双源CT双能量成像判断结肠癌浆膜受侵的价值

陈吉虎，武志峰，鄂林宁，吴山，王荣华

（1.山西医科大学，山西太原030001；2.山西大医院影像中心CT室，山西太原030032）

双源CT双能量成像判断结肠癌浆膜受侵的价值

陈吉虎1，武志峰2，鄂林宁2，吴山2，王荣华2

（1.山西医科大学，山西太原030001；2.山西大医院影像中心CT室，山西太原030032）

目的：探讨应用双源CT双能量成像测量结肠癌肠周脂肪组织碘浓度值判断浆膜受侵的价值。方法：回顾性分析我院2015年4—10月经手术病理证实的结肠癌患者45例，于双能量动脉期、静脉期分别测量浆膜受侵组（n=14）与未受侵组（n= 31）结肠癌肠周脂肪组织碘浓度值，采用两独立样本非参数Mann-Whitney U检验对结果进行统计学分析，并采用ROC曲线法评价其判断结肠癌浆膜受侵的价值。结果：动脉期、静脉期浆膜受侵组结肠癌肠周脂肪组织碘浓度值均显著高于浆膜未受侵组（动脉期：0.55 mg/mL vs 0.03 mg/mL，Z=-4.72，P＜0.001；静脉期：0.48 mg/mL vs 0.10 mg/mL，Z=-3.68，P＜0.001）。动脉期曲线下面积（AUC）为0.93，碘浓度界值为0.29 mg/mL时，灵敏度为92.9%，特异度为93.5%；静脉期AUC为0.84，碘浓度界值为0.42 mg/mL时，灵敏度为85.7%，特异度为80.6%。结论：应用双能量成像测量结肠癌周围脂肪组织碘浓度值可以较为准确地判断结肠浆膜有无受侵。

结肠肿瘤；体层摄影术，X线计算机

结直肠癌是常见的恶性肿瘤之一，在我国肿瘤死因构成中居第五位[1]。准确的术前T分期，尤其是术前明确浆膜是否受侵，对治疗方式的选择及判断预后均具有重要意义，但传统螺旋CT对浆膜浸润的判断仍有一定的局限性[2]。双源CT（Dual source computed tomography，DSCT）双能量成像可通过碘图进行组织内碘浓度值测定[3]，碘浓度值可以评估组织内血流灌注情况。

本研究通过分析结肠癌周围脂肪组织碘浓度值与浆膜受侵情况之间的关系，旨在提高术前对结肠癌患者浆膜受侵的诊断价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析我院2015年4—10月经手术病理证实为结肠癌患者45例，男25例，女20例，年龄50～76岁，中位年龄65岁。临床表现为不同程度便血、便秘及腹痛等，所有患者均于治疗前行DSCT双能量检查。入组标准：①临床疑诊为结肠癌，要求行全腹部CT增强扫描者；②DSCT双能量检查后2周之内接受手术治疗，术后病理资料完整；③结肠癌肠周须有足够脂肪组织供碘浓度值测量。

1.2 仪器与检查方法

1.2.1 肠道准备

检查前2天开始低渣饮食，前1天改为流质进食，并于检查前日晚间口服适量泻药（250 mL 10%甘露醇注射液+250 mL温水）清洁肠道，检查当日嘱患者分次口服温开水共2 000～3 000 mL。扫描前患者呈左侧卧位，经肛门注入阴性对比剂600～800 mL充盈肠管后改为平躺。

1.2.2 CT检查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash DSCT扫描仪，扫描范围自膈顶至坐骨结节水平。先行常规平扫，参数：管电压120 kV，参考管电流时间乘积250 mAs，准直128×0.6 mm，螺距因子0.6；而后采用高压注射器经肘静脉注射碘海醇（300 mgI/mL），剂量1.0 mL/kg，注射速率3 mL/s，腹主动脉监测、阈值100 HU、监控触发法确定动脉期扫描时间，等待40 s后行静脉期扫描，得到动脉期、静脉期双能量图像。参数：两个球管管电压分别为100 kV和140 kV，参考管电流时间乘积分别为300 mAs和232 mAs，开启实时动态曝光剂量调节（CARE DOSE 4D），准直32×0.6 mm，螺距因子1.0。

