占 楊 王 鵬 唐作華 姚振威 段 斐 王宇喆

鼻咽癌（nasopharyngeal carcinoma，NPC）起源于鼻咽上皮細(xì)胞，極易侵犯鼻咽上方的顱底骨質(zhì)［1］，并成為影響鼻咽癌患者預(yù)后的重要指標(biāo)。當(dāng)前，鼻咽癌的治療方式主要采用放療聯(lián)合化療法，其對腫瘤鄰近侵犯精確性評估的要求進(jìn)一步提高。鼻咽癌一旦出現(xiàn)骨質(zhì)侵犯時(shí)，患者預(yù)后通常較差，能否精確勾畫靶區(qū)成為制定臨床化療方案、保護(hù)重要正常結(jié)構(gòu)及改善患者預(yù)后的首要條件［2］。因此，術(shù)前通過影像精準(zhǔn)評估鼻咽癌顱底骨質(zhì)侵犯范圍已成為臨床亟需解決的問題，其對減少局部復(fù)發(fā)率及提高患者生存率至關(guān)重要。

頭頸部顱底骨質(zhì)解剖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且一些相對較薄的顱底骨質(zhì)在影像診斷中常常顯示不佳，常見于蝶竇體、巖尖等處骨質(zhì)［3］。傳統(tǒng)的單能量CT（singleenergy CT，SE-CT）和MRI是診斷鼻咽癌及評估顱底骨質(zhì)破壞的主要影像診斷方法。SE-CT可直接分辨硬化型和溶骨型骨質(zhì)破壞灶，但它易漏診早期的骨髓侵犯，尤其是這些尚未出現(xiàn)骨皮質(zhì)破壞的病灶［4］。相反，MRI軟組織分辨率較高，且可靈敏地顯示腫瘤向顱底骨質(zhì)的早期骨髓浸潤。然而，MRI難以區(qū)分骨硬化和骨破壞病變，難以識(shí)別一些微小的骨侵犯灶，且不適用于有MRI檢查禁忌證的患者（如有顱內(nèi)及眶內(nèi)金屬植入物，起搏器裝置或者幽閉恐懼癥等）。

雙能量CT（dual-energy CT，DE-CT）可采集不同管電壓下各物質(zhì)的能量吸收數(shù)據(jù)集，以此將不同的物質(zhì)區(qū)分開來，并在圖像后處理中重建出彩色編碼的碘圖（iodine overlay image，IO image）和虛擬平掃圖像（virtual non-contrast image，VNC image）［5］，從而降低幅射劑量，并使病灶更加可視化。與此同時(shí)，定量DE-CT參數(shù)如病灶碘濃度（iodine concentration，IC）、有效原子序數(shù)（effective atomic number，Zeff）及不同能量下虛擬單色圖像（virtual monochromatic images，VMI）值等為疾病診斷提供了重要的形態(tài)學(xué)及功能學(xué)信息。例如，碘濃度可反映組織的血管豐富程度，原子序數(shù)值則與血容量和組織密度息息相關(guān)，而VMI值則可進(jìn)一步突出不同組織特征并減少偽影，提供最佳碘衰減測量值。因此，較常規(guī)SE-CT及MRI檢查技術(shù)而言，DE-CT可提供更多有用的診斷信息，且DE-CT重建出的彩色碘圖能敏銳顯示骨髓衰減的變化［6］。然而，目前尚無研究采用雙能CT來評估鼻咽癌顱底骨質(zhì)的侵犯情況及范圍，因此本研究回顧性分析了31例鼻咽癌患者的顱底骨質(zhì)侵犯情況，比較了DE-CT與SE-CT在顱底骨質(zhì)侵犯評估中的診斷性能，明確可用于診斷受侵犯骨質(zhì)的DE-CT參數(shù)，提高臨床發(fā)現(xiàn)早期顱底骨侵犯范圍的能力。

方 法

1. 臨床資料

本研究連續(xù)選取自2018年1月至2020年12月于復(fù)旦大學(xué)附屬眼耳鼻喉科醫(yī)院就診經(jīng)病理學(xué)確診為鼻咽癌，經(jīng)影像學(xué)參考金標(biāo)準(zhǔn)診斷為骨質(zhì)侵犯的患者31例［男16例，女15；平均年齡（52.52±12.02）歲］，未患頭頸部疾病的對照組31例［男16例，女15例；平均年齡（50.55±15.93）歲］。

