房 玥，王國蓉，王志偉，金征宇

中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 北京協(xié)和醫(yī)院放射科，北京100730

結(jié)直腸癌是世界上最常見的腫瘤之一，全球每年至少有100萬例新發(fā)的結(jié)直腸癌患者[1]。2015年中國癌癥統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國結(jié)直腸癌的發(fā)病率、病死率在全部惡性腫瘤中均位居第5位，其中新發(fā)病例37.6萬，死亡病例19.1萬[2]。在結(jié)直腸癌患者中，未發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移的患者預(yù)后情況較好，而一旦發(fā)生遠處臟器的轉(zhuǎn)移，其死亡率就會明顯升高[3]，所以早期發(fā)現(xiàn)并確診結(jié)直腸癌的遠處轉(zhuǎn)移病灶非常重要。文獻報道大約有40%的結(jié)直腸癌患者在診斷或治療過程中會出現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移，而其中病灶通過淋巴道轉(zhuǎn)移到周圍淋巴結(jié)或通過血液循環(huán)途徑轉(zhuǎn)移到肝臟最為常見[4]。有研究認為存在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的患者更容易發(fā)生遠處轉(zhuǎn)移，所以臨床對于此類患者其他臟器轉(zhuǎn)移灶的排查也會更加仔細，從而盡早處理以提高患者的生存率[5]。但是，在臨床中也會遇到大約20%的結(jié)直腸癌患者為淋巴結(jié)陰性，卻同時性地發(fā)生遠處臟器轉(zhuǎn)移的情況，然而，現(xiàn)有的臨床病理因素中對于此類患者沒有特異性的提示指標(biāo)[6]。本研究旨在通過CT紋理技術(shù)提高對淋巴結(jié)陰性結(jié)直腸癌患者同時性遠處轉(zhuǎn)移病灶的檢出率，從而為臨床早期治療的選擇提供一定的幫助，使患者能夠有更好的預(yù)后及更長的生存時間。

對象和方法

對象收集2014年7月至2018年11月在本院進行手術(shù)治療的82例淋巴結(jié)陰性結(jié)腸癌患者的資料，其中男51例、女31例，平均年齡 （62.4±12.2）歲；在82例患者中，12例為淋巴結(jié)陰性結(jié)腸癌伴同時性遠處轉(zhuǎn)移、70例為淋巴結(jié)陰性結(jié)腸癌不伴同時性遠處轉(zhuǎn)移。所有患者均行術(shù)前的腹盆部CT平掃與增強掃描。

掃描方法患者取仰臥位，使用Siemens Somatom Definition雙源CT掃描機進行腹盆部CT平掃和增強掃描，掃描范圍為自雙側(cè)膈肌水平至恥骨聯(lián)合處。使用高壓注射器經(jīng)患者肘前靜脈以2.5 ml/s的速度注入對比劑碘海醇 （370 mgI/ml）90 ml，注射藥物后延遲60 s采集門靜脈期圖像。

