雙層探測器光譜CT 在宮頸癌診斷中的應用價值

梁歡歡，田 冰，喬 英*

（1.山西醫科大學醫學影像學院，太原 030001；2.山西醫科大學第一醫院CT 影像科，太原 030001）

0 引言

宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，且近年來其發病呈現出顯著的年輕化趨勢[1]。明確宮頸癌分期對臨床選擇治療方式及判斷預后有重要意義。目前常規增強CT 對宮頸癌的評估有重要價值，但無法區分宮頸的精細結構，對于強化不明顯或較小病灶靈敏度不高，易導致假陰性[2]。雙層探測器光譜CT（duallayer spectral detector CT，SDCT）作為一種新型能譜CT，主要優勢在于無需提前選擇能譜掃描模式，一次掃描可同時得到常規CT 圖像和能譜多參數圖像，在臨床應用中更加便捷[3]。既往研究顯示SDCT 40 keV 虛擬單能量圖像（virtual monoenergetic image，VMI）具有更好的圖像質量、信噪比（signal to noise ratio，SNR）及對比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR）[4-6]。SDCT 投入臨床實踐以來，在腹腔腫瘤方面的研究報道較多，但對于女性盆腔腫瘤的報道鮮見[7-9]。因此，本文旨在評估SDCT 診斷宮頸癌的臨床價值，為臨床個體化治療提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2019 年10 月至2022 年8 月經病理證實為宮頸癌的患者50 例，其中鱗癌44 例、腺癌4 例、小細胞癌2 例；年齡29～84 歲，平均（53±14）歲。納入標準：（1）患者術前接受SDCT 腹盆腔增強掃描；（2）經手術病理證實為宮頸癌；（3）未行任何治療。排除標準：（1）圖像存在偽影，不能滿足診斷需求；（2）病灶太小無法勾畫感興趣區（region of interest，ROI）；（3）合并其他惡性腫瘤病史。根據國際婦產科聯合會（International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO）分期將≤ⅡA 期（癌灶局限于宮頸或侵犯僅限于陰道上三分之二，無宮旁受侵）的患者定義為早期宮頸癌組（23 例），將≥ⅡB 期（癌灶侵犯宮旁、陰道下三分之一，淋巴結轉移、鄰近器官及遠處轉移）的患者定義為進展期宮頸癌組（27 例）。

本研究經醫院倫理委員會審批后進行，為回顧性研究，均在臨床合理需求下進行。

1.2 SDCT 掃描方法

采用SDCT（IQon Spectral CT，Philips Healthcare）對患者進行腹盆腔增強掃描。掃描參數：管電壓120 kVp，管電流采用自動控制技術自動調節，旋轉速度0.5 s/r，螺距0.969，準直器寬度64×0.625 mm，矩陣512×512，掃描層厚5 mm，重建層厚0.9 mm、層間距0.9 mm，窗寬360、窗位60。掃描范圍為橫膈頂至雙側恥骨聯合下緣水平，采用含碘對比劑碘克沙醇（320 mg/mL），注射劑量1~1.2 mL/kg，注射速率2.5~3.5 mL/s，于注射對比劑后35~40 s、65~70 s 獲取動脈期及靜脈期圖像。

1.3 圖像分析方法

采用Philips SpDS 圖像工作站（Spectral Diagnosic Suite 6.5），基于CT 動、靜脈期圖像獲得120 kVp 混合能量圖像（polyenergetic image，PI），重建單能級40 keV VMI、碘圖和碘覆蓋圖，采用120 kVp 和40 keV圖像進行多平面重建（multiplanar reconstruction，MPR）髂總動脈及其分支。

