雙源CT雙能量成像對肺癌化療療效評估的作用研究

1.廣東省深圳市龍華區(qū)人民醫(yī)院醫(yī) 學影像科 (廣東 深圳 518109)

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4.浙江省腫瘤醫(yī)院放射科 (浙江 杭州 310022)

5.浙江省腫瘤醫(yī)院放射科 (浙江 杭州 310022)

張周芳1 張玉忠2 彭雪華3 黃潔惠4 邵國良5

肺癌是呼吸系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤之一，其發(fā)病率位居惡性腫瘤之首，且其死亡率也呈逐年上升的趨勢[1]。目前臨床針對晚期肺癌的治療手段主要是化療、放療、化放療結合及靶向治療等等，而化療又是這些方法中最常用的方案。目前臨床常用的的是RECIST標準，此標準是依據(jù)病灶長徑大小變化將療效分成四組即完全緩解(CR)、部分緩解(PR)、病情穩(wěn)定(SD)及病情進展。但由于RECIST標準僅僅是基于影像解剖上的形態(tài)學改變，實際上病灶發(fā)生形態(tài)學改變前需要經(jīng)過一定的時間，因而在化療早期它并不能真實地反映化療藥物對腫瘤的作用和療效。Bollag G[2]等在對黑色素瘤靶向治療的研究中發(fā)現(xiàn)，存在81%的患者在治療兩周后雖然其腫瘤大小尚未改變，核素顯像卻提示18FFDG攝取已有明顯減少，由此說明雖然腫瘤內(nèi)部代謝得到破壞和抑制，但影像形態(tài)學并沒有發(fā)生變化，此時若用RICIST標準來評價療效，顯然存在偏差。MR灌注成像等新技術對肺癌的療效評價是目前的研究熱點，但是由于其不僅費用高，而且成像時間長，很多腫瘤患者無法忍耐等問題，因而還無法廣泛應用于臨床。雙源CT是最近幾年發(fā)展起來的先進設備，目前的應用主要包括去骨功能、虛擬平掃、結石成分定性分析等。對于雙能量成像在肺癌療效評估方面的應用目前還不常見。本文采用雙源CT雙能量成像探索肺癌化療前后碘值的變化規(guī)律，從而為臨床肺癌化療療效評估提供一定的理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集浙江省腫瘤醫(yī)院2014年3月～至今原發(fā)性非小細胞肺癌患者22例，均經(jīng)臨床評估不能手術需要接受化學治療。所有病例均為初診患者并有穿刺活檢證實病理結果，其中腺癌12例，鱗癌10例。男性16例，女性6例，年齡范圍41～76歲，平均年齡61.4歲。入選標準：①年齡18～78歲，無造影劑過敏及心、肝、腎等重要臟器功能衰竭者。②病理類型為腺癌及鱗癌。③患者未出現(xiàn)肺外轉(zhuǎn)移灶。

1.2 檢查方法 所有患者檢查前均簽署知情同意書并向患者說明掃描注意事項。采用德國西門子雙源CT(SOMATOM DEFINITION FLASH)進行掃描，利用高壓注射器以3ml/s的速率注射濃度為300mg/ml的造影劑。所有患者均分別于化療前1星期內(nèi)及化療2周期結束后的1星期內(nèi)進行增強掃描。所有病例首先采用雙能量模式，100KV及140KV兩種管電壓下進行掃描。平掃范圍為鎖骨上窩至膈下。增強掃描利用Testblous技術測出主動脈達峰時間，再注射造影劑85ml，分別在主動脈達峰及第100s進行掃描，其中主動脈達峰時掃描范圍為全肺，第100s掃描范圍均為病灶局部。重建層厚2mm，層間距2mm，螺距0.7，卷積核D30f，準直器32×0.6mm。

1.3 圖像分析與測量 將雙能量圖像導入后處理工作站MMWP，選擇Dual-energy軟件中的 Liver-VNC模式得到碘圖成像，首先測量病灶最大層面的長徑作為病灶的大小值，再測量各期增強掃描圖像中病灶最大層面及其相應層面主動脈的碘含量值，并用病灶碘含量值/主動脈碘含量值求得標準化碘值。興趣區(qū)的選擇盡量選擇病灶的實性區(qū)域，避開病灶的邊緣、空洞、鈣化、偽影及強化的大血管等，所有數(shù)值均測量3次，并取其平均值。各期測量病灶的位置要求保持高度一致。計算腫瘤化療前后標準化碘值的差值，并利用RECIST標準對病灶進行療效評估。

1.4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS17.0軟件進行統(tǒng)計學分析，計量資料以均數(shù)±標準差表示，以P＜0.05認為差異有統(tǒng)計學意義。對腫瘤化療前后標準化碘值的變化與療效情況進行相關統(tǒng)計學分析。