紋理分析將所有圖像上傳至TexRAD工作站，使用TexRAD紋理分析軟件 （TexRAD Ltd，www.texrad.com，part of Feedback Plc， Cambridge， UK） 對病變圖像進行紋理分析。由兩位分別具有3年和5年工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師進行閱片分析，二者意見不一致時協(xié)商解決。另由1名經(jīng)過3年專業(yè)培訓(xùn)的放射科住院醫(yī)師使用TexRAD軟件對82個腫瘤病灶進行測定。對每一個病灶，在CT平掃及門脈期增強掃描圖像中選擇病灶的最大層面，沿腸壁的異常增厚區(qū)勾畫感興趣區(qū)域 （region of interest，ROI）， 且使ROI的面積盡可能達到最大。設(shè)置CT閾值，將ROI內(nèi)所有像素中CT值小于-50 HU的部分自動過濾。紋理分析利用高斯-拉普拉斯算法進行選擇性圖像濾波處理，然后通過灰度直方圖分析獲得定量的紋理參數(shù)值，包括平均灰度值（像素的平均值）、標(biāo)準(zhǔn)差、熵值 （像素強度分布的不規(guī)則性）、偏度值 （直方圖的不對稱性）、峰值 （直方圖的銳度）及正像素平均值共6個參數(shù)[7-8]?？臻g縮放因子 （spatial scaling factor，SSF）表示由濾波器突出顯示的圖像特征的大小，圖像特征的半徑為0、2、3、4、5和6 mm。SSF=0表示無過濾的原始圖像，SSF=2表示經(jīng)過過濾的精細紋理圖像，SSF=3～5表示經(jīng)過過濾的中等紋理圖像，SSF=6表示經(jīng)過過濾的粗糙紋理圖像[9]。在平掃與增強圖像上分別勾畫ROI獲得病變的各項紋理參數(shù)。

統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 23.0軟件進行統(tǒng)計分析。使用卡方檢驗分析計數(shù)資料，將統(tǒng)計過程中的性別、年齡、部位、分化程度、T分期、脈管瘤栓轉(zhuǎn)化為計數(shù)資料進行分析。使用曼-惠特尼檢驗分析最大淋巴結(jié)短徑、術(shù)前糖類抗原19-9、術(shù)前血清癌胚抗原 （carcino-embryonic antigen，CEA）、術(shù)前平掃及增強CT圖像中各項紋理參數(shù)在發(fā)生同期遠處轉(zhuǎn)移與未發(fā)生同期遠處轉(zhuǎn)移兩組間的差異 [紋理參數(shù)中不符合正態(tài)分布，取其中位數(shù)（四分位數(shù)間距）]，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義，之后將在CT圖像上差異具有統(tǒng)計學(xué)意義的指標(biāo)進行Logistic回歸分析。使用受試者工作特征 （receiver operating characteristic，ROC）曲線評價對于診斷同期轉(zhuǎn)移灶有統(tǒng)計學(xué)意義的臨床指標(biāo)及影像學(xué)指標(biāo)，分別計算他們的尤登指數(shù)，當(dāng)取尤登指數(shù)最大值時，曲線下面積值為最大，同時所得到的診斷轉(zhuǎn)移灶的敏感性和特異性最高。

結(jié) 果

淋巴結(jié)陰性伴遠處轉(zhuǎn)移患者的基本情況入組的82例淋巴結(jié)陰性結(jié)直腸癌患者中，男51例、女31例，年齡27～82歲，平均 （62.4±12.2）歲。82例中有12人發(fā)生了同時性的遠處轉(zhuǎn)移，其中11例轉(zhuǎn)移病灶出現(xiàn)在肝臟、1例出現(xiàn)在盆腔。在11例發(fā)現(xiàn)肝臟轉(zhuǎn)移灶的患者中，有2人同時發(fā)現(xiàn)肺臟的轉(zhuǎn)移，1人同時發(fā)現(xiàn)十二指腸的轉(zhuǎn)移，另有1人同時發(fā)現(xiàn)脾臟的轉(zhuǎn)移。在11例肝轉(zhuǎn)移病灶中，6例為術(shù)前CT提示轉(zhuǎn)移灶并在術(shù)中確診；5例因病灶較小，術(shù)前CT提示轉(zhuǎn)移灶可能，在之后的隨訪中迅速增大從而確診。1例十二指腸轉(zhuǎn)移灶為術(shù)前CT提示轉(zhuǎn)移病灶在術(shù)中確診；余2例肺臟、1例脾臟和1例盆腔轉(zhuǎn)移灶均為術(shù)前CT提示轉(zhuǎn)移灶可能，在短期隨訪中確診。