1.3 图像分析

1.3.1 CT分组

根据第7版美国肿瘤联合会[4]（American joint committee on cancer，AJCC）TNM分期系统，结肠癌T1～T3期为浆膜面未受侵，CT表现为肠壁局限性或环形增厚，但肠周脂肪间隙清晰；T4期为浆膜面受侵，CT表现为肠壁明显增厚、变形，肠周脂肪间隙浑浊，可见索条影、结节影及密度增高影，或肿瘤与邻近脏器间的脂肪间隙消失。由两名影像学主治医师独立分析常规CT轴位及MPR图像，参照上述CT分组标准将全部病例分为浆膜面受侵与浆膜面未受侵两组。

1.3.2 碘浓度值测量

以D30（卷积核）算法、层厚1 mm重建双能量动脉期及静脉期图像，将数据传输至syngoMMWP VE40A工作站，应用Dual-Energy软件，在“Liver VNC”模式下获得碘图。在动脉期及静脉期碘图上，紧贴病变段肠壁外缘，沿肠管走行区手动勾画条形感兴趣区（ROI），注意避开血管及周围其他组织，并使ROI宽度≤5 mm,测量结肠癌周围脂肪组织碘浓度值，在远离结肠癌的正常肠壁周围勾画椭圆形ROI，测量正常肠壁周围脂肪组织的碘浓度值。使每例病变动脉期及静脉期的ROI大小、形状及位置基本一致，并分别测量3次，取平均值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 20.0软件进行数据分析，非正态资料统计描述用中位数及四分位数间距表示，即M（P25，P75）。结肠癌肠壁浆膜面受侵组与未受侵组脂肪组织碘浓度值的比较采用两独立样本非参数Mann-Whitney U检验，P＜0.05为差异有统计学意义。采用ROC曲线法评价双能量成像碘浓度判断结肠癌浆膜受侵的能力。

2 结果

2.1 CT融合图像分组与术后病理分组结果对照

见表1。45例结肠癌中，术后病理诊断浆膜面未受侵31例（图1），浆膜面受侵14例（图2）。根据CT征象判断结肠癌浆膜是否受侵的准确率为71.1%（32/45）。

表1 结肠癌CT融合图像分组与术后病理分组结果对照

图1 男，56岁，乙状结肠癌。图1a：静脉期CT图像示肠壁环形增厚，肠周脂肪间隙清晰，CT诊断T3期；图1b，1c：双能量动脉期及静脉期图像示结肠癌浆膜面脂肪组织碘浓度值均为0 mg/mL，提示浆膜未受侵；图1d：镜下病理图像（HE），乙状结肠腺癌Ⅱ级，部分为黏液腺癌，癌组织浸润肠壁全层，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.

图2 女，64岁，乙状结肠癌。图2a：静脉期CT图像示肠壁增厚，肠周脂肪间隙清晰，CT诊断T3期；图2b，2c：双能量动脉期及静脉期图像示结肠癌浆膜面脂肪组织碘浓度值分别为1.0 mg/mL、0.7 mg/mL，提示浆膜受侵；图2d：镜下病理图像（HE），乙状结肠腺癌Ⅱ级，癌组织浸润肠壁全层达浆膜外纤维脂肪组织，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 结肠浆膜受侵者与未受侵者肠周脂肪组织碘浓度值比较

见表2。根据术后病理结果，将45例结肠癌患者分为结肠浆膜受侵组（T4期，共14例）和结肠浆膜未受侵组（非T4期，共31例），二者动脉期、静脉期结肠肠周浆膜面脂肪组织碘浓度值及统计结果见表2。

表2 动脉期及静脉期结肠癌肠周脂肪组织碘浓度值（mg/mL，M（P25，P75））

2.3 结肠癌肠周脂肪组织碘浓度值对浆膜受侵情况的判断价值

利用ROC曲线法选定最佳灵敏度及特异度碘浓度值界值，动脉期（图3a）曲线下面积（Area under curve，AUC）值为0.93，灵敏度为92.9%，特异度为93.5%时，碘浓度界值为0.29 mg/mL；静脉期（图3b）AUC值为0.84，灵敏度为85.7%，特异度为80.6%时，碘浓度界值为0.42 mg/mL。

图3 a动脉期ROC曲线。Figure 3a.ROC curve of arterial phase.

图3 b静脉期ROC曲线。Figure 3b.ROC curve of venous phase.

