主要因素[5]。根據第7版AJCC癌癥分期標準，結腸癌漿膜受侵即為T4期，分T4a期及T4b期，前者指腫瘤穿透腹膜臟層，后者指腫瘤直接侵犯或粘連于其他器官或結構。劉蔭華等[6]認為，對于T4期患者，一般主張先行新輔助化療，而對于非T4期患者首選手術治療。因此，治療前判斷患者是否為T4期即明確漿膜面是否浸潤對選擇腫瘤治療方案具有重要的指導意義。

雙源CT具有兩個X線球管（A管140 kV，B管100 kV）和兩套探測器系統，一次掃描可獲得兩組不同能量的圖像，且高能和低能兩組數據為同時同層掃描所得，不存在時間和位置差[7-8]，不同能量的X線穿過不同物質時，其衰減特性存在差異，從而實現物質分離，利用雙能量后處理軟件可獲得碘圖，并可進行碘濃度值測量[9-10]，碘濃度值反映了組織內血流灌注情況，這是一個新的評價病變或組織強化特征的指標。而MRI雖具有無電離輻射、軟組織分辨率高等特點，對位置相對固定的直腸癌術前分期有較大優勢，但因其掃描時間長、對結腸運動偽影敏感而對結腸癌漿膜浸潤的判斷有其局限性。

在本研究中，動脈期、靜脈期正常腸壁周圍脂肪組織碘濃度值均為0 mg/mL，提示其內均無血流灌注；T4期結腸癌漿膜面脂肪組織碘濃度值在動脈期、靜脈期均顯著高于非T4期，ROC曲線示動脈期曲線下面積為0.93，靜脈期曲線下面積為0.84，二者對結腸癌漿膜受侵的診斷價值均較高；進一步通過ROC曲線確定碘濃度值界值，動脈期碘濃度值界值為0.29 mg/mL時，靈敏度為92.9%，特異度為93.5%；靜脈期碘濃度值界值為0.42 mg/mL時，靈敏度為85.7%，特異度為80.6%。張世昌[11]報道癌細胞如穿透漿膜層（T4期），其周圍組織、血管及淋巴受侵襲的機率明顯增高，而漿膜未被浸潤者（非T4期）腸周脂肪組織血流灌注不高；Bolus[12]也認為，胃癌周圍受浸潤脂肪碘濃度值高于無浸潤脂肪，均與本研究結果一致。

本組病例中，根據CT征象判斷結腸癌漿膜是否受侵的準確率為71.1%（32/45）。4例漿膜未受侵者根據CT征象高估為受侵，CT均表現為病變處腸周脂肪間隙渾濁、索條影等，經術后病理證實4例均為腸周反應性纖維結締組織增生，但是，測量碘濃度值，其中2例雙期碘濃度值均為0 mg/mL，另外2例動脈期碘濃度值均為0.8 mg/mL，靜脈期碘濃度值分別為0.7 mg/mL、0.8 mg/mL，分析其原因可能為腸周炎性反應導致血流灌注增加，閆林林等[13]也認為，腫瘤周圍的炎癥反應及纖維化是造成過度分期的主要原因。9例漿膜受侵者根據CT征象低估為漿膜未受侵，CT均表現為腸周脂肪間隙清晰，適當調節窗寬窗位也難以觀察到相應征象，術后病理證實均為腸周腫瘤微小浸潤，測定碘濃度值，其中8例雙期碘濃度值均高于上述界值，僅1例動脈期、靜脈期碘濃度值分別為0.1 mg/mL、0.3 mg/mL?？梢?，僅僅依靠CT征象來判斷結腸癌漿膜面是否受侵有其自身的局限性，而雙源CT雙能量成像碘濃度值測定，通過量化分析，較CT征象更為敏感地反映了結腸癌漿膜面脂肪組織的血流灌注情況，從而提高診斷結腸癌漿膜受侵的準確率。

本研究通過雙能量碘圖獲得碘濃度值，將形態學與功能學更好地結合，為結腸癌治療前漿膜受侵情況的判斷提供了新的研究方向。不足之處在于：①對于過度消瘦、腸周無足夠脂肪組織以供碘濃度值測量者，本研究方法有局限性；②病例數量有限，未能比較因腫瘤浸潤和炎性反應增生所致的腸周脂肪密度增高時碘濃度值有無差異，有待增加樣本量進一步深入研究。

[1]路成文，張彬.CT、MR對盆腔結、直腸癌術前TN分期的應用價值[J].醫學影像學雜志，2015，25（7）：204-1208.

