王 博，譚紅娜，王攀鴿，侯 平，梁 盼，高劍波*

(1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450052；2.河南省人民醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450003)

乳腺癌是嚴重危害女性健康的常見惡性腫瘤之一，術(shù)前明確腋窩淋巴結(jié)狀態(tài)，對于治療及預(yù)后評估至關(guān)重要[1]。一站式CT能譜灌注成像技術(shù)兼具常規(guī)CT灌注成像和能譜成像的優(yōu)勢，可提供多個定量參數(shù)，全面反映組織和病變特性，有利于提高診斷準確性，目前已初步用于研究兔VX2模型及孤立性肺結(jié)節(jié)性質(zhì)[2-3]。本研究采用一站式CT能譜灌注成像技術(shù)，分析兔腋窩轉(zhuǎn)移性和炎性淋巴結(jié)灌注參數(shù)及能譜參數(shù)特征，比較不同參數(shù)的診斷效能。

1 材料與方法

1.1 研究對象 60只健康新西蘭純種雌性大白兔(鄭州大學(xué)實驗動物中心提供，許可證號：豫2006-0003)，體質(zhì)量2.50～3.00 kg，平均(2.77±1.43)kg，隨機分為2組，每組30只，分別建立乳腺癌腋窩轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)模型(轉(zhuǎn)移組)和腋窩炎性淋巴結(jié)模型(炎癥組)。

1.2 動物模型建立

1.2.1 轉(zhuǎn)移組 采用VX2腫瘤株建立腫瘤荷瘤模型，取VX2腫瘤剪成1 cm3左右組織塊，與等滲氯化鈉混合制成VX2組織懸浮液，取1 ml懸浮液注入實驗兔單側(cè)胸壁第2乳墊處建立兔乳腺癌模型，于第4周末觀察腫瘤生長情況，同側(cè)腋窩觸及腫大淋巴結(jié)，即腋窩轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)模型建立成功。

1.2.2 炎癥組 將蛋黃與無菌生理鹽水勻速攪拌配成蛋黃乳膠，注射1 ml蛋黃乳膠于單側(cè)胸壁第2乳墊處及同側(cè)前肢腋側(cè)皮下，于第4周末腋窩觸及腫大淋巴結(jié)即腋窩炎性淋巴結(jié)模型建立成功。

1.3 CT掃描 采用GE Discovery HD750 CT掃描儀。于建模后第4周末對實驗兔行一站式CT能譜灌注成像檢查。檢查前將24G密閉式靜脈留置針置入兔耳緣靜脈，深度麻醉實驗兔，仰臥保定于掃描床，充分暴露腋窩。先行CT平掃，范圍自頸根部至腫瘤部位，管電壓80 kV，管電流100 mA，螺距0.984，矩陣512×512，層厚0.625 mm，間隔0.625 mm。依據(jù)CT平掃圖像所顯示雙側(cè)腋窩淋巴結(jié)的范圍，確定增強掃描的掃描起始和結(jié)束層面。采用雙筒高壓注射器以0.5 ml/s的流率經(jīng)兔耳緣靜脈團注對比劑(碘克沙醇，320 mgI/ml)，對比劑總量4 ml，后追加8 ml生理鹽水。采用GSI Perfusion軟件進行連續(xù)動態(tài)掃描，注射對比劑后10 s開始掃描，每2 s掃描1次，共掃描25個時相。增強掃描參數(shù)：管電壓為高低能量(140、 80 kVp)瞬間切換，管電流260 mA，螺距0.984，矩陣512×512，層厚1.25 mm，間隔1.25 mm。

1.4 圖像后處理 采用GE AW 4.6后處理工作站，對短徑>5 mm的腋窩淋巴結(jié)進行測量。應(yīng)用Perfusion 4-body tumor軟件，選擇主動脈作為輸入動脈，在同一層面分別于淋巴結(jié)和主動脈內(nèi)勾畫ROI，盡量確保ROI大小及形態(tài)一致，淋巴結(jié)ROI盡量避開壞死液化區(qū)，測量3次取平均值。灌注軟件自動分析獲得反映病變灌注狀態(tài)的血容量(blood volume， BV)、血流量(blood flow， BF)、平均通過時間(mean transit time， MTT)、表面通透性(permeability surface， PS)參數(shù)值及相應(yīng)偽彩圖。

選擇延遲34 s和58 s(對應(yīng)第12和24掃描時相)的灌注掃描圖像作為動脈期和靜脈期圖像。采用GSI Viewer軟件，在動脈期和靜脈期碘基圖上分別于淋巴結(jié)和主動脈處放置ROI，測量其碘濃度(iodine concentration， IC)；以同層主動脈IC為參照，計算標準化碘基值(normalized iodine concentration， NIC)，NIC=淋巴結(jié)IC/主動脈IC；分析動脈期和靜脈期圖像淋巴結(jié)在40～70 keV間的能譜曲線斜率(λ)，λ=(40 keV CT值-70 keV CT值)/30 keV CT值。