淋巴結(jié)陰性伴遠處轉(zhuǎn)移患者的各項指標(biāo)分析患者的各項臨床病理指標(biāo)除術(shù)前CEA值差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （P=0.023）外，其余指標(biāo)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P均＞0.05） （表1）。在CT平掃圖像上，SSF=3時的偏度值在兩組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （P=0.031），其余SSF取值的兩組圖像的紋理參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 （P均＞0.05）；在CT增強掃描圖像上，SSF=2、3、5、6時的熵值在兩組間的差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P分別為0.048、 0.027、 0.016、 0.017）， SSF=2的峰度值在兩組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義 （P=0.026），其余SSF取值的兩組圖像的紋理參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義 （P均 ＞0.05） （圖1、 2， 表2）。

淋巴結(jié)陰性伴遠處轉(zhuǎn)移患者的有效指標(biāo)的綜合分析將具有統(tǒng)計學(xué)差異的多個參數(shù)進行綜合分析，繪制ROC曲線，結(jié)果顯示綜合平掃圖像上SSF=3的偏度值與增強圖像上SSF=2、3、5、6的熵值和SSF=2的峰度值這6個參數(shù)時，當(dāng)進行尤登指數(shù)計算后，界值取0.636時的ROC曲線下面積最大，相應(yīng)的診斷敏感性為75%、特異性為89% （圖3）。在臨床病理指標(biāo)中，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義的為CEA值，對其分析繪制ROC曲線，同樣進行尤登指數(shù)計算后，當(dāng)CEA界值取0.454時的ROC曲線下面積最大，相應(yīng)的診斷敏感性為70%，特異性75% （圖4）。

表1 有遠處轉(zhuǎn)移和無遠處轉(zhuǎn)移組之間各項臨床病理指標(biāo) （n）Table 1 Clinicopathological parameters between distant metastasis group and non-distant metastasis group （n）

圖1 女，50歲，淋巴結(jié)陰性結(jié)直腸癌伴肝臟轉(zhuǎn)移灶Fig 1 Lymph node-negative colorectal cancer with liver metastasis in a 50-year-old female patient

圖2 女，49歲，淋巴結(jié)陰性結(jié)直腸癌不伴遠處轉(zhuǎn)移Fig 2 Lymph node-negative colorectal cancer without distant metastasis in a 49-year-old female patient

表2 CT圖像上有遠處轉(zhuǎn)移和無遠處轉(zhuǎn)移組之間取不同SSF值時的紋理參數(shù) [M（Q1，Q3）]Table 2 Texture parameters with different SSF values between groups with and without distant metastasis on CT images[M （Q1， Q3）]

續(xù)表2

圖3 綜合平掃及增強圖像上有意義的參數(shù)值的ROC曲線Fig 3 ROCcurve of meaningful parameter values on synthetic plain scan and enhanced images

圖4 病理指標(biāo)術(shù)前血清癌胚抗原值的ROC曲線Fig 4 ROCcurve of serum carcinoembryonic antigen before operation

討 論

近年來，越來越多的研究顯示紋理分析作為一種新興的計算機技術(shù)，可以通過分析圖像中像素或體素灰度的分布和聯(lián)系，進而發(fā)現(xiàn)原始圖像的更多內(nèi)在信息，從而更加精準(zhǔn)、全面地評估腫瘤本身的異質(zhì)性、內(nèi)在侵襲性和治療抗性[10-11]，同時，該技術(shù)也有助于臨床疾病的鑒別診斷、療效評估及預(yù)后分析[8，12]。本研究將CT紋理分析指標(biāo)用于判斷淋巴結(jié)陰性結(jié)直腸癌患者是否伴有同期遠處轉(zhuǎn)移，以此為臨床早期對轉(zhuǎn)移灶的治療與干預(yù)提供一定的幫助。

