結腸內容物標記法CT結腸成像的研究進展

杜金鵬 王利東*

結直腸癌（colorectal cancer，CRC）是世界上較為常見的惡性腫瘤之一，發(fā)病率在中國和美國均居惡性腫瘤的第3位，并且在我國呈逐年上升的趨勢[1－2]。多數CRC是由腺瘤性息肉經5～15年惡變引起，因此在結直腸疾病的早期進行有效檢查尤為重要。結腸鏡（colonoscopy，CS）能夠發(fā)現腸內病變，同時能對其定性診斷、活檢或治療[3]；傳統CT結腸成像應用于結腸息肉篩查的性能和價值也早已有報道。兩者在檢查前均需要進行物理腸道準備，充分的腸道準備是保證高質量檢查的關鍵因素。對于有認知障礙和不能耐受的病人，較為復雜的準備過程是造成操作失敗率較高的主要原因[4－6]。結腸內容物標記法CT結腸成像的優(yōu)勢是不需要在檢查前進行導瀉和清潔灌腸，但由于殘留的糞便和液體會影響對結腸黏膜的觀察，并且容易被錯誤地理解成是腸內結構的一部分，故通過受檢者口服對比劑的方法來增加CT結腸成像檢查時腸道內部殘留物質的強度，再利用計算機影像后處理將結直腸正常的解剖結構和疾病的變化特點顯示出來，因此能夠在有效篩查結直腸病變的同時，提高病人對檢查的接受程度。

1 標記結腸內容物的常用方法及標記效果

結腸內容物標記法CT結腸成像與以往CT結腸成像研究所采用的結腸內容物標記方法不完全相同，但差異不大。病人在檢查前1 d采取低纖維飲食并且口服2次（50 mL/次）碘對比劑，然后在檢查前1.5 h再次口服50 mL碘對比劑。為了擴張結腸，需在掃描前5 min內向受檢者腸內注入3 L或至少2.5 L CO2氣體，必要時應用解痙藥，然后進行低劑量CT掃描即可獲得相應結腸影像[7]。

近年來一些研究者對使用不同對比劑標記腸內糞便和液體的效果進行了研究，目前常用的對比劑有鋇劑和碘劑。Buccicardi等[8]對264例存在CRC發(fā)病風險的病人進行結腸內容物標記法CT結腸成像，通過在檢查前2 d口服30 mL水溶性碘對比劑的方法對腸內殘留糞便進行標記，能夠較好地鑒別糞便與病變，相較于傳統導瀉方案，采用該標記方法進行檢查的敏感度和特異度略有增加，分別達89%和95%。Kim等[9]對碘海醇和泛影葡胺的標記效果進行研究，各選取40例病人分別口服50 mL碘海醇和100 mL泛影葡胺，結果顯示使用碘海醇標記會造成更多的結腸泡沫，但兩者對腸內液體均有較好的標記效果。Davis等[10]應用質量濃度為2 g/100 mL的500 mL稀釋硫酸鋇懸浮液來標記腸內糞便，研究表明該方案標記效果的平均分＞4分（4分為50%～75%的殘留糞便被標記，5分為＞75%且≤100%的殘留糞便被標記）。Meric等[11]采用硫酸鋇懸浮液標記糞便并研究其標記的有效性，結果顯示對于≥6 mm殘留糞便球的標記效用可達到92%。多數研究進行標記的目的是為了直接鑒別腸道內容物與腸內病變，但也可采用計算機圖像后處理技術去除已被標記的物質，從而實現對于腸道的模擬清潔。Cai等[12]提出了一種基于物質分解和虛擬結腸標記的雙能電子凈化（electronic cleansing，EC）方法，21例有癥狀提示結直腸癌和臨床需要進行全結腸檢查的病人首先口服50 mL非離子碘對比劑，然后通過電子凈化技術清除被標記的糞便數值，結果顯示該方法檢出息肉具有較高的敏感性。

2 CT結腸成像相關后處理技術的發(fā)展

近年來，相關CT影像后處理技術的廣泛發(fā)展，為結腸內容物標記法CT結腸成像提供了更多的可能性。其中最為主要的是EC技術，它能有效地區(qū)分腸內容物與結直腸息肉或腫瘤，從而提高該項檢查的準確性。EC技術首先利用對比劑來標記腸道內殘留的糞便和液體，然后采用圖像分割和模式識別技術去掉被標記物質的CT數據，即能夠在結腸掃描影像中清除干擾診斷的腸內殘留物質，從而實現腸道的數字虛擬凈化。較為突出的技術類型是由Cai等[13]開發(fā)的結構分析EC，其利用局部形態(tài)信息來識別息肉和折疊的腸道結構，并同時去除被標記的物質，有效解決因偽增強效應和部分容積效應所產生的偽影，可以提供具有較高診斷質量的影像。近年Chunhapongpipat等[14]提出了梯度方向二階導數偽增強矯正的方法（能夠減少因糞便標記致周圍軟組織偽增強效應而出現的CT值衰減）和改進影像局部粗糙度的方法，將這兩種方法整合到EC技術中，根據簡單的閾值法來有效去除被標記的物質。此外還出現了一些新技術，如能夠去除空氣、軟組織和標記殘留物相交處“T”形脊狀偽影的快速三物質模型EC[15]和有助于檢測隱藏在對比劑內小型息肉的整合EC[16]技術。