1.5 病理檢查 完成CT檢查后處死實驗兔，暴露并標記腋窩短徑>5 mm的淋巴結(jié)，記錄其方位、個數(shù)，與CT所見進行對照。對標記的淋巴結(jié)進行大體病理分析及HE染色。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 19.0統(tǒng)計分析軟件。計量資料以±s表示。組間CT灌注參數(shù)和能譜參數(shù)的比較采用兩獨立樣本t檢驗，并對差異有統(tǒng)計學(xué)意義的參數(shù)建立Logistic回歸模型，獲得有統(tǒng)計學(xué)意義的聯(lián)合參數(shù)方程。繪制ROC曲線，評價各參數(shù)和聯(lián)合參數(shù)方程鑒別轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與炎性淋巴結(jié)的效能。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

30只建立乳腺癌模型的實驗兔中，5只實驗兔在建模過程中處死以觀察腫瘤和腋窩淋巴結(jié)生長情況，1只因肺部感染死亡，最終24只實驗兔建模成功，乳腺癌病灶直徑為(36.10±2.62)mm。30只炎癥組實驗兔中，2只實驗兔感染死亡，最終28只實驗兔建模成功。以病理結(jié)果為金標準，逐一在CT圖像上對照標記的腋窩淋巴結(jié)，共獲得轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)36枚(轉(zhuǎn)移組)，短徑5.28～11.74 mm，平均(7.50±1.84)mm；炎性淋巴結(jié)43枚(炎性組)，短徑5.10～9.38 mm，平均(6.71±1.10)mm。

轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)BF、BV均明顯高于炎性組(P均<0.05)，而2組間PS、MTT差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)，見表1、圖1。轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)動脈期及靜脈期IC、NIC、λ均高于炎性組(P均<0.05)，見表2、圖2。

Logistic回歸結(jié)果顯示，聯(lián)合參數(shù)BF+動脈期λ、BF+靜脈期λ、BF+動脈期λ+靜脈期λ的概率方程有統(tǒng)計學(xué)意義(P均<0.05)，分別為：P=0.041BF+2.910動脈期λ-12.134、P=0.055BF+2.145靜脈期λ-12.248、P=0.047BF+2.768動脈期λ+1.798靜脈期λ-19.072。差異有統(tǒng)計學(xué)意義的CT灌注能譜參數(shù)BF、BV、IC、NIC、λ和3種聯(lián)合參數(shù)的ROC曲線分析結(jié)果見表3、圖3。聯(lián)合參數(shù)(BF+動脈期λ+靜脈期λ)的AUC為0.942，以0.65為臨界值，其診斷實驗兔腋窩乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與炎性淋巴結(jié)的敏感度和特異度分別為79.68%和95.92%。

3 討論

CT灌注和CT能譜成像已用于判斷頸部或縱隔淋巴結(jié)性質(zhì)及來源[4-6]，目前對于腋窩淋巴結(jié)的研究尚處于初步階段。一站式CT能譜灌注成像技術(shù)可在能譜成像條件下對病灶進行灌注掃描，每一時相的灌注圖像均為能譜圖像，可獲得多個時相的灌注和能譜參數(shù)，為判斷病變來源及性質(zhì)提供更可靠的診斷依據(jù)。

表1 實驗兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)CT灌注參數(shù)比較(±s)

表1 實驗兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)CT灌注參數(shù)比較(±s)

組別BF[ml/(min·100 g)]BV(ml/100 g)MTT(s)PS [ml/(min·100 g)]轉(zhuǎn)移組(n=36)73.13±28.456.29±2.458.46±4.5419.79±13.90炎性組(n=43)43.56±22.154.84±2.449.90±4.4416.18±8.63t值3.7872.632-1.4311.024P值0.0010.0100.1570.524

表2 實驗兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)能譜參數(shù)IC、NIC、λ比較(±s)

表2 實驗兔轉(zhuǎn)移組與炎性組淋巴結(jié)能譜參數(shù)IC、NIC、λ比較(±s)

組別動脈期IC(×103 μg/ml)NICλ靜脈期IC(×103 μg/ml)NICλ轉(zhuǎn)移組(n=36)2.89±10.010.20±0.033.66±0.633.23±9.540.33±0.064.69±1.03炎癥組(n=43)2.46±8.720.17±0.312.90±0.282.48±7.050.26±0.073.67±0.53t值2.1423.9415.3663.8592.3964.856P值0.032<0.001<0.0010.0010.017<0.001

