CT虛擬結(jié)腸鏡對早期篩查結(jié)直腸癌的研究進(jìn)展

黃天驕 史學(xué)森 孫凱

014030，包頭醫(yī)學(xué)院（黃天驕）；014030，包頭市腫瘤醫(yī)院消化科（黃天驕、史學(xué)森）；014040，包頭市中心醫(yī)院影像科（孫凱）

CT虛擬結(jié)腸鏡對早期篩查結(jié)直腸癌的研究進(jìn)展

黃天驕 史學(xué)森 孫凱

014030，包頭醫(yī)學(xué)院（黃天驕）；014030，包頭市腫瘤醫(yī)院消化科（黃天驕、史學(xué)森）；014040，包頭市中心醫(yī)院影像科（孫凱）

CT虛擬結(jié)腸鏡（CTVC）應(yīng)用臨床以來，在結(jié)直腸癌（CRC）的診斷方面越來越顯示出其獨(dú)特的優(yōu)勢，較短的檢查時間、較低的輻射劑量和高質(zhì)量的成像使其成為CRC的早期篩查手段。筆者主要對CTVC在CRC早期篩查方面的進(jìn)展和臨床價值進(jìn)行綜述。

結(jié)直腸腫瘤；結(jié)腸成像，計(jì)算機(jī)體層攝影；篩查

結(jié)直腸癌（colorectal cancer，CRC）是全世界發(fā)病率和病死率分別位居第3位和第4位的惡性腫瘤[1]。據(jù)美國癌癥協(xié)會最新研究數(shù)據(jù)顯示，CRC的病死率在美國所有癌癥中位居第2位，每年約4.9萬人死于此疾病[2]。在我國，CRC發(fā)病人數(shù)呈明顯上升趨勢，2015年已突破37.6萬人/年，上升至各類腫瘤的第4位[3]，嚴(yán)重威脅我國國民健康。

1 CT虛擬結(jié)腸鏡（computed tomography virtual colonoscopy，CTVC）

1.1 CTVC的原理

CTVC是1994年由Vining[4]首次提出應(yīng)用于臨床評估結(jié)直腸病變的成像方法。它對清潔并充氣后的結(jié)腸進(jìn)行容積掃描，掃描結(jié)束后采用融合圖像調(diào)入Colon后處理軟件獲得CTVC圖像，用Flythrough半自動軟件沿腸腔觀察病變，用三維表面遮蓋法重建、容積重建技術(shù)對圖像進(jìn)行觀察。

1.2 CTVC檢查技術(shù)

1.2.1 腸道準(zhǔn)備

CTVC檢查成功與否與腸道準(zhǔn)備好壞密切相關(guān)。腸道準(zhǔn)備方法與光學(xué)結(jié)腸鏡（optical colonoscopy，OC）相同，即檢查前進(jìn)食低渣食物，檢查當(dāng)天禁食，口服復(fù)方聚乙二醇電解質(zhì)溶液4000 mL。除口服藥物清潔結(jié)直腸，糞便和流體的標(biāo)記也很重要。許多影像中心利用碘水造影劑標(biāo)記流體、稀鋇標(biāo)記糞便，從而提高殘余流體和糞便的CT密度，有助于鑒別殘?jiān)c潛在的息肉和腫塊，提高結(jié)直腸息肉以及CRC檢測的準(zhǔn)確率[5]。

1.2.2 掃描體位

患者采取仰臥位或俯臥位，先根據(jù)結(jié)直腸充氣情況進(jìn)行定位掃描。在呼氣末屏氣過程中采集圖像，從而減小肺橫向膨脹對結(jié)直腸的影響。掃描范圍包括腹部及骨盆部。

1.2.3 掃描參數(shù)

為了獲得理想的容積掃描數(shù)據(jù)，要求在一次屏氣內(nèi)用盡可能薄的層厚、小的螺距準(zhǔn)直比、小的掃描野、高的電流和電壓掃描靶器官。通常情況掃描層厚1.00～1.25 mm，掃描野350～450 mm，管電流80～120 mA，管電壓80～120 kV，重建層厚≤1 mm最佳。最新一代CT掃描儀適用于雙能量CTVC，孫凱等[6]利用雙能量技術(shù)，即使用不同能量的X射線（不同千伏），其優(yōu)勢是能更好地自動清除糞便，可有效區(qū)分出糞便殘?jiān)湍[塊，有助于良惡性腫塊的識別，可進(jìn)一步提高CTVC檢查的準(zhǔn)確率。