1.3.1 客觀評價

將ROI 分別放置于同一層面的正常宮體肌層、腫瘤病灶及臀部皮下脂肪處，手動勾畫橢圓形ROI，分別于動脈期和靜脈期圖像測量CT 值和標準差（standard deviation，SD）。在碘圖上測量正常宮體肌層及腫瘤病灶的碘濃度（iodine concentration，IC），同時測量同層面的髂動脈碘濃度，并計算各期標準化碘濃度（normalized iodine concentration，NIC）：NIC=IC病灶/IC髂動脈。腫瘤病灶處ROI 選取在腫瘤強化最明顯區域（實性區），避開腫瘤邊緣和壞死區域，ROI 面積為25～200 mm2；正常宮體肌層ROI 選擇密度均勻區域，避開有節育環金屬偽影的層面，ROI 面積為20～80 mm2；皮下脂肪ROI 需要避開周圍肌肉組織，ROI 面積為50 mm2。采用系統中復制粘貼方式，保證常規CT 圖像和40 keV VMI 中ROI 大小、形態和位置的一致性。以臀部皮下脂肪CT 值SD 為圖像背景噪聲，分別計算圖像的CNR：CNR=（CT 值病灶-CT 值正常肌層）/SD。在MPR 的動脈期圖像上，選取病灶側的髂總動脈為ROI，避開粥樣斑塊區域，ROI 面積為30～100 mm2，分別記錄40 keV VMI、120 kVp PI CT 值。

1.3.2 主觀評價

由2 名分別具有5 年和15 年工作經驗的腹部影像醫師以5 分法對120 kVp PI及40 keV VMI 進行圖像質量主觀評分，評分標準見表1，如有分歧則由第3 名高年資醫師確定評分。閱片時醫師可以自由調整窗寬、窗位，并使用MPR 及三維后處理技術進行觀察，給出最終結果。以病理檢查證實臨床FIGO 分期為“金標準”，由2 名放射科醫師在不知道病理分期的情況下分別在120 kVp PI、40 keV VMI 上評估分期（首次只評估120 kVp PI，2周后評估40 keV VMI），若意見不一致則通過協商達成。

表1 CT 圖像質量主觀評分標準

1.4 統計學分析

采用SPSS 23.0 統計軟件進行數據分析，計量資料用Shapiro-Wilk 檢驗評估正態性，符合正態分布資料以均數±標準差表示，采用獨立樣本t檢驗進行組間比較；不符合正態分布資料以中位數（四分位數間距）表示，采用Wilcoxon 秩和檢驗進行組間比較。定性資料（%）組間比較行χ2檢驗。繪制ROC 曲線，根據最大約登指數計算最佳閾值，計算AUC 值以評估診斷效能。P<0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 圖像質量客觀評價

動脈期、靜脈期40 keV VMI 中病灶的CT 值、CNR 均高于常規120 kVp PI，差異均有統計學意義（P均＜0.001）。動脈期、靜脈期40 keV VIM SD 均低于常規120 kVp PI，差異均有統計學意義（P均＜0.001）。40 keV VMI 髂總動脈的CT 值明顯高于常規120 kVp PI，差異有統計學意義（P＜0.001）。詳見表2。

表2 40 keV VMI 和120 kVp PI 圖像質量客觀評價結果

2.2 圖像質量主觀評價

40 keV VMI、碘圖圖像質量主觀評分均優于常規120 kVp P（IP均＜0.05）。碘圖對病灶邊界的主觀評分高于40 keV VMI，差異有統計學意義（P＜0.05），2 種圖像其余主觀評分差異均無統計學意義（P均＞0.05）。詳見表3。

表3 40 keV VMI 和120 kVp PI 圖像質量主觀評價結果單位：分

2.3 術前SDCT 診斷宮頸癌FIGO 分期效能

以病理結果證實臨床FIGO 分期為金標準，40 keV VMI 與120 kVp PI 術前診斷宮頸癌分期的準確率分別為78.0%（39/50）、58.0%（29/50），差異有統計學意義（χ2＝13.5，P<0.001），40 keV VMI 術前診斷宮頸癌早期（≤ⅡA 期）和進展期（≥ⅡB 期）的敏感度和特異度均高于120 kVp PI，差異無統計學意義（χ2敏感度=1.495、χ2特異度=3.668，P均＞0.05）。詳見表4。FIGOⅠB、ⅡB 期宮頸鱗癌患者SDCT 圖像如圖1、2所示。動脈期、靜脈期腫瘤IC 值均高于正常宮體，差異均有統計學意義（P＜0.001），且靜脈期腫瘤與正常宮體IC 值均高于動脈期，差異均有統計學意義（P均＜0.05），靜脈期腫瘤NIC 值高于動脈期，差異有統計學意義（P＜0.001）。動脈期宮頸癌IC、NIC 值的AUC 值分別為0.728、0.651，IC、NIC 值的AUC 值分別為0.589、0.570。靜脈期宮頸癌IC 值診斷效能較好，約登指數為0.38，敏感度為81.5%，特異度為57.0%。動脈期、靜脈期IC 及NIC 值統計圖如圖3 所示。

