Revolution CT灌注成像对胃癌Lauren分型及预后相关因子的术前定量评估

张敏，王君鑫，翟艳慧，杨晨晓，李莹，贾守强

胃癌是常见的恶性肿瘤之一，占我国恶性肿瘤病死率的第3位[1]。影响胃癌治疗和预后的因素有很多，如肿瘤分期、病理学分型及表皮生长因子受体(EGFR、HER2)表达等。李媛等[1]指出修订版Lauren分型是胃癌独立的预后因素，且混合型胃癌(各成分所占比例≥5%)的预后较其他类型胃癌预后差。目前，Lauren分型主要依赖胃镜活检或术后病理，但都为有创方法。多层螺旋CT在胃癌分期中已广泛应用，然而，单纯影像形态学无法将胃癌的多种组织学类型区分开来。近年来，随着CT功能成像的发展，CT灌注成像被广泛应用于肺癌及其他实质性脏器病变的定量分析[2-3]，但由于胃的特殊解剖结构和生理学特征，其应用仍停留在探索阶段，对于胃癌的CT灌注研究文献报道较少[4-5]。Revolution CT宽体探测器的应用，增大了扫描范围并有效缩短扫描时间，使得胃癌甚至全胃灌注成像成为可能。本文分析各灌注参数在胃癌不同Lauren分型及其预后相关因子EGFR、HER2表达间的差异，评价Revolution CT灌注成像在不同Lauren分型及其预后相关因子中的定量评估作用，旨在为胃癌患者提供一种无创、定量的术前评估方法。

材料与方法

1.一般资料

搜集2018年6月-2019年11月经胃镜病理确诊为胃癌的患者52例，其中男44例，女8例，年龄44～85岁，平均年龄58±4.8岁。本研究经本院医学伦理委员会许可，入组患者均经患者及其监护人知情同意情况下接受CT灌注成像检查。

研究中胃癌患者入组标准：①胃镜活检病理结果确诊为胃癌；②胃镜及CT检查前均未接受任何抗肿瘤治疗；③胃镜及CT检查后行胃癌根治性或姑息性切除手术且术后病理资料可获得；④CT图像质量可评价；⑤患方知情同意。排除标准：①有碘对比剂过敏或禁忌证；②有严重心、肝、肾功能障碍或严重影响胃血供疾病、甲状腺毒症；③图像质量欠佳、病灶灌注参数获得不满意。

2.检查方法

检查前12 h禁食，检查前30 min饮温开水400～600 mL，检查前5 min再口服温开水200～300 mL使胃腔适度充盈。无青光眼等禁忌症者，检查前5～10 min肌注山莨菪碱注射液10 mg。对患者进行呼吸训练，尽量延长屏气时间，减少呼吸频率及幅度，并在扫描时对患者腹部使用腹带加压。

扫描设备采用Revolution 512层CT扫描仪。对比剂采用碘佛醇(320 mg I/mL)，注射流率为4.0 mL/s，剂量50 mL。采用体部CT灌注模式，在注入对比剂5.0 s后开始扫描，扫描范围以平扫图像显示的肿瘤最大层面为灌注中心层面，Z轴覆盖范围为160 mm，CT灌注扫描间隔为2.2 s，扫描25次，总扫描时间为53.3 s。扫描参数：管电压100 kV，管电流200 mAs，转速0.5 s/r，螺距0.992：1，层厚5.0 mm，层间距为0，ASIR-V60%。

3.CT灌注图像处理

由两名经验丰富的放射科医生独立阅片。采用AW4.7工作站对灌注图像进行处理，采用Integrated Registration对图像进行运动伪影校正处理后，进入CT Perfusion 4D模块，选用CT Body Tumor Perfusion模式，选取病灶最大层面上的腹主动脉作为供血动脉，生成其时间密度曲线。屏蔽50%大血管后进行计算后进入Review Premeability Maps在各参数伪彩图上(图1a～c)进行数据测量。选取肿瘤病灶最大层面为研究层面，参考各期灌注及增强图像，沿肿瘤的边界手动绘制兴趣区(region of interest，ROI)，同时避开大血管、坏死及囊变区，避免部分容积效应。得出血流量(bloodflow，BF)、血容量(blood volume，BV)、平均通过时间(mean transmit time，MTT)、达峰时间(time to peak，TTP)和Tmax、毛细血管表面通透性(permeability surface，PS)。ROI的绘制及参数计算过程均重复3次后取平均值进行分析。

4.病理分析

观察并记录受试患者Lauren分型(肠型、弥漫型、混合型：各成分所占比例≥5%)。另外选取术后癌组织，通过免疫组织化学法检测其HER2及EGFR表达情况，由两位经验丰富的病理科医师检测HER2的表达程度，表达0和1+定为未表达即阴性， 2+～3+定为表达即阳性；据EGFR表达情况分为0(阴性)组、1+组、2+组及3+组(图1d～f)。