2. 影像檢查方法

SE-CT及DE-CT圖像均采用螺旋CT（Somatom Definition；Siemens Healthcare，Erlangen，Germany）掃描，雙能量模式的管電壓峰值分別為80 kV及140 kV。所采用的掃描參數(shù)：層厚0.6 mm，間距0.6 mm。碘圖獲取是采用320 mgI/mL碘對比劑（Isovue；Bacco Diagnostics，Inc.，Singen，Germany），以4 mL/s的速率經(jīng)橈靜脈注射11 s后，緊接著以2 mL/s的速率注射13 s，并在開始注射70 s后進(jìn)行掃描。通過線性混合比0.3虛擬出120 kV SE-CT圖像。

3. 圖像分析

2名有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)生在不了解患者臨床信息及病理結(jié)果的前提下，利用西門子影像工作站（Syngo.via，Siemens Healthcare，Erlangen，Germany）對圖像進(jìn)行后處理，并依次在病例組及對照組碘圖、有效原子序數(shù)圖及虛擬單色圖上相應(yīng)受侵犯骨質(zhì)區(qū)域繪制相同形狀及大小的感興趣區(qū)（ROI），選取病變的最大層面，如圖1和2所示。此外，根據(jù)碘光譜衰減曲線計(jì)算曲線斜率K值［計(jì)算公式：K=（CT值40keV-CT值100keV）/60 keV］。采用病灶區(qū)碘濃度值除以頸動(dòng)脈碘濃度值以獲得標(biāo)準(zhǔn)碘濃度值（normalized iodine concentration，nICn）。計(jì)算2名醫(yī)師測得的各個(gè)參數(shù)的平均值以用于統(tǒng)計(jì)分析。

因受侵犯顱骨病理取材較難，影像學(xué)參考金標(biāo)準(zhǔn)由1名具有20年以上豐富工作經(jīng)驗(yàn)的神經(jīng)影像學(xué)專家全面評估影像資料（SE-CT、DE-CT及T1WI、增強(qiáng)T1WI脂肪抑制、T2WI、DWI等MRI序列）后確定。

4. 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 23.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并繪制ROC曲線，各項(xiàng)計(jì)量資料均以±s表示，采用配對樣本t檢驗(yàn)。采用ROC曲線分析評估各參數(shù)的靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度及曲線下面積（AUC），明確評價(jià)骨質(zhì)破壞的最佳參數(shù)及閾值。

結(jié) 果

1.顱底受侵犯骨質(zhì)與正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)比較

如表1和圖1、2所示，與對照組的正常骨質(zhì)相比，DE-CT在鼻咽癌患者顱底骨質(zhì)硬化區(qū)域的nIC值、Zeff值、K值以及50～90 keV的VMI值顯著增高（均P＜0.01），在骨質(zhì)破壞區(qū)域的nIC值、Zeff值、K值以及50 keV的VMI值顯著降低（均P＜0.05）。與對照組的正常骨質(zhì)相比，SE-CT在鼻咽癌患者顱底骨質(zhì)硬化區(qū)域的120 kV SE-CT值顯著增高，在骨質(zhì)破壞區(qū)域的120 kV SE-CT值顯著降低（均P＜0.05）。

表1 受侵犯骨質(zhì)與正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)比較

2.DE-CT與SE-CT評估顱底骨質(zhì)侵犯的診斷效能比較

如圖3A及表2所示，顱底硬化骨質(zhì)與正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)診斷效能的ROC分析結(jié)果顯示：DECT多參數(shù)聯(lián)合的診斷效能最佳（AUC：0.889；靈敏度：84.48%；特異度：82.03%），其次分別為K值、nIC值、50 keV的VMI值、120 kV SE-CT值、Zeff值、70～110 keV的VMI值。