結腸內容物標記法CT結腸成像得到的是一個容積式腹部數據集合，還需要進一步將結腸數據從該集合中分割提取出來，再應用渲染技術將數據重建出結腸的三維數字化模型。近年提出的灰度映射不僅能夠彌補傳統表面渲染方式無法提供病變灰度信息的缺點，還能呈現出更好的結腸空間形態(tài)[17]。同時結合自動計劃導航和交互式導航還能夠使醫(yī)生獲得無限的觀察視角，并在必要時采用電子活檢來觀察病變的內部結構。這些技術均能夠使結腸內容物標記法CT結腸成像成為檢查CRC更加有效的方法。

3 結腸內容物標記法CT結腸成像的性能評價及臨床意義

有研究[18]證實，對于≥10 mm的腺瘤，傳統CT結腸成像的檢測能力和準確性可達到結腸鏡的水平，而對于＜10 mm的病灶則不如常規(guī)結腸鏡檢查，但其評估腫瘤的位置及大小等指標時相當準確[19－20]。隨著傳統CT結腸成像的廣泛應用，不需導瀉的結腸內容物標記法CT結腸成像檢查也逐漸引起研究者的關注。多數研究主要通過將該項技術與結腸鏡的檢查結果進行對比來評價其性能，目前其與傳統CT結腸成像性能的直接對比研究相對較少。Zalis等[21]針對結腸內容物標記法CT結腸成像檢測腸內不同大小腺瘤時的效能進行了評估，研究招募了有CRC中度發(fā)展風險且年齡在50～85歲之間的605例病人，應用碘海醇標記腸內容物并結合EC技術輔助診斷，結果顯示結腸內容物標記法CT結腸成像和結腸鏡在檢測直徑≥10 mm腺瘤時的準確度相仿，2種方法檢測的敏感度和特異度分別為0.91、0.95和0.85、0.89，而當結腸內容物標記法CT結腸成像檢測直徑≥8 mm和≥6 mm的腺瘤時，其敏感度僅為0.70和0.59，但結腸鏡可達到0.88和0.76。此外，有研究直接將結腸鏡的檢查結果作為參考標準。N?ppi等[22]從2所醫(yī)院的日常結直腸篩查群體中隨機招募了46例病人進行結腸內容物標記法CT結腸成像，結果顯示檢測直徑≥10 mm和≥6 mm病灶時的敏感度分別為100%和70%，他們還提出了一種可用于虛擬標記部分容積效應偽影的方法，該方法對于≥10 mm和≥6 mm病灶的檢測敏感度分別達100%和90%，較前述方法提高。Johnson等[23]對30例疑似結直腸息肉的病人進行結腸內容物標記法CT結腸成像研究，結果表明對于直徑≥10 mm和≥5 mm的息肉，檢測敏感度分別為90%和68%，特異度分別為100%和75%；同樣地，Johnson等[24]對114例受檢者的研究顯示，該技術在檢測直徑≥10mm和6～9 mm腺瘤時的敏感度為84%～93%和53%～88%，并且認為通過使用EC糞便的方法能有效提高檢測的敏感度，分別達93%～94%和68%～92%。Fletcher等[25]對564名無癥狀受檢者的前瞻性研究表明，結腸內容物標記法CT結腸成像檢測直徑≥6 mm腺瘤的敏感度約為76%，并且發(fā)現采用鋇劑標記時若結合碘劑可以提高檢測的特異性和標記糞便的百分比。

值得注意的是結腸內容物標記法CT結腸成像具有進行大規(guī)模結直腸病變篩查的能力。由于60%～70%的腸內確診病例是在疾病晚期才被檢測到的，因此進行早期篩查可以降低CRC的發(fā)病率和死亡率[26]。一種良好的篩查方法不僅需要其具備較高的診斷性能，還必須易于被受檢者接受。與結腸鏡相同，傳統CT結腸成像也需要在檢查前進行物理腸道準備，而結腸內容物標記法CT結腸成像的主要目的就是為了簡化傳統CT結腸成像檢查，最大限度地減少腸道準備過程。Stoop等[27]關于CRC篩查的研究發(fā)現，結腸內容物標記法CT結腸成像的病人參與程度明顯高于結腸鏡，兩者的參與率分別為34%和22%。同樣Fini等[28]研究認為，當CRC病人的一級親屬進行篩查時，結腸內容物標記法CT結腸成像可以作為結腸鏡檢查的無創(chuàng)性替代方法。對于大多數老年病人或危重病人在無法進行結腸鏡時或是傳統CT結腸成像檢查的失敗率較高時，結腸內容物標記法CT結腸成像則更加體現出其有效性和較好的可耐受性[29]。但也有研究表明，老年病人進行CT結腸成像檢查的主要風險是由對比劑引起的腎病，故攝入碘對比劑必須要求病人自身肌酐清除率在正常水平，并且要避免多次增強CT掃描[30]。因此，即使結腸內容物標記法CT結腸成像能夠較好地應用于老弱病人檢查結直腸病變，但在臨床中也要結合實際情況應用，不可盲目進行。

4 小結

總之，結腸內容物標記法CT結腸成像能夠有效彌補結腸鏡和傳統CT結腸成像要求嚴格物理腸道準備的弊端，因此更容易被受檢者接受，并且隨著標記方法和計算機影像后處理技術的發(fā)展，其診斷準確性也不斷提高。尤其是對于身體機能處于下降狀態(tài)的老年病人和危重病人，結腸內容物標記法CT結腸成像無疑為他們提供了一種更加可行的CRC檢查手段。