双能量CT碘图定量参数在鉴别声带良恶性病变中的价值

瞿姣 危春容 吴莉 赵卫 王元玲 杨亚英

昆明医科大学第一附属医院医学影像科（昆明650032）

喉癌是头颈部最常见恶性肿瘤之一，声门型喉癌最常见且以鳞癌多见。与头颈部其他肿瘤不同的是：声门型喉癌在体积很小时，就可出现声嘶［1］，而声嘶亦可出现于声带息肉、声带慢性炎等良性病变［2］。喉部良恶性病变的治疗方法不同，因此，术前正确定性对治疗方案的选择具有重要意义。双能量CT 通过独特的扫描方式及图像后处理技术［3-4］，可对病变进行多参数定量分析，在客观评估病变的组织特性及功能状态方面具有较大的潜力，在疾病的诊断及鉴别中有较多的研究［5-7］，而在喉部疾病的鉴别中研究甚少。本研究选取因声嘶行CT 双能量扫描最多见的3 种病变为研究对象，探讨双能量CT 碘图定量参数鉴别声带鳞癌、声带息肉及声带慢性炎症的价值，并分析各参数对声带良恶性病变的诊断效能。

1 资料与方法

1.1 一般资料收集2017年7月至2018年12月行喉部双能量CT 扫描并经病理证实的声带病变患者138 例。排除因呼吸、运动伪影等导致图像质量无法满足诊断要求者10 例，最终128 例（声带鳞癌50 例、声带息肉50 例、声带慢性炎症28 例）患者纳入研究。纳入标准：（1）检查前未接受任何治疗。（2）术前1 周内行喉部双能量CT 扫描，图像无明显伪影。（3）具有完整的手术记录及病理结果。男118 例，女10 例，年龄22 ～88 岁，平均（54.09 ± 11.27）岁。本研究获得受试者知情同意。

1.2 检查方法采用德国西门子第二代炫速双源CT（SOMATOM Definition；Siemens Healthcare，Forchheim，Germany）行喉部平扫及双能量扫描。CT 平扫参数：管电压100 kV，开启CARE kV 及CARE Dose 4D 模式，层厚1 mm，层间距0.7 mm。增强扫描：使用双筒高压注射器以流率3.0 mL/s 经肘静脉注入对比剂碘海醇（含碘370 mgI/mL），总量1.2 mL/kg × 体质量，跟注生理盐水30 mL。采用对比剂示踪法（Bolus tracking）触发扫描，触发点位于舌骨层面颈动脉，触发阈值为100 HU，延迟5 s行动脉期双能量扫描，延迟25 s 行静脉期双能量扫描。扫描参数：A 球管管电压80 kV，管电流230 mA；B 球管管电压Sn 140 kV，螺距0.8，FOV：207 mm。

1.3 图像后处理及分析由2 名头颈组影像诊断医师在不知道病理结果的情况下独自测量所有病灶动脉期碘浓度（iodine concentration，IC）、标准化碘浓度（normalized iodine concentration，NIC）及Overlay 值并将测量值的均值用于比较分析，操作如下：将动脉期80 kV 及Sn 140 kV 两组薄层图像（层厚1.0 mm）同时调入Siemens syngo MMWP 工作站“Dual-Energy”软件中，选择“Liver VNC”模式得到碘图，在病变最大层面根据病灶大小勾画圆形或椭圆形ROI 以测量病灶碘浓度、Overlay 值并测量同层面颈动脉碘浓度，ROI 的面积约为病灶实性成分最大面积的2/3，避开囊变、坏死、血管、伪影及病灶边缘；每个病灶分别测量3 次并取平均值作为各自的测量结果。将病变同层面颈动脉碘浓度定义为标准化基础，利用公式“标准化碘浓度= 病灶ROI 碘浓度/同层面颈内动脉碘浓度”计算病灶的标准化碘浓度。

1.4 统计学方法采用SPSS 23.0 软件进行统计学分析。患者性别为计数资料，采用例数（百分比）表示，使用R × C 资料的χ2检验Fisher 确切概率法比较其差异。年龄为计量资料，符合正态分布且方差齐，使用单因素方差分析（one-way ANOVA）比较其差异，组间两两比较采用LSD-t检验。动脉期碘浓度、标准化碘浓度及Overlay 值为计量资料，首先应用Shapiro-wilk 检验对各参数行正态性检验，除声带鳞癌动脉期Overlay 值服从正态分布，使用均数± 标准差表示外，其余参数均不服从正态分布，使用中位数及上下四分位数间距M（P25，P75）表示；采用Kruskal-WallisH检验比较3组间动脉期碘浓度、标准化碘浓度及Overlay 值的差异，若差异有统计学意义，行组间两两比较并经Bonferroni 法校正P值。将128 例病变分为良性组（78 例）及声带鳞癌组（50 例），绘制ROC 曲线并计算曲线下面积（area under curve，AUC），以Youden指数最大对应值为诊断临界值评价各参数对声带鳞癌的诊断效能。P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料的比较声带鳞癌组、声带息肉组、声带慢性炎症组的性别构成差异具有统计学意义（χ2= 8.38，P= 0.01）：50 例声带鳞癌均为男性，声带息肉组及声带慢性炎组男性均多于女性，男性比例分别为88%（44/50）及85.7%（24/28）。声带鳞癌组及声带慢性炎组患者平均年龄分别为（59.22 ± 10.49）岁及（55.00 ± 7.96）岁，均大于声带息肉组（48.46 ± 11.17）岁（F= 13.84，P＜0.001），而声带鳞癌组与声带慢性炎组年龄差异无统计学意义（P= 0.084）。