图1 男，56岁，混合型胃癌。a)BV伪彩图；b)BF伪彩图；c)PS伪彩图；d)镜下见新生毛细血管数量较多、内皮细胞欠完整(HE，×200)；e)免疫组化示HER2(3+)；f)免疫组化示EGFR(2+)。

5.数据分析统计分析方法选择

结 果

1.不同Lauren分型、HER2及EGFR不同表达胃癌间CT灌注参数的比较

本研究52例胃癌不同Lauren分型中肠型组19例，弥漫型组13例，混合型组20例(表1)。将3组胃癌灌注参数平均值进行单因素方差分析，结果显示：三组中PS(F=43.21，P=0.000)及BV(F=29.460，P=0.000)差异有统计学意义；三组中BF、MTT、TTP/Tmax差异无统计学差异(P>0.05)。进一步运用LSD-t检验进行两两组间比较结果显示：PS三组间差异具有统计学意义(P肠型-混合型=0.000，P肠型-弥漫型=0.014，P弥漫-混合型<0.001，表1)。混合型组胃癌中(BV混合型6.41 mL/100g)分别与弥漫型组(BV弥漫型4.47 mL/100g)及肠型组(BV肠型4.31 mL/100g)组间差异有统计学意义(P≤0.05，表1)。

表1 不同Lauren分型胃癌间CT灌注参数的比较

本研究HER2阴性组26例，HER2阳性组26例。LSD-t检验结果显示，BV及PS值HER2阳性组[BV 5.72 mL/100g、PS 39.38 mL/(100g·min))高于HER2阴性组[BV 4.53 mL/100g、PS 53.53 mL/(100g·min)]，见表2。

本研究EGFR表达阴性组10例、EGFR1+组13例、EGFR2+组16例、EGFR3+组13例。单因素方差分析结果显示胃癌各灌注参数在不同EGFR表达组中差别差异无统计学意义(P>0.05，表2)。

表2 不同HER2及EGFR表达程度胃癌间CT灌注参数的比较

2.CT灌注参数对于胃癌Lauren分型中混合型胃癌及HER2表达阳性胃癌诊断能力

ROC曲线结果显示，PS诊断混合型胃癌的AUC为0.962(95%CI 0.906～1.000，P=0.000)，以45.23 mL/(100g·min)为界值，其预测Lauren分型中混合型胃癌的敏感度、特异度、阳性似然比和阴性似然比分别为94.7%、93.9%、15.5和0.06。BV诊断混合型胃癌的AUC为0.735(95%CI:0.593～0.877，P=0.004)，以 5.04 mL/100g为界值，其预测Lauren分型中混合型胃癌的敏感度、特异度、阳性似然比和阴性似然比分别为94.7%、84.8%、6.23和0.06。PS对混合型胃癌的诊断效能高于BV(P<0.05，表3，图2)。

图2 CT灌注参数诊断混合型胃癌ROC曲线。 图3 CT灌注参数诊断HER2阳性胃癌ROC曲线。

采用CT灌注诊断HER2效能研究中，ROC曲线显示，PS诊断胃癌HER2阳性的AUC为0.735(95%CI:0.593～0.877，P=0.004)，以43.89 mL/(100g·min)为界值，其预测胃癌HER2表达阳性的敏感度、特异度、阳性似然比和阴性似然比分别为63.6%、80%、3.18和0.46；BV诊断胃癌HER2阳性的AUC为0.762(95%CI：0.635～0.890，P=0.001)，以3.96 mL/100g为界值，其预测胃癌HER2表达阳性的敏感度、特异度、阳性似然比和阴性似然比分别为95.5%、46.7%、1.73和0.01。PS与BV值对胃癌HER2表达阳性的诊断效能无显著差异(P>0.05，表3，图3)。

表3 灌注参数值诊断能力的 ROC 曲线结果

讨 论

胃癌Lauren分型可反映胃癌生物学行为特征、病因及发病机制，对临床治疗有一定的指导意义[6-7]，有研究表明修订版Lauren分型是胃癌独立的预后因素之一，且其中预后最差的为混合型胃癌[1]。又有研究认为无论早期还是处于进展期的胃癌，混合型胃癌在血管生成等方面均与单纯的肠型或弥漫型胃癌不同[8,9]。因此，对混合型胃癌进行无创、定量评价意义非凡。CT灌注成像作为一种功能成像技术，可以对肿瘤中新生血管情况进行活体、无创的定量分析。因此，笔者通过分析胃癌Lauren诸亚型CT灌注成像各参数差异，找出各亚型间有意义参数后进一步评估不同参数对Lauren分型的诊断价值，从而为胃癌Lauren分型尤其是预后差的混合型胃癌提供一种无创、定量的术前诊断方法。

