Value of dual-energy CT virtual plain scanning combined with radiomics in the diagnosis of lung squamous cell carcinoma and lung adenocarcinoma
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摘要:目的探讨双能量CT虚拟平扫结合影像组学在术前诊断肺鳞状细胞癌与肺腺癌中的价值，指导临床制定个体化治疗方案。方法回顾性分析经病理证实接受治疗的肺鳞癌与肺腺癌病人共162例。其中肺鳞癌54例，肺腺癌108例，按照3∶2随机分为训练组与测试组，采用达尔文智能科研平台（http://122.115.38.132:7043/manage/project-manage）分析术前双能量CT（管电压70 kVp及120 kVp）平扫图像，勾画感兴趣区，建立预测模型，通过受试者操作特性曲线验证预测模型，评价影像组学特征在预测肺鳞状细胞癌与肺腺癌中的价值。结果训练组中，曲线下面积（AUC）值为0.77，准确率为71.13%，特异性为0.75，敏感性为0.69，95%置信区间（CI）为0.67；测试组中，AUC值为0.74，准确率为64.62%，特异性为0.59，敏感性为0.67~0.90，95%CI：0.53~0.93。结论双能量CT虚拟平扫结合影像组学可以作为辅助手段鉴别肺鳞癌与肺腺癌，对于肺癌病人的临床治疗方案具有指导意义。Abstract:ObjectiveTo investigate the value of dual-energy CT virtual plain scanning combined with radiomics in the preoperative diagnosis of lung squamous cell carcinoma and lung adenocarcinoma, and guide the clinical development of individualized treatment plan.MethodsThe clinical data of lung squamous cell carcinoma and lung adenocarcinoma 162 patients confirmed by pathology were retrospectively analyzed.Fifty-four patients with lung squamous carcinoma and 108 patients with lung adenocarcinoma were randomly divided into the training group and test group according to the ratio of 3:2.The preoperative dual-energy CT(tube voltage 70 kVp and 120 kVp) plain scannig images of two groups were analyzed using the Darwin Intelligent Research Platform(http://122.115.38.132:7043/manage/project-manage) to sketch the region of interest (ROI) and establish the prediction model.The prediction model was verified by receiver operating characteristic (ROC) curve, and the value of imaging features in the prediction of lung squamous cell carcinoma and lung adenocarcinoma was evaluated.ResultsIn the training group, the area under curve(AUC) value was 0.77, the accuracy rate was 71.13%, the specificity was 0.75, the sensitivity was 0.69, and the 95% confidence interval(CI) was 0.67-0.90.In the test group, the AUC value was 0.74, the accuracy rate was 64.62%, the specificity was 0.59, the sensitivity was 0.67, and the 95%CI was 0.53-0.93.ConclusionsDual-energy CT virtual plain scannig combined with radiomics can be used as an auxiliary means to differentiate lung squamous carcinoma from lung adenocarcinoma, which has guiding significance in the clinical treatment of lung cancer patients.