對于腸鏡明確診斷為結(jié)直腸癌的患者，在手術(shù)前行腹盆部的增強CT掃描是必不可少的，它可以用來判斷病灶的具體位置、侵犯周圍組織的程度及遠處臟器是否存在同期的轉(zhuǎn)移病灶。本研究的82例患者中，臨床病理指標(biāo)方面顯示，僅有術(shù)前CEA值差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，能夠?qū)h處轉(zhuǎn)移病灶提供一定信息，現(xiàn)有文獻中提示術(shù)前的高CEA水平可以提示病情較重或存在轉(zhuǎn)移病灶[13-14]，診斷的敏感度為40%～75%[15]，本研究所得CEA敏感性為70%，與其大致相似。本研究計算敏感性及特異性的金標(biāo)準(zhǔn)為術(shù)中切除病灶病理確診及術(shù)后短期內(nèi)病灶迅速增大CT隨訪中進行確診。影像學(xué)方面結(jié)果顯示，在CT平掃圖像上，當(dāng)圖像濾過條件為中等時 （SSF=3），有遠處轉(zhuǎn)移病灶組的偏度值高于沒有遠處轉(zhuǎn)移病灶組，而其他的紋理參數(shù)值在兩組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。在CT增強掃描圖像上 （門脈期），圖像的濾過條件為精細、中等及粗糙時 （SSF=2、3、5、6），有遠處轉(zhuǎn)移病灶組的熵值均高于沒有遠處轉(zhuǎn)移組，另外，當(dāng)濾過條件為精細 （SSF=2）時的峰度值也高于沒有轉(zhuǎn)移組。表明對比劑的使用對診斷有無遠處臟器轉(zhuǎn)移可以提供更多的幫助，可能是由于增強后病灶內(nèi)部組織的紋理特征可以得到更好的體現(xiàn)，從而為明確診斷是否為轉(zhuǎn)移灶提供更多有用的信息。

本研究綜合具有統(tǒng)計學(xué)意義的6個CT紋理分析參數(shù)，得出其診斷的敏感性為75%，特異性為89%。目前，將CT紋理分析技術(shù)用于結(jié)直腸癌伴肝臟轉(zhuǎn)移的研究較多，Rao等[16]通過分析是否存在明顯病變的肝臟實質(zhì)的紋理參數(shù)得到同步轉(zhuǎn)移的ROC曲線下面積為0.73～0.78，與本研究所得相近，但本研究數(shù)據(jù)中包含的遠處轉(zhuǎn)移病灶部位更加廣泛，而且在結(jié)果中還能得到較高的特異性，即在得到較好診出率的同時又減少病灶的誤診率，從而使患者在早期可以行病灶與轉(zhuǎn)移灶的同期或分期切除，提高患者的5年生存率、減少多次手術(shù)的痛苦。有研究顯示，CT紋理分析技術(shù)對患者的預(yù)后、評估遠處轉(zhuǎn)移、預(yù)測生存、治療等方面有很大程度的影響，而且CT具有便捷、花費低的優(yōu)點，更加易于在臨床實踐中推廣應(yīng)用[17-18]。

本研究的局限性在于：（1）入組病例中的陽性病例數(shù)較少；（2）僅選取了病灶的最大層面圖像進行紋理分析，并不能反映整個病灶的全部紋理特征，可能對最終結(jié)果產(chǎn)生一定影響。以上不足，期望在未來的研究中得到改善，從而使診斷的準(zhǔn)確率得到更進一步的提升。

綜上，CT紋理分析技術(shù)與淋巴結(jié)陰性結(jié)直腸癌患者伴同時性遠處轉(zhuǎn)移的診斷具有一定相關(guān)性，尤其是當(dāng)病灶在常規(guī)影像學(xué)圖像上較小、無法得到準(zhǔn)確診斷時，結(jié)合該病灶的紋理參數(shù)值可以得到更準(zhǔn)確的診斷結(jié)果，由此對于臨床早期行轉(zhuǎn)移灶切除的選擇提供一定的幫助，進而提高患者的生存率、改善疾病的預(yù)后。