[2]馬來陽，孫鵬飛.雙能量CT在胃癌影像評價中的臨床研究進展[J].國際醫學放射學雜志，2015，38（1）：43-45.

[3]Johnson TR,Krauss B,Sedlmair M.Material differentiation by dual energy CT:initial experience[J].Eur Radiol,2007,17(6): 1510-1517.

[4]Edge SB,Compton CC.The American Joint Committee on Cancer:the 7th edition of the AJCC cancer staging manual and the future of TNM[J].Ann Surg Oncol,2010,17(6):1471-1474.

[5]周純武，李靜，趙心明.螺旋CT對結直腸癌術前分期的評價[J].中華腫瘤雜志，2002，24（3）：1-73.

[6]劉蔭華，徐玲，姚宏偉.2010年結直腸癌診治觀點科學解讀[J].中國實用外科雜志，2010，30（9）：763-768.

[7]Flohr TG,McCollough CH,Bruder H.First performance evaluation of a dual-source CT(DSCT)system[J].Eur Radiol,2006,16 (2):256-268.

[8]Karcaaltincaba M,Aktas A.Dual-energy CT revisited with multidetector CT:review of principles and clinical applications[J].Diagn Interv Radiolk,2011,17(3):181-194.

[9]GraserA,Johnson TR,Chandarana H,et al.Dual energy CT: preliminary observations and potential clinical applications in the abdomen[J].Eur Radiol,2009,19(1):13-23.

[10]Heye T,Nelson RC,Ho LM,et al.Dual-energy CT applications in the abdomen[J].Am J Roentgenol,2012,199(5 Suppl):s64-70.

[11]張世昌.多層螺旋CT診斷直腸癌漿膜面受浸潤的臨床價值分析[J].醫學影像學雜志，2012，22（12）：2136-2137.

[12]Bolus DN.Dual Energy CT Application in the Abdomen[J].Curr Radiol Rep,2013,1(4)：269-276.

[13]閆林林，姜慧杰.MSCT與其他影像技術對結直腸癌TNM分期診斷價值[J].臨床放射學雜志，2015，34（3）：482-485.

Value of dual source CT dual energy imaging in determining the serosa invasion of colon cancer

CHEN Ji-hu1,WU Zhi-feng2,E Lin-ning2,WU Shan2,WANG Rong-hua2
(1.Shanxi Medical University,Taiyuan 030001,China;2.CT Room,Shanxi Dayi Hospital,Taiyuan 030032,China)

Objective:To explore the value of measuring iodine concentration(IC)in perienteric adipose tissue with dual source CT dual energy imaging for detection of serosa invasion of colon cancer.Methods:Forty-five patients with colon cancer confirmed by surgery and pathology from April to October 2015 were analyzed retrospectively,and all patients underwent preoperative dual energy imaging.IC of perienteric adipose tissue was measured in serosa invasion group(n=14)and uninvaded group(n=31)at arterial phase(AP)and venous phase(VP),respectively.Two independent samples nonparametric Mann-Whitney U test was used for statistical analysis and ROC curve was used to evaluate the value of IC in determining serosa invasion.Results:IC of perienteric adipose tissue was significantly higher in serosa invasion group than that in uninvaded group(AP: 0.55 mg/mL vs 0.03 mg/mL,Z=-4.72,P＜0.001;VP:0.48 mg/ml vs 0.10 mg/ml,Z=-3.68,P＜0.001).With a cut-off of 0.29 mg/mL at AP,area under curve(AUC)was 0.93,the sensitivity and specificity for determining serosa invasion were 92.9%and 93.5%, respectively.With a cut-off of 0.42 mg/mL at VP,AUC was 0.84,the sensitivity and specificity were 85.7%and 80.6%,respectively.Conclusion:Measuring IC in perienteric adipose tissue with dual energy imaging has a more accurate judgment of serosa invasion in patients with colon cancer than only by CT signs.

Colonic neoplasms;Tomography,X-ray computed

R735.35；R814.42 [

]A [

]1008-1062（2016）10-0725-04

2016-02-14；

2016-03-20

陳吉虎（1990-），男，山西萬榮人，在讀碩士研究生。E-mail：jihu341@qq.com

武志峰，山西大醫院影像中心CT室，030032。E-mail：wuzhifeng2004@126.com