表2 硬化骨質(zhì)與正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)診斷效能比較

如圖3B及表3所示，顱底破壞骨質(zhì)與正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)診斷效能的ROC分析結(jié)果顯示：DECT多參數(shù)聯(lián)合的診斷效能最佳（AUC：0.976；靈敏度：96.55%；特異度87.50%），其次分別為nIC值、50 keV的VMI值、K值、70 keV的VMI值、120 kV SE-CT值、Zeff值、90～110 keV的VMI值。且研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在31例NPC患者中，有4處顱底骨質(zhì)侵犯灶SE-CT顯示為陰性，而DE-CT顯示為陽性。

表3 破壞骨質(zhì)與正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)診斷效能比較

討 論

在此研究中，我們評估了鼻咽癌患者顱底受侵犯骨質(zhì)與對照組正常骨質(zhì)間各影像參數(shù)的差異，并比較了DE-CT與SE-CT評估鼻咽癌顱底骨質(zhì)侵犯的診斷效能。研究結(jié)果證明：較對照組正常骨質(zhì)而言，鼻咽癌患者顱底受侵犯骨質(zhì)區(qū)域的nIC值、Zeff值、K值以及50 keV的VMI值均存在顯著差異。較SE-CT而言，DE-CT多參數(shù)聯(lián)合評估鼻咽癌顱底骨質(zhì)侵犯的診斷效能更佳。

鼻咽癌是頭頸部腫瘤中發(fā)病率最高的惡性腫瘤，其惡性程度較高，病灶向上發(fā)展易侵犯顱底骨質(zhì)［7］。顱底骨質(zhì)富含骨髓，是遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的發(fā)源地，當(dāng)前認(rèn)為鼻咽癌顱底骨質(zhì)侵犯的病理學(xué)機(jī)制主要包括骨髓侵犯、松質(zhì)骨破壞到穿破密質(zhì)骨的骨質(zhì)破壞過程以及腫瘤細(xì)胞引起的炎癥反應(yīng)導(dǎo)致的骨質(zhì)硬化過程［8］。由于碘作為DE-CT掃描對比劑的主要成分，因此IO圖中測量的nIC值可用來反映組織中對比劑的含量以及微血管的密度及通透性。本研究發(fā)現(xiàn)鼻咽癌患者顱底骨質(zhì)硬化區(qū)域的nIC值為2.75±0.79，顯著高于對照組中正常骨質(zhì)的nIC值（2.18±0.36）。而骨質(zhì)破壞區(qū)域的nIC值為1.61±0.42，要顯著低于對照組中正常骨質(zhì)的nIC值（2.02±0.42）。與此同時(shí)，ROC分析結(jié)果顯示硬化及破壞骨質(zhì)區(qū)nIC的AUC分別為0.846及0.894，證明nIC具有較高的診斷效能。這些結(jié)果與Kuno等［9］有關(guān)DE-CT評估骨質(zhì)病變的研究結(jié)果一致。顱底骨質(zhì)侵犯部位的nIC參數(shù)改變可能與腫瘤骨的病理生理基礎(chǔ)密切相關(guān)，一方面腫瘤骨中血管內(nèi)皮生長因子受體的高表達(dá)導(dǎo)致新生血管的生成和纖維素的增加，從而使得硬化骨質(zhì)區(qū)的nIC值升高，另一方面腫瘤骨微環(huán)境中的鈣解離以及骨溶解可能是造成破壞骨質(zhì)區(qū)nIC值降低的原因之一。這些結(jié)果證明nIC值可靈敏地反映侵犯骨質(zhì)的組織結(jié)構(gòu)，有利于準(zhǔn)確評估鼻咽癌患者的顱底骨質(zhì)侵犯情況，為臨床治療方案提供更加準(zhǔn)確的信息。因此，DE-CT的nIC是評估顱底骨質(zhì)侵犯的重要參數(shù)。

K值即組織光譜衰減曲線的斜率值，可反映組織CT值隨keV值變化的情況，從而將各組織區(qū)分開來［5］。此研究中，鼻咽癌患者顱底骨質(zhì)硬化區(qū)域的K值為（12.50±4.5）HU/keV，顯著高于對照組中正常骨質(zhì)的K值［（11.13±3.7）HU/keV］。而骨質(zhì)破壞區(qū)的K值為（8.34±4.3）HU/keV，要顯著低于對照組中正常骨質(zhì)的K值［（10.34±4.5）HU/keV］。此外，ROC分析結(jié)果顯示硬化及破壞骨質(zhì)區(qū)K值的AUC分別為0.869及0.857，證明K值具有較高的診斷效能。這些數(shù)據(jù)與Guggenberger等［10］DE-CT相關(guān)研究的結(jié)果一致。以上結(jié)果證明K值可準(zhǔn)確地將受侵犯骨質(zhì)與正常骨質(zhì)進(jìn)行鑒別，為臨床評估病灶范圍提供更加詳細(xì)的信息。因此，DE-CT的K值是評估顱底骨質(zhì)侵犯的又一重要參數(shù)。