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Keywords:
- lung neoplasms /
- dual-energy CT /
- radiomics
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自体动静脉内瘘(autogenous arteriovenous fistula，AVF)为维持性血液透析病人的首选通路[1]。随着生活方式和饮食结构的改变，高血压、糖尿病、动脉粥样硬化等慢性疾病逐渐增多，以及人口老龄化，病人自身血管条件差，无法满足建立AVF的需要，人工血管动静脉内瘘(arteriovenous graft，AVG)即成为首选通路[2]。各种原因引起的术后狭窄和闭塞，是AVG远期通畅率不高的主要原因[3]，解除内瘘狭窄，是保持血管通路畅通的关键。关于动静脉内瘘通畅率的影响因素，国内外已有相关报道[4-5]。本研究主要探讨以AVG为透析通路的病人内瘘出现狭窄，行超声引导下经皮腔内血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty，PTA)治疗的效果，进一步探讨影响术后通畅率的危险因素，现作报道。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
收集2018年4月至2019年10月在我院行超声引导下PTA治疗AVG狭窄的病人共36例，其中男20例，女16例，年龄33~72岁，平均(52.1±10.8)岁; 原发病为慢性肾小球肾炎18例、糖尿病9例、高血压3例、多囊肾1例、不明病因5例。36例病人中肱动脉-贵要静脉AVG 29例，肱动脉-头静脉AVG 7例，病人已使用此血管通路进行规律血液透析，平均使用时间为(15.5±8.5)个月，每周透析2~3次。纳入标准: (1)彩超或血管造影明确内瘘管腔狭窄超过50%；(2)透析时静脉压高，透析血流量 < 200 mL/min，无法完成透析; (3)内瘘处触诊震颤减弱或消失，听诊血管杂音消失。排除标准: (1)中心静脉狭窄或堵塞; (2)存在严重凝血功能障碍; (3)内瘘出现感染。
1.2 方法
病人术前已完善彩色多普勒超声明确狭窄部位，病人取仰卧位，患肢外展，常规消毒、铺巾、1%利多卡因局部浸润麻醉，在超声引导下于内瘘狭窄处近心端穿刺进入人工血管，进入导丝，拔出穿刺针，进入5F穿刺鞘，退出鞘芯及导丝，鞘内注射肝素15 mg，在超声引导下，沿穿刺鞘进入0.035超滑导丝，沿导丝进入6 mm×40 mm波科Mustang球囊，球囊通过狭窄部位逐渐增大压力至10个大气压，球囊逐渐膨起，1 min后逐渐减压，2 min后重复上述操作，退出球囊，反复扩张几次，直至超声显示狭窄段消失，血流良好，病人内瘘处可触及明显震颤，拔除穿刺鞘，5-0血管缝合线荷包缝合，予敷料包扎，手术结束。
1.3 观察指标
收集病人PTA手术前后人工血管内瘘狭窄处内径、透析血流量、肱动脉血流量，评价手术效果以及有无出现并发症。PTA术后3、6、9、12个月随访病人，在彩超下检查内瘘有无狭窄或血栓形成，了解病人内瘘通畅情况。随访结果采用初级通畅率和次级通畅率表示，初级通畅率定义: PTA术后未经干预和治疗，AVG仍然保持通畅的病人人数占所有病人的比例；次级通畅率定义: 各种原因导致的内瘘无法完成血液透析，经治疗后AVG保持通畅的病人人数占所有病人的比例。
1.4 统计学方法
采用配对t检验、χ2检验和Fisher确切概率法，并绘制Kaplan-Meier生存曲线。
2. 结果
2.1 PTA手术前后测量指标比较
36例病人手术均成功，技术成功率为100%，未出现出血、感染、血管破裂、假性动脉瘤形成等并发症；结果显示，术后病人狭窄处内径较术前增大，透析血流量增加，肱动脉血流量增加，差异均有统计学意义(P < 0.01)，治疗有效(见表 1)。
表 1 PTA手术前后测量指标比较(x±s)时间 n 狭窄处内径/mm 透析血流量/
(mL/min)肱动脉血流量/
(mL/min)术前 36 1.58±0.35 144.13±19.12 352.30±42.01 术后 36 3.71±0.62 275.75±14.29 616.83±45.92 t — 16.61 35.76 28.26 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 2.2 病人PTA术后通畅率情况
术后随访病人3、6、9、12个月，初级和次级通畅率分别为80.6%、66.7%、47.2%、38.9%和88.9%、75.0%、69.4%、58.3%，各随访时间初级通畅率和次级通畅率差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 2、图 1)。