2 CTVC早期篩查CRC

2.1 CTVC篩查CRC的發(fā)展

CTVC技術(shù)自應(yīng)用起在CRC的診斷中扮演著越來越重要的角色。它最初用于具有CRC患病風(fēng)險而又拒絕傳統(tǒng)結(jié)腸鏡檢查患者的結(jié)直腸篩查。接受抗凝治療的患者尤為適合應(yīng)用CTVC作為篩查方法，因?yàn)镺C檢查可能增加穿孔和出血的風(fēng)險。CTVC技術(shù)剛發(fā)明時的檢查結(jié)果是應(yīng)用CT單探測儀掃描的二維圖像，其檢查的準(zhǔn)確率不高。隨著CT的不斷發(fā)展，多排螺旋CT實(shí)現(xiàn)從單排到128排甚至更多排的CT快速掃描。圖像重建和后處理算法的進(jìn)步使CT數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)了快速的可視化，任何視圖可以實(shí)時重建。CTVC呈現(xiàn)三維圖像的Flythrough模式視覺上類似于結(jié)腸鏡檢查，可在患者行CTVC檢查后反復(fù)閱讀圖片。CTVC檢查準(zhǔn)確率的提升也提高了檢查速度，多排螺旋CT可在患者單次呼吸時間內(nèi)完成掃描，降低了呼吸偽影的發(fā)生率。低呼吸偽影發(fā)生率結(jié)合強(qiáng)大的多排螺旋CT設(shè)備及薄層使CTVC獲得更加準(zhǔn)確和豐富的圖像信息。CTVC成像現(xiàn)已成為公認(rèn)的篩查CRC的常規(guī)方式，美國癌癥協(xié)會、美國放射學(xué)院以及美國結(jié)直腸癌多學(xué)會工作組聯(lián)合發(fā)布文件指出，CTVC是每隔5年對無癥狀人群篩查CRC風(fēng)險的恰當(dāng)選擇[7]。將CTVC的二維和三維圖像結(jié)合起來可以同時顯示腔內(nèi)腫瘤和遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移情況，可以對可疑腫瘤進(jìn)行監(jiān)測并監(jiān)測腫瘤治療后的復(fù)發(fā)情況，以便對治療和預(yù)后作出指導(dǎo)[8]。

2.2 CTVC早期篩查CRC的準(zhǔn)確率

早期篩查CRC并進(jìn)行合理治療可有效延長患者的生存期，因此美國癌癥協(xié)會建議無癥狀人群從50歲開始進(jìn)行CRC篩查。CTVC可以清楚地顯示結(jié)直腸內(nèi)的腫瘤，一項(xiàng)納入了49項(xiàng)研究的薈萃分析顯示，CTVC診斷CRC的靈敏度與OC接近，分別為96%和95%[9]。另一項(xiàng)包含1171例有癥狀人群的研究顯示，CTVC診斷CRC的靈敏度和特異度分別為95%和99%[10]。由于CRC的發(fā)生與腺瘤性息肉數(shù)目增多有關(guān)，早期篩查出腺瘤性息肉，并進(jìn)行有效治療可以有效地干預(yù)其演變?yōu)镃RC，達(dá)到早期篩查CRC的目的。CTVC對CRC相關(guān)性息肉檢測有較高的靈敏度。Pickhardt等[11]進(jìn)行大樣本研究，結(jié)果顯示CTVC對于直徑小于10、8、6 mm的腺瘤性息肉的靈敏度分別為93.8%、93.9%和88.7%，而OC對于這3種大小的腺瘤性息肉靈敏度分別為87.5%、91.5%和9.3%，CTVC對于直徑小于10、8、6 mm的腺瘤性息肉的特異度分別為96%、92.2%和79.6%。一項(xiàng)針對5項(xiàng)臨床研究的薈萃分析顯示，CTVC對于大小在＜6 mm、6～9 mm、≥10 mm的腺瘤性息肉的靈敏度分別為78%、83%和88%，特異度分別為95%、91%和98%[12]。另外，CTVC還可以識別OC漏檢的息肉[10]。一項(xiàng)回顧性研究分析了CTVC聯(lián)合OC檢測腺瘤性息肉的準(zhǔn)確率，結(jié)果顯示通過CTVC檢出OC漏檢的腺瘤性息肉的比例為20/180，這些息肉可能是由于在結(jié)腸皺襞中、清腸不充分而被遮擋或者退鏡中被遺漏的[13]。另外，CTVC可以同時顯示腸腔外的腸道表現(xiàn)，增加了CTVC臨床價值，Pickhardt等[14]在最近的研究中提出可以通過CTVC篩查腸外腫瘤。