在CT灌注参数中，PS反映对比剂透过毛细血管内皮到间质间隙的扩散，进而反映了内皮细胞的完整性及通透性[10]。BF和BV反映肿瘤血管生成能力，MTT和TTP/Tmax则反映了对比剂在肿瘤血管内的通过与聚集速率，均可以反映肿瘤的恶性程度。本研究对胃癌Lauren分型各亚型患者CT灌注参数分析结果表明，PS在不同Lauren分型胃癌中有显著差异(P<0.05)，组间两两比较差异具有统计学意义(各组间P均<0.05，表1)，且肠型、弥漫型、混合型胃癌PS值依次增高。PS增高的主要原因是因为恶性肿瘤组织中含有相当数量无基底膜或基底膜不连续的毛细血管及新生血管，换言之，肿瘤恶性程度越高，其无基底膜或基底膜不连续的新生毛细血管数量就越多[11-12]。本研究结果从一定程度上证实了混合型胃癌较其他Lauren分型亚型预后差。Lee等[13]对于胃癌的灌注研究结果也显示细胞粘附差的癌组织(印戒细胞癌)PS值高于非细胞粘附差的癌组织。胃印戒细胞癌具有分化程度低、恶性程度高、预后不良的临床特点。与本研究虽采用不同分组方法，但是所得结果并无冲突。进一步ROC曲线分析结果显示，PS大于45.23 mL/(100g·min)或BV大于5.04 mL/100g诊断Lauren分型中混合型胃癌的AUC分别为0.962和0.735且诊断的准确性较高(PS的敏感度94.7%、特异度93.9%，BV的敏感度94.7%、特异度84.8%)。且PS诊断混合型胃癌价值高于BV(P=0.04)。既往CT灌注成像评估胃癌血流的研究结果表明，CT灌注参数值与肿瘤血供及微血管密度等密切相关[14]，而恶性程度越高，肿瘤血管生长越迅速，微血管密度越高，供血越丰富[15-16]。BV主要与毛细血管数量有关，本研究中BV在混合型胃癌明显高于肠型及弥漫型，而BF在Lauren分型不同亚型间无明显差异。分析原因，可能是由于混合型胃癌侵袭性较高[8-9]，其新生毛细血管不同于人体正常成熟毛细血管，其在运输血液的作用方面与成熟毛细血管间存在差异，血液或对比剂进入肿瘤组织后因其透过血管壁的基底膜不连续区或无基底膜区弥散入临近细胞间隙而导致其BV(血容量)增加，但相应BF(血流量)并未显著增加。进一步的ROC曲线分析显示PS和BV对HER2表达阳性的胃癌也有一定诊断价值。

肿瘤新生血管是肿瘤获得血供的重要途径，EGRF及HER2在血管生长因子诱导的血管生成中发挥重要作用[17]，可上调血管内皮生长因子受体的表达从而促进肿瘤新生血管生成[18]。因此，EGFR及HER2的表达与胃癌的生物学特性及预后密切相关[19]。本研究HER2表达阳性组胃癌PS及BV数值均高于阴性组。而各CT灌注参数在EGFR表达程度不同胃癌组织中无明显差异。在Lee等[13]的研究中诸灌注参数在HER2及EGFR表达程度不同胃癌组织间差异无统计学意义，与本研究有出入，分析原因，首先其与本研究采用的检查设备及后处理软件不同，这可能导致所得到灌注参数存在一定差异[20-22]；其次，CT灌注参数所反映的微血管密度除已考虑的因素，还可能受到其他因素的影响。此外，笔者还进一步分析了差异有统计学意义的参数的诊断价值，PS诊断混合型胃癌价值较高，高于BV。PS和BV对HER2表达阳性的胃癌也有一定诊断价值。

MTT 和TTP/Tmax在Lauren分型诸亚型间、不同HER2和EGFR表达组间差别均无统计学意义(均有P>0.05)。分析原因，笔者认为，因MTT和TTP/Tmax反映的是对比剂在肿瘤血管内的通过与聚集速率，而恶性肿瘤的血供除来自新生的不成熟肿瘤血管外，肿瘤侵犯、共用宿主成熟血管也是其血供重要来源之一。而对比剂在成熟及不成熟血管的通过与聚集速率势必会有所不同，因此上述参数值与两种血管所占比例可能存在一定关系，这可能是导致MTT和TTP/Tmax在Lauren分型诸亚型间、不同HER2和EGFR表达组间差异无统计学意义的原因。

该研究还存在一些不足及局限。首先，因Lauren分型中混合型胃癌预后较差而临床比较关注，笔者仅对混合型胃癌做了ROC曲线分析，而其他类型未予进一步计算，分析欠全面。其次，对于胃癌HER2表达上，由于技术限制，笔者将免疫组化法HER2(2+)的病例直接归入表达阳性组而没有进一步做原位杂交进行进一步区分。在以后的研究中，笔者将继续搜集病例，做更加深入全面的分析。

综上所述，从本研究的结果及结合相关文献来看，CT灌注成像可以对胃癌术前Lauren分型中混合型胃癌进行较准确的无创和定量评价，且PS和BV对HER2表达阳性的胃癌有一定诊断价值。