3 讨论

肿瘤T分期是影响肿瘤切除率的主要因素[5]。根据第7版AJCC癌症分期标准，结肠癌浆膜受侵即为T4期，分T4a期及T4b期，前者指肿瘤穿透腹膜脏层，后者指肿瘤直接侵犯或粘连于其他器官或结构。刘荫华等[6]认为，对于T4期患者，一般主张先行新辅助化疗，而对于非T4期患者首选手术治疗。因此，治疗前判断患者是否为T4期即明确浆膜面是否浸润对选择肿瘤治疗方案具有重要的指导意义。

双源CT具有两个X线球管（A管140 kV，B管100 kV）和两套探测器系统，一次扫描可获得两组不同能量的图像，且高能和低能两组数据为同时同层扫描所得，不存在时间和位置差[7-8]，不同能量的X线穿过不同物质时，其衰减特性存在差异，从而实现物质分离，利用双能量后处理软件可获得碘图，并可进行碘浓度值测量[9-10]，碘浓度值反映了组织内血流灌注情况，这是一个新的评价病变或组织强化特征的指标。而MRI虽具有无电离辐射、软组织分辨率高等特点，对位置相对固定的直肠癌术前分期有较大优势，但因其扫描时间长、对结肠运动伪影敏感而对结肠癌浆膜浸润的判断有其局限性。

在本研究中，动脉期、静脉期正常肠壁周围脂肪组织碘浓度值均为0 mg/mL，提示其内均无血流灌注；T4期结肠癌浆膜面脂肪组织碘浓度值在动脉期、静脉期均显著高于非T4期，ROC曲线示动脉期曲线下面积为0.93，静脉期曲线下面积为0.84，二者对结肠癌浆膜受侵的诊断价值均较高；进一步通过ROC曲线确定碘浓度值界值，动脉期碘浓度值界值为0.29 mg/mL时，灵敏度为92.9%，特异度为93.5%；静脉期碘浓度值界值为0.42 mg/mL时，灵敏度为85.7%，特异度为80.6%。张世昌[11]报道癌细胞如穿透浆膜层（T4期），其周围组织、血管及淋巴受侵袭的机率明显增高，而浆膜未被浸润者（非T4期）肠周脂肪组织血流灌注不高；Bolus[12]也认为，胃癌周围受浸润脂肪碘浓度值高于无浸润脂肪，均与本研究结果一致。

本组病例中，根据CT征象判断结肠癌浆膜是否受侵的准确率为71.1%（32/45）。4例浆膜未受侵者根据CT征象高估为受侵，CT均表现为病变处肠周脂肪间隙浑浊、索条影等，经术后病理证实4例均为肠周反应性纤维结缔组织增生，但是，测量碘浓度值，其中2例双期碘浓度值均为0 mg/mL，另外2例动脉期碘浓度值均为0.8 mg/mL，静脉期碘浓度值分别为0.7 mg/mL、0.8 mg/mL，分析其原因可能为肠周炎性反应导致血流灌注增加，闫林林等[13]也认为，肿瘤周围的炎症反应及纤维化是造成过度分期的主要原因。9例浆膜受侵者根据CT征象低估为浆膜未受侵，CT均表现为肠周脂肪间隙清晰，适当调节窗宽窗位也难以观察到相应征象，术后病理证实均为肠周肿瘤微小浸润，测定碘浓度值，其中8例双期碘浓度值均高于上述界值，仅1例动脉期、静脉期碘浓度值分别为0.1 mg/mL、0.3 mg/mL。可见，仅仅依靠CT征象来判断结肠癌浆膜面是否受侵有其自身的局限性，而双源CT双能量成像碘浓度值测定，通过量化分析，较CT征象更为敏感地反映了结肠癌浆膜面脂肪组织的血流灌注情况，从而提高诊断结肠癌浆膜受侵的准确率。

本研究通过双能量碘图获得碘浓度值，将形态学与功能学更好地结合，为结肠癌治疗前浆膜受侵情况的判断提供了新的研究方向。不足之处在于：①对于过度消瘦、肠周无足够脂肪组织以供碘浓度值测量者，本研究方法有局限性；②病例数量有限，未能比较因肿瘤浸润和炎性反应增生所致的肠周脂肪密度增高时碘浓度值有无差异，有待增加样本量进一步深入研究。

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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

陈吉虎（1990-），男，山西万荣人，在读硕士研究生。E-mail：jihu341@qq.com

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