2.3 CTVC篩查CRC與其他檢查的對比

2.3.1 CTVC與糞便隱血試驗(yàn)的對比

糞便隱血試驗(yàn)操作簡單、無創(chuàng)、廉價、易于被檢查者接受，但其僅提示消化道內(nèi)出血性病變，不能準(zhǔn)確地提示腫瘤，對腺瘤性息肉的靈敏度只有10%，而通常認(rèn)為結(jié)腸息肉直徑超過10 mm就有潛在的惡性病變可能，CTVC檢查則具有高靈敏度的優(yōu)勢，其靈敏度在90%以上[11-14]。

2.3.2 CTVC與氣鋇雙重造影（double-contrast barium enema，DCBE）的對比

DCBE和CTVC均能發(fā)現(xiàn)CRC并且能對其部位進(jìn)行精確定位。國外有研究表明，CTVC在病變檢出方面優(yōu)于DCBE[15]。姜軍等[16]通過研究對比DCBE和CTVC對CRC的檢出效能，發(fā)現(xiàn)CTVC在檢出結(jié)直腸癌的效能方面明顯優(yōu)于DCBE，尤其對于<2 cm的病灶，CTVC更具優(yōu)勢。

2.3.3 CTVC與OC的對比

CTVC相比OC篩查CRC具有潛在的優(yōu)勢。CTVC在非麻醉的狀態(tài)下進(jìn)行，避免了無痛腸鏡的麻醉意外和吸入性肺炎產(chǎn)生的可能。它是一種快速的檢查方式，大約需要10 s完成，且不需要麻醉師和護(hù)士在場，可以有效節(jié)省人員。CTVC是非侵入性檢查，具有安全性高的特點(diǎn)，其穿孔率極低，最近的一項(xiàng)回顧性研究調(diào)查結(jié)果顯示，4000多例接受CTVC檢查的患者無死亡情況，其穿孔率為0.02%[17]，其中與CTVC相關(guān)的穿孔病例主要涉及人工充氣，由于可以通過自動CO2充氣機(jī)取代人工充氣，因此穿孔風(fēng)險可以忽略不計(jì)。

3 低劑量CTVC早期篩查CRC

3.1 低劑量CTVC技術(shù)

雖然CTVC作為CRC常規(guī)診斷的檢查項(xiàng)目具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，但因其具有輻射性，該項(xiàng)檢查存在一定的輻射暴露風(fēng)險，因此降低CTVC的輻射劑量是臨床工作者始終追求的目標(biāo)。自動曝光控制技術(shù)可以根據(jù)患者體積自動調(diào)節(jié)管電流，從而顯著降低輻射劑量，特別是對于體型較瘦的患者。腹部的CT掃描中使用自動曝光控制可降低20%～35%的輻射劑量[18]。另一種降低輻射劑量的方法是迭代重建，它采用傳統(tǒng)濾波反投影后處理CT數(shù)據(jù)。迭代重建技術(shù)結(jié)合低管電流可以降低圖像噪聲并保持圖像質(zhì)量，有研究表明在CTVC中使用迭代重建技術(shù)降低輻射劑量并保持圖像質(zhì)量是可行的[19]。CTVC在不影響圖像質(zhì)量的前提下使用迭代重建技術(shù)可降低50%的輻射劑量。