表 2 病人PTA术后通畅率情况[n; 百分率(%)]通畅率 术后3个月 术后6个月 术后9个月 术后12个月 初级通畅率 29(80.6) 24(66.7) 17(47.2) 14(38.9) 次级通畅率 32(88.9) 27(75.0) 25(69.4) 21(58.3) χ2 0.97 0.61 3.66 2.72 P >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 2.3 病人术后1年初级通畅情况的影响因素分析
单因素分析发现，病人术后1年通畅组的年龄低于非通畅组，差异有统计学意义(P < 0.01)，慢性肾小球肾炎、高血压、糖尿病等原发病以及性别、透析时间、静脉吻合口等方面2组差异无统计学意义(P>0.05)(见表 3)。
表 3 病人术后1年初级通畅率的影响因素分析[n；百分率(%)]影响因素 通畅组
(n=14)非通畅组
(n=22)t P 年龄(x±s)/岁 42.71±6.90 58.09±8.34 5.75 < 0.01 性别 男 8(57.14) 12(54.55) — >0.05* 女 6(42.86) 10(45.45) 慢性肾小球肾炎 是 6(42.86) 12(54.55) — >0.05* 否 8(57.14) 10(45.45) 高血压 是 2(14.29) 1(4.55) — >0.05* 否 12(85.71) 21(95.45) 糖尿病 是 3(21.43) 6(27.27) — >0.05* 否 11(78.57) 16(72.73) 静脉吻合口 贵要静脉 10(71.43) 19(86.36) — >0.05* 头静脉 4(28.57) 3(13.64) 透析时间(x±s)/月 14.00±8.87 16.91±7.74 1.04 >0.05 *示Fisher′s确切概率法P值 3. 讨论
终末期肾脏病的治疗方式为肾脏替代治疗，包括腹膜透析、血液透析和肾移植。美国一项对维持性血液透析病人统计数据进行分析的研究[6]发现，AVF为主要血管通路类型，其次是带隧道和涤纶套的透析导管(tunnel-cuffed catheter，TCC)，AVG所占比例最低。AVF具有通畅率高、感染率低、死亡率低等优点[7]，为首选血管通路。我国专家组对血管通路比例预期[1]: AVF>80%，TCC < 10%，当无法建立AVF时，建议提高AVG使用率。美国的透析结果和实践模式研究[8]显示，不同国家使用AVG的差异很大，使用率在2%~18%之间。影响内瘘功能的因素是内瘘狭窄和形成血栓，而狭窄是导致血栓形成的主要原因[9]，早在1984年，GLANZ等[10]首次报道了PTA治疗血液透析通路的病变。国内也有研究[11]表明PTA是治疗AVG狭窄和闭塞的有效方法。随着腔内技术的成熟和治疗方式的创新，介入治疗不只局限于本研究采用的普通压力球囊扩张，对于普通压力的球囊无法完全扩张开的狭窄，有报道[12]高压球囊扩张可以取得较好的疗效，除此之外，外周切割球囊[13]对于治疗AVF和AVG狭窄也是安全、有效的。而当PTA术中发生血管破裂时，支架置入是一种紧急补救措施[14]。
本研究中PTA术后3、6、12个月初级通畅率分别是80.6%、66.7%和38.9%，次级通畅率分别是88.9%、75.0%和58.3%，OH等[15]研究显示PTA治疗AVG狭窄，术后3、6、12个月初级通畅率分别是84.8%、63.6%和24.2%，次级通畅率分别是95.2%、95.2%和85.7%，本研究初级通畅率结果与之相似，次级通畅率并不完全一致，可能与纳入病人本身之间存在差异等因素有关，但通畅率随着时间延长，均呈逐渐下降的趋势。有研究[16]发现影响AVG初级通畅率的因素有年龄、血管吻合位置，次级通畅率与舒张压、血清白蛋白水平、血红蛋白>10 g/dL呈正相关，这与本研究中的年龄为影响通畅率危险因素结论相符。我院收治的维持性血液透析病人大多伴有肾性贫血，根据上述研究结论，通过提高血红蛋白水平，可能有助于增加次级通畅率。曾敏等[17]提出PTA术能够降低内瘘再狭窄的风险，提高次级通畅率。本研究选择在彩超引导下行PTA，是因为彩超设备便携，对于病人来说，经济负担相对较小，与血管造影相比，没有造影剂及辐射危害，同时能够测量血管内径和血流动力学参数，评估病人内瘘情况，而且对于内瘘并发症具有早期发现、早期诊断的作用[18]，及时有效地处理并发症，延长内瘘使用寿命。本研究尚存在许多不足之处，在回顾性分析超声引导下PTA治疗内瘘狭窄的有效性的同时，未设立对照组，比较不同治疗方式的效果。下一步工作可以延长随访时间，纳入更多病例，进行早期监测，及时干预。
综上所述，本研究选取的36例人工血管动静脉内瘘狭窄病人，PTA治疗有效，且创伤小，可节约病人珍贵的血管资源，可进一步推广应用，从而改善维持性血液透析病人血管通路的畅通情况。
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表 2 2组AUC、准确率及95%CI
项目 AUC 敏感性 特异性 准确率/% 95%CI 训练组 0.77 0.75 0.69 71.13 0.67~0.90 测试组 0.74 0.59 0.67 64.62 0.53~0.93 
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