2 結 果

表1 PR組與SD組患者與腫瘤特征

表2 PR組與SD組化療前后長徑改變量的比較

表3 PR組及SD組化療前后標準化碘值的比較

依據(jù)RECIST標準評估療效分組：部分緩解組(PR組)8例，穩(wěn)定組(SD組)13例，病情進展組(PD組)1例，無完全緩解組。PR組及SD組化療前后長徑差異有統(tǒng)計學意義,PR組(t=7.420，P=0.0 0 0),S D 組(t=4.9 1 6，P=0.000)，二者化療前后長徑改變量之間也具有統(tǒng)計學差異，(t=0.4690,P=0.001)。增強掃描各時期PR組及SD組標準化碘值化療后均較化療前降低，且具有統(tǒng)計學差異?；熐案鲿r期標準化碘值PR組均較SD組高，但只有主動脈達峰時二者差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)?；熐昂笾鲃用}達峰時時及第100s標準化碘值改變量PR組大于SD組(P＜0.05)。ROC曲線表現(xiàn)各時期標準化碘值改變量可以預測療效，其中主動脈達峰時曲線下面積約為0.909(P＜0.05), 敏感度為100%，特異性69.2%；第100s曲線下面積約為0.971(P＜0.05)，敏感度為87.5%，特異性100%。進展組1例，化療前長徑為1.97cm，化療后2.70cm，各時期標準化碘值(mg/ml)化療后均大于化療前，分別為(0.048，0.062)mg/ml；(0.116，0.244)mg/ml。具體見表1-5及圖1-10。

表4 化療前各時期PR組與SD組標準化碘值比較

表5 PR組與SD組化療前后標準化碘值改變量比較

圖1-2 緩解組主動脈達峰時病灶感興趣區(qū)化療前圖1標準化碘值0.08mg/ml，化療后圖2的標準化碘值0.05mg/ml。圖3-4 緩解組第100s時病灶感興趣區(qū)化療前圖3標準化碘值0.35mg/ml，化療后圖4標準化碘值0.09mg/ml。圖5-6 進展組主動脈達峰時病灶感興趣區(qū)化療前圖5標準化碘值0.048mg/ml，化療后圖6標準化碘值0.062mg/ml。圖7-8 進展組第100s時病灶感興趣區(qū)化療前圖7標準化碘值0.116mg/ml，化療后圖8標準化碘值0.244 mg/ml。圖9-10 主動脈達峰時圖9及第100s圖10時，標準化碘值改變量的ROC曲線

3 討 論

由于雙源CT擁有兩套球管和兩套探測器系統(tǒng)，因此一次掃描可同時采集兩種不同的能量電子的數(shù)據(jù)，所獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)進一步后處理可以得到碘圖成像并進行組織中碘含量的測定[3]。既往已有研究[4]證明腫瘤血管多少和CT增強值之間存在正相關性，而增強值的高低主要是反映了病灶內(nèi)CT對比劑中碘的含量，所以碘值的大小能夠比較精確反映病灶內(nèi)碘的分布和攝取情況。腫瘤在經(jīng)過化療藥物作用后，其內(nèi)部結構會發(fā)生一定的改變，比如腫瘤細胞會發(fā)生粘膜水腫、變性壞死和纖維化等改變，另外化療藥物還具有抗血管生成作用[5]。這些化療后引起的病灶內(nèi)部改變均可能導致病灶血供減少，因此在增強掃描時病灶對碘的攝取量也隨之減少。陳逸群等[6]通過探討40例肺癌患者化療前后腫瘤的能譜曲線及碘含量，發(fā)現(xiàn)化療后腫瘤內(nèi)碘含量均較治療前有降低。本研究中的PR組及SD組標準化碘值化療后均較化療前降低，且差異具有統(tǒng)計學意義。療效進展的僅有1例，其化療后的標準化碘值較化療前升高。石磊等[7]通過雙源CT雙能量成像碘值測量來評估晚期胃癌患者化療療效，結果顯示動脈晚期及門脈期療效較好組病灶碘值減小率均大于療效較差組。類似的還有研究[8]能譜CT在肺癌化療療效的中價值，其結果為病灶平掃及靜脈期CT 差值、IC差值均與RECIST 標準存在相關性(r=-0.23，P=0.036；r=-0.060，P＝0.014；r＝-0.69，P ＝0.0 2 5；r ＝-0.7 1，P ＝0.007)。本文中PR組化療前后各時期標準化碘值改變量均大于SD組(P＜0.05)，其中主動脈達峰時(0.036±0.010，0.0203±0.009)mg/ml，第100s(0.145±0.029，0.066±0.028)mg/ml，這與以上文獻報道結果相吻合。此外，各時期化療前后標準化碘值改變量的ROC曲線有助于預測療效，其中，ROC曲線表現(xiàn)各時期標準化碘值改變量可以預測療效，其中主動脈達峰時曲線下面積均為0.909(P＜0.05),第100s曲線下面積約為0.971(P＜0.05)。

據(jù)文獻報道[9]治療前腫瘤高灌注狀態(tài)有利于化學藥物聚集從而殺傷腫瘤細胞，因而治療效果會優(yōu)于血流灌注低者。本研究中化療前各時期標準化碘值PR組均較SD組高，但只有在主動脈達峰時二者差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。出現(xiàn)這種結果的原因可能是沒有對兩組病理結果沒有統(tǒng)一，根據(jù)相關文獻報道[10-11]，腺癌的微血管密度大于鱗癌，容易成豐富均勻的篩孔狀毛細血管，新生血管多于鱗癌。由于血管生成情況存在差異，故其攝取碘的能力也會不同。但這種差異在增強掃描的早期即主動脈達峰時可能還未明顯表現(xiàn)出來，因而兩組病理組織的不一致性不會形成誤差。

雙源CT雙能量成像標準化碘值的測定，排除了由于心輸出量、身體質(zhì)量指數(shù)(BIM)等因素的差異所導致的結果誤差，因此能更客觀，更真實的反映腫塊的血供情況即碘攝取量。無論是標準化碘值還是標準化碘值的改變量，尤其是標準化碘值改變量是評價化療療效的客觀、可靠、敏感、便捷的可用指標。但是本研究也存在一定的局限性，譬如病例數(shù)偏少，需要大量樣本來驗證。