3.2 CTVC輻射劑量

CTVC作為篩查CRC的手段有著諸多優(yōu)勢，但相關(guān)研究人員也曾提出其輻射性可能對個體產(chǎn)生潛在危害。一項(xiàng)研究表明，CTVC作為篩查CRC的方法，每5年使用一次，個體篩查從50歲至80歲，其輻射劑量使個體致癌風(fēng)險的增加值小于0.02%[20]。另一項(xiàng)研究比較CTVC篩查CRC的有效輻射劑量（其中男性為7 mSv，女性為8 mSv）誘導(dǎo)產(chǎn)生癌癥的風(fēng)險，結(jié)果顯示50歲開始每做一次CTVC，致癌風(fēng)險增加0.06%，并隨個體年齡的增加而下降。應(yīng)用各種模型計(jì)算顯示，CTVC篩查50歲個體CRC的效益與風(fēng)險比值在24∶1至35∶1之間，結(jié)果表明每5年對50～80歲人群進(jìn)行CTVC篩查的益處明顯大于其輻射風(fēng)險[21]。目前進(jìn)行CTVC檢查的醫(yī)療機(jī)構(gòu)評估CTVC檢查平均有效輻射劑量＜5 mSv（范圍在3～8 mSv）[7]，相當(dāng)于檢查者每年的背景輻射。最新一代CT有劑量減少機(jī)制（如自動劑量調(diào)制和迭代重建技術(shù)），將進(jìn)一步減少輻射劑量[22-23]，使輻射劑量小于1 mSv。

3.3 低劑量CTVC早期篩查CRC的應(yīng)用

隨著CT及其后處理技術(shù)的發(fā)展，CTVC技術(shù)顯著提高。現(xiàn)有技術(shù)條件下，輔助以良好的檢查前準(zhǔn)備，CTVC可逐步取代DCBE。在傳統(tǒng)結(jié)腸鏡檢查不理想的情況下，CTVC可以作為良好的補(bǔ)充檢查，其不但可以準(zhǔn)確地做出診斷，而且可以就腹部情況對CRC進(jìn)行分期。在進(jìn)一步優(yōu)化掃描參數(shù)的前提下，低劑量CTVC的輻射劑量甚至可低于DCBE，同時因其具有相對的安全性和非侵入性，有望取代傳統(tǒng)結(jié)腸鏡。

4 展望

綜上所述，CTVC具有無創(chuàng)、快捷、準(zhǔn)確和低輻射的特點(diǎn)，不僅可以篩查CRC，還可以了解腫瘤轉(zhuǎn)移情況，實(shí)現(xiàn)了CRC檢查無創(chuàng)性和準(zhǔn)確性的結(jié)合，更有利于CRC的普遍篩查。隨著CT設(shè)備及技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是第3代雙源CT（SOMATOM Definition Flash）的問世，其空間分辨率及后處理功能極大地提高，有望進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量，降低輻射劑量，值得進(jìn)一步探究。

利益沖突 本研究由署名作者按以下貢獻(xiàn)聲明獨(dú)立開展，不涉及任何利益沖突。

作者貢獻(xiàn)聲明 黃天驕負(fù)責(zé)論文撰寫；史學(xué)森負(fù)責(zé)提出命題、論文審閱;孫凱負(fù)責(zé)論文修改。

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Research progress of CT virtual colonoscopy for early screening of colorectal neoplasmas

Huang Tianjiao，Shi Xuesen，Sun Kai

Baotou Medical College,Baotou 014030,China（Huang TJ）;Department of Gastroenterology,Baotou Cancer Hospital,Baotou 014030,China（Huang TJ,Shi XS）;Department of Medical Image,Baotou Central Hospital,Baotou 014040,China（Sun K）

Corresponding author：Shi Xuesen,Email：1953461154@qq.com

Since the application of computed tomography virtual colonography（CTVC）in clinic,it shows an increasing superiority in the diagnosis of colorectal cancer（CRC）.Its high image quality,low radiation dose and high scanning speed make it possible to become a suitable method for the early diagnosis of CRC.This article makes a brief review about the progress of CTVC in the diagnosis of CRC and its clinical value.

Colorectal neoplasms;Colonography,computed tomographic;Screening

史學(xué)森，Email：1953461154@qq.com

10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2016.06.014

2016－08－06）