2.2 3 组病变动脉期碘图定量参数的比较由表1、2 及图1可知：3 组病变动脉期碘浓度、标准化碘浓度及Overlay 值差异均有统计学意义（P＜0.001），组间两两比较显示：（1）声带鳞癌动脉期IC、NIC、Overlay 值均高于声带息肉及声带慢性炎（均P＜0.05）。（2）声带慢性炎动脉期IC 及NIC 高于声带息肉组（P＜0.05），而Overlay 值差异无统计学意义（P= 0.459）。

2.3 动脉期IC、NIC 及Overlay 值对声带鳞癌的诊断效能ROC 曲线显示动脉期IC、NIC 及Overlay值鉴别声带良恶性病变的曲线下面积分别为0.933、0.845 及0.868（P＜0.001）。以动脉期碘浓度1.75 mg/mL 为临界值诊断声带鳞癌的敏感度及特异度分别为98%及83.3%，Youden 指数为0.813；以标准化碘浓度0.16 诊断声带鳞癌的敏感度及特异度分别为84%及76.9%，Youden 指数为0.61；以Overlay 值40.15 HU 为临界值诊断声带鳞癌的敏感度及特异度分别为78%及91%，Youden 指数为0.69（表3、图2）。

表1 声带鳞癌组、声带息肉组与声带慢性炎组动脉期碘图定量参数的比较Tab.1 Comparison of iodine map quantitative parameters among three groups

3 讨论

声带鳞癌、声带息肉、声带慢性炎症均为引起声嘶的常见病变。肿瘤因诱导新生血管形成，导致血液灌注、血流量增加，因此声带鳞癌在CT 增强图像上可表现为不同程度的强化；当息肉为血管瘤型或合并炎症、新生血管等，增强扫描时也可强化；声带慢性炎症因长期炎症刺激血管扩张、通透性增高，增强后亦可出现强化；因此，常规增强CT 对3 种病变的鉴别存在一定的难度和局限性。本研究对3 种病变的双能量CT 动脉期碘图定量参数进行比较，结果显示：声带鳞癌与声带息肉、声带慢性炎的动脉期碘浓度、标准化碘浓度及Overlay 值均不同。

表2 声带鳞癌组、声带息肉组与声带慢性炎组动脉期碘图定量参数两两比较Tab.2 Pairwise comparison of iodine map quantitative parameters among 3 groups

表3 动脉期碘图定量参数诊断声带鳞癌的效能Tab.3 Diagnostic efficacy of iodine map quantitative parameters in arterial phase for vocal cord SCC

图1 右侧声带鳞癌、右侧声带息肉及右侧声带慢性炎动脉期碘图Fig.1 Arterial phase iodine maps of the right vocal cord SCC，the right vocal cord polyp and the right vocal cord chronic inflammation

图2 IC、NIC 及Overlay 值诊断声带鳞癌的ROC 曲线Fig.2 ROC curve analysis of IC, NIC and Overlay value for the diagnosis of SCC

理论上，病变的病理类型与起源不同，微血管密度及血供不同，故强化程度亦不尽相同。碘是CT 增强对比剂的主要成分，通过对组织碘含量的定量分析，可直接有效反映组织器官的血供状况［5，8］。双能量CT 利用物质在不同能量下X 线衰减特性不同从而实现物质分离，并运用特殊软件识别物质中碘的空间分布，进而生成的彩色编码图像［7］，在获得病灶形态学信息的同时可通过计算定量参数进而对病变的碘摄取进行客观准确评价，用以评价病灶血供信息及血管生成水平［5，9］。已有学者使用碘图定量参数鉴别良恶性病变［10］，分析同种疾病不同病理类型［5］、不同种类疾病［11］及肿瘤不同分化程度之间［12-13］的差异，而在鉴别喉部病变方面的研究少见。通常认为，病灶内碘的摄取可作为肿瘤灌注和血管生成的替代标志［14］，碘浓度通过定量病灶每个体素内的碘含量［15］，能够反应病变血供特点，而Overlay 值为病变净强化值，能够直接反映出病灶的血流灌注情况，相比常规CT 强化值能够更加准确、稳定地分析轻微强化的病灶。本研究中，声带鳞癌动脉期碘浓度及Overlay 值均高于声带息肉及声带慢性炎，这与组织学上恶性肿瘤通过新生肿瘤血管获得血供，微血管密度大，肿瘤血容量相对较高、血供更丰富相符［16］。但对比剂流速、总量及个体循环的不同均可造成个体间的碘浓度差异，故将标准化碘浓度“ROI 碘浓度与同层面动脉碘浓度的比值”［17］这一概念引入以消除此类差异影响。本研究中，声带鳞癌动脉期标准化碘浓度亦高于声带息肉及声带慢性炎，呈现出与碘浓度及Overlay 值相一致的结果，说明声带鳞癌的血供较声带慢性炎及息肉更丰富，与LIU 等［18］的研究中：甲状腺乳头状癌颈部转移淋巴结较良性淋巴结具有更高的NIC（可能与转移淋巴结中血管数目的增加和肿瘤相关血管模式的改变有关）相符。

本研究进一步将128 例受试者分为良性组及恶性组并应用ROC 曲线评价各参数鉴别声带良恶性病变的效能，结果显示三者诊断效能均较高，以碘浓度为著，提示动脉期碘图定量参数有助于声带鳞癌的检出。

本研究的不足：本组为单中心初步探索性研究，仅对收集喉部CT 双能量扫描病例期间引起声嘶最常见的3 种病变的碘图相关定量参数进行研究，样本量相对较少，有待于进一步多中心、大样本及多个参数研究验证。

综上所述，双能量CT 动脉期碘图相关参数是有效的定量指标，能够在声带良恶性病变的鉴别诊断中起到重要的参考价值。