表3 CT能譜灌注參數(shù)和聯(lián)合參數(shù)鑒別實驗兔腋窩轉(zhuǎn)移性與炎性淋巴結(jié)的效能

圖1 實驗兔腋窩淋巴結(jié)CT灌注圖像 A～D.轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，依次為BF、BV、MTT和PS偽彩圖； E～H.炎性淋巴結(jié)，依次為BF、BV、MTT和PS偽彩圖

圖2 實驗兔腋窩淋巴結(jié)能譜圖像 A.轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)動脈期碘圖； B.炎性淋巴結(jié)動脈期碘圖； C.動脈期能譜曲線； D.轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)靜脈期碘圖； E.炎性淋巴結(jié)靜脈期碘圖； F.靜脈期能譜曲線 (L1：炎性淋巴結(jié)；L2：轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié))

本研究中轉(zhuǎn)移組兔腋窩淋巴結(jié)BF、BV高于炎癥組，而PS、MTT差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與劉云等[7-8]的結(jié)果一致。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)受腫瘤細胞侵犯，形成大量雜亂紆曲的新生血管，血流動力學(xué)呈高灌注狀態(tài)[9]，故其BF明顯高于炎性淋巴結(jié)。MTT反映對比劑通過靶區(qū)毛細血管網(wǎng)所用時間，路徑不同，通過時間亦不同。轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)新生血管內(nèi)壓力增大、流速增快，血液循環(huán)時間縮短，表現(xiàn)為MTT值減低；而BV值受BF和MTT影響而高于炎性淋巴結(jié)。PS為血液由毛細血管內(nèi)皮進入細胞間隙的單向傳輸率[10]，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)新生血管基底膜不完整且管壁通透性高， PS值升高；但本研究中組間MTT值和PS值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能因腫瘤和炎癥浸潤在侵及血管外間隙時具有類似行為，新生血管和細胞因子介導(dǎo)的炎癥誘導(dǎo)血管內(nèi)皮和血管功能的變化相似所致。

因?qū)嶒瀭€體間存在偏差，經(jīng)標準化的NIC能更直觀準確地反映病變對碘的攝取能力，能譜衰減曲線反映質(zhì)量吸收系數(shù)隨能量變化的規(guī)律。因能量較高時X線衰減系數(shù)隨keV變化不大，本研究僅計算淋巴結(jié)在40～70 keV之間能譜曲線的斜率λ。

本研究結(jié)果顯示轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)動脈期和靜脈期IC、NIC、λ均高于炎癥組，與Liu等[11]研究結(jié)果一致，而與楊亮等[5,12]的結(jié)果相悖，可能與入組樣本量不同且良惡性病變種類不同有關(guān)。本研究中轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)大部分未發(fā)生液化壞死，血供仍較豐富，而炎癥組淋巴結(jié)則表現(xiàn)為以細胞增生為主的慢性淋巴結(jié)炎，其IC及NIC均低于轉(zhuǎn)移組。本研究中轉(zhuǎn)移組淋巴結(jié)動脈期及靜脈期λ均高于炎癥組，提示2種淋巴結(jié)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在差異[11，13-14]，可能轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)正常結(jié)構(gòu)被腫瘤細胞取代，而炎性淋巴結(jié)內(nèi)是增生的淋巴濾泡，二者對X線的衰減程度不同，且碘對比劑可增強轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的吸收系數(shù)，導(dǎo)致能譜曲線斜率存在差異。

圖3 CT能譜灌注參數(shù)鑒別腋窩淋巴結(jié)的ROC曲線 A.灌注參數(shù)； B.能譜參數(shù)； C.聯(lián)合參數(shù)

一站式CT能譜灌注成像具有多參數(shù)優(yōu)勢，多參數(shù)聯(lián)合診斷結(jié)果的可靠性更高[15]。Logistic回歸和ROC曲線綜合分析結(jié)果顯示，本研究中3個聯(lián)合參數(shù)均有較高AUC和約登指數(shù)，以聯(lián)合參數(shù)BF+動脈期λ+靜脈期λ的AUC最高，為0.942，約登指數(shù)為0.756。雖然聯(lián)合參數(shù)BF+動脈期λ的特異度可達100%，但敏感度僅為72.73%，假陰性率高。

本研究尚處于探索階段，其主要不足有：①未設(shè)立單一灌注成像或能譜成像作為對照；②未對原發(fā)乳腺癌與轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)間的參數(shù)進行相關(guān)分析。

總之，一站式CT能譜灌注成像技術(shù)可同時獲得灌注和能譜參數(shù)，對鑒別實驗兔腋窩乳腺癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與炎性淋巴結(jié)診斷效能較好，多參數(shù)聯(lián)合應(yīng)用價值更高。