VMI值可模擬不同單色X線束條件的實(shí)際圖像，用來反映不同keV值時(shí)組織的碘含量［11］。本研究中，鼻咽癌患者顱底骨質(zhì)硬化區(qū)域50～70 keV的VMI值顯著高于對照組中正常骨質(zhì)50～70 keV的VMI值，而骨質(zhì)破壞區(qū)50～70 keV的VMI值則顯著低于對照組中正常骨質(zhì)50～70 keV的VMI值。此外，ROC分析結(jié)果顯示硬化及破壞骨質(zhì)區(qū)50 keV的VMI值的AUC分別為0.820及0.858，證明50 keV的VMI值具有較高的診斷效能。這些結(jié)果與Pache等［12］的研究結(jié)果一致，顯示了VMI值可精準(zhǔn)定量檢測受侵犯骨質(zhì)中的碘濃度，有利于發(fā)現(xiàn)一些早期微小的病灶。因此DE-CT的VMI值是評估顱底骨質(zhì)侵犯的重要定量指標(biāo)。

Zeff值代表著體內(nèi)組織中元素的平均原子數(shù)，可用來反映不同組織的組織密度［5］。本研究發(fā)現(xiàn)：硬化骨質(zhì)的Zeff值（10.55±0.58）顯著高于正常骨質(zhì)（10.36±0.49），而破壞骨質(zhì)的Zeff值（10.19±0.54）則顯著低于正常骨質(zhì)（10.42±0.71）。ROC分析顯示Zeff在評估骨質(zhì)硬化及骨質(zhì)破壞中的AUC為0.782及0.785，這些結(jié)果與之前Thomas等［13］的研究一致，證明了Zeff可作為評價(jià)骨質(zhì)侵犯的另一重要指標(biāo)。

傳統(tǒng)的SE-CT在評估鼻咽癌患者顱底骨質(zhì)侵犯中發(fā)揮著重要作用，而DE-CT可以從同一數(shù)據(jù)集中同時(shí)提供多種形態(tài)學(xué)和功能信息，可更全面準(zhǔn)確地評估病變情況［14］。本研究ROC分析顯示，在所有影像學(xué)參數(shù)中，DE-CT多參數(shù)聯(lián)合的診斷效能最佳，其在評估硬化骨質(zhì)及破壞骨質(zhì)中的AUC分別為0.889及0.976，顯著高于SE-CT（硬化骨質(zhì)：0.802；破壞骨質(zhì)：0.804）。且研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在31例NPC患者中，有4處顱底骨質(zhì)侵犯灶SE-CT顯示為陰性，而DE-CT顯示為陽性，這進(jìn)一步證實(shí)了較SE-CT而言，DE-CT具有更高的診斷效能。因此，較SE-CT而言，DE-CT有望成為更加準(zhǔn)確有效的顱底骨質(zhì)侵犯影像評估手段，從而精準(zhǔn)地評價(jià)鼻咽癌顱底骨質(zhì)侵犯范圍，減少病灶的漏診率及復(fù)發(fā)率，并提高患者的生存率。

本研究存在以下局限性：①因病理取材困難，僅以所有影像學(xué)資料的全面評估作為金標(biāo)準(zhǔn)；②為回顧性研究，可能存在選擇偏倚；③未納入形態(tài)學(xué)特征的評估，有待在未來的研究中進(jìn)一步完善。

綜上所述，DE-CT的nIC、Zeff、K值、50 keV的VMI值等參數(shù)可準(zhǔn)確評估鼻咽癌患者的顱底骨質(zhì)侵犯情況，且較SE-CT而言，DE-CT的多參數(shù)聯(lián)合具有更高的診斷效能，有助于臨床選擇最佳治療方案，改善患者的預(yù)后。