圖1 FIGOⅠB 期宮頸鱗癌患者SDCT 圖像

圖2 FIGOⅡB 期宮頸鱗癌患者SDCT 圖像

圖3 動脈期、靜脈期IC 及NIC 值統計圖

表4 40 keV VMI 和120 kVp PI 術前診斷宮頸癌≤ⅡA 期和≥ⅡB 期的效能

3 討論

FIGO 2018 年公布的宮頸癌分期規則是指導宮頸癌治療的主要分期依據，它首次提出將病理學及影像學檢查結果用于分期當中[10]。對于早期患者，首選手術治療，而中晚期患者首選同步放化療[11]。SDCT從探測器角度通過線性結合進行能量分離，上層探測器吸收低能X 射線，下層探測器吸收高能X 射線，實現了同源、同時、同向、同步能量分離掃描，在抑制偽影和提升圖像質量等方面更具優勢。因此，本研究主要評估SDCT 重建的40 keV VMI 和常規CT 120 kVp PI 在宮頸癌初步評估中的診斷價值。

與常規CT 圖像相比，40 keV VMI 中原發腫瘤的CT 值、CNR 顯著增加，圖像背景噪聲減低，具有較高的圖像質量主觀評分，對原發腫瘤及血管的顯示更加清晰。這是由于低能級圖像主要受光電效應的影響，病灶CT 值無限接近碘的k緣值，組織間對比增加，進一步發揮了低能級在病灶顯示和檢出中的優勢。這與Lohofer 等[12]關于雙能CT 圖像質量評估的研究結果一致。本研究結果表明，SDCT 40 keV VMI 與常規CT 圖像相比，可以提供更多、更加客觀的征象，術前診斷宮頸癌FIGO 分期的準確率高于120 kVp PI，可能原因是40 keV VMI 較高的軟組織分辨力有助于發現小宮頸癌灶或與宮頸間質密度差異相近的癌灶，并準確顯示腫塊與周圍臟器（陰道、盆壁、膀胱、直腸等）、血管之間的關系以及淋巴結、腹腔轉移情況，明顯提高中晚期病變檢出率，為臨床個體化治療提供參考。準確評估宮頸癌的供血動脈對于手術或放化療等治療方案的選擇至關重要。本研究表明SDCT 40 keV VMI 對于血管的評估最佳，其髂總動脈的CT 值與主觀評分均高于常規CT 組，在血管的清晰度及小分支的可視化方面顯示更好。這與Hickethier 等[13]關于腹部血管的研究結果相同。

碘圖具有量化碘增強和改善組織內碘可視化效果的能力，從而可根據碘濃度判斷組織的血流動力學情況，對病灶的敏感性較高。Jiang 等[14]研究發現雙能CT 碘圖可根據腫瘤大小變化有效評估放化療反應，也有助于預測宮頸癌的放化療效果。本研究發現腫瘤的IC 值明顯高于正常宮體，且靜脈期IC 值、NIC 值均高于動脈期，表明宮頸癌具有延遲強化的特點，與張婷等[15]研究宮頸癌的強化特點結果一致。本研究發現宮頸癌病灶的動脈期IC 值在評估其分期中的診斷性能較好，可能是因為臨床分期越高，腫瘤血管密度越高，且多為相對成熟血管，血流速度快，對比劑易進入腫塊，造成動脈期腫瘤早期與進展期碘濃度之間的差異較靜脈期大。

本研究的局限性：（1）為單中心回顧性研究，樣本數相對較少，未對宮頸癌的病理分型、FIGO 分期等作進一步細化研究，還需要擴大樣本量進行細化研究和驗證；（2）ROI 的選取及勾畫皆為手動，可能存在一定的主觀性，導致選擇偏倚；（3）未與目前比較公認的MRI 分期進行對比。

綜上所述，SDCT 40 keV VMI 圖像質量優于常規混合能量圖像，可提高宮頸癌診斷及分期的準確率，且輻射劑量小，有利于臨床醫生術前選擇治療方案，具有較高的臨床應用價值。