能譜CT 碘基圖在肺癌患者放化療療效評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值△

陳艾，余飛，商亞軍，陳英，楊東，周勇

重慶市銅梁區(qū)人民醫(yī)院放射醫(yī)學(xué)科，重慶 402560

肺癌是起源于支氣管黏膜上皮、支氣管腺體或肺泡上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，遺傳、吸煙、輻射、感染等多種因素均與肺癌的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)，近年來，肺癌的發(fā)病率逐年攀升，其發(fā)病率和病死率均居全球所有惡性腫瘤的首位，給世界各國(guó)居民均造成了嚴(yán)重的疾病負(fù)擔(dān)。肺癌早期癥狀易與肺部其他疾病混淆，且由于缺乏早期篩查意識(shí)，絕大多數(shù)患者確診時(shí)已處于中晚期，已不適合手術(shù)治療，而采用以放化療為主的綜合治療。放化療后準(zhǔn)確評(píng)估肺癌患者的臨床療效是治療過程中不可缺少的環(huán)節(jié)，直接關(guān)系后續(xù)治療方案的制訂，目前，臨床常用的評(píng)估方法包括常規(guī)CT、MRI、CT 灌注成像、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（position emission tomography，PET）/CT 等，但上述方法均存在自身的局限性，如常規(guī)CT 不能準(zhǔn)確反映腫瘤內(nèi)部血供，肺因缺乏氫原子核不適合進(jìn)行MRI 檢查，PET/CT 輻射劑量較大且費(fèi)用高等，在一定程度限制了其臨床應(yīng)用。能譜CT 成像不僅能通過物質(zhì)分離技術(shù)得到的碘基圖較早地觀察放化療后腫瘤微環(huán)境（血管化程度、微血管密度）變化，還能同時(shí)獲取混合能量圖、多個(gè)單能量圖、能譜曲線、有效的原子序數(shù)等，進(jìn)一步推動(dòng)了影像學(xué)的應(yīng)用進(jìn)展。本研究探討肺癌患者放化療前后能譜CT掃描參數(shù)的變化情況，分析其在放化療療效評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年6 月至2020 年11 月重慶市銅梁區(qū)人民醫(yī)院收治的肺癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合肺癌的診斷標(biāo)準(zhǔn)，年齡18～80 歲；②均接受放化療治療；③TNM 分期為Ⅲ～Ⅳ期；④未行手術(shù)及其他抗腫瘤治療；⑤病歷資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①病灶無法測(cè)量；②圖像質(zhì)量不佳；③合并其他腫瘤或并發(fā)癥。依據(jù)納入和排除標(biāo)準(zhǔn)，本研究共納入84 例肺癌患者，依據(jù)實(shí)體瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（response evaluation criteria in solid tumor，RECIST）1.1 版將其分為有效組[

n

=59，完全緩解（complete response，CR）患者+部分緩解（partial response，PR）患者]、無效組[

n

=25，病情穩(wěn)定（stable disease，SD）患者+疾病進(jìn)展（progressive disease，PD）患者]。有效組中男43例，女16 例；年齡45～72 歲，平均（57.23±9.52）歲；病理類型：小細(xì)胞肺癌23 例，非小細(xì)胞肺癌36 例（其中鱗狀細(xì)胞癌18 例，腺癌9 例，大細(xì)胞癌9 例）；TNM 分期：Ⅲ期47 例，Ⅳ期12 例。無效組中男18例，女7 例；年齡44～71 歲，平均（57.05±8.78）歲；病理類型：小細(xì)胞肺癌9 例，非小細(xì)胞肺癌16 例（鱗狀細(xì)胞癌8 例，腺癌5 例，大細(xì)胞癌3 例）；TNM 分期：Ⅲ期19 例，Ⅳ期6 例。兩組患者性別、年齡和病理類型等臨床特征比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05），具有可比性。

1.2 能譜CT 成像檢查方法

放化療前及放化療1 個(gè)療程后，采用寶石能譜CT 成像對(duì)所有患者行胸部雙期增強(qiáng)掃描，掃描范圍自肺尖至肺底，調(diào)整模式：?jiǎn)卧锤叩蛪核睬心茏V成像模式。掃描參數(shù)：瞬時(shí)管電壓80/140 kV，電流200 mA，掃描層厚為5 mm，層間距為5 mm，矩陣為512 mm×512 mm，螺距0.992，轉(zhuǎn)速0.5 s。將70 ml非離子型對(duì)比劑碘帕醇用高壓注射器經(jīng)患者肘部靜脈注入，并注入生理鹽水20 ml，注射速度為3 ml/s，注射完成后25 s 行動(dòng)脈期掃描，注射完成50 s 后行靜脈期掃描。掃描完成后對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行重建（層厚及層間距均為1.25 mm），完成后將數(shù)據(jù)傳輸至工作站，繪制碘基圖進(jìn)行能譜數(shù)據(jù)分析。

將圖像傳輸?shù)胶筇幚砉ぷ髡具M(jìn)行圖像分析，由2 名放射科醫(yī)師獨(dú)立完成碘基圖繪制和數(shù)據(jù)分析，若存在分歧，共同商議后確定。最終結(jié)果選取橫軸面顯示病灶的最大層面，測(cè)量病灶直徑，勾畫感興趣區(qū)測(cè)量能譜參數(shù)，病灶區(qū)密度不均勻時(shí)應(yīng)避開空洞、壞死、鈣化、血管等區(qū)域，測(cè)量腫瘤實(shí)性部分，病灶區(qū)密度均勻勾畫區(qū)域應(yīng)＞2/3 的病灶面積。每例患者均測(cè)量3 次，測(cè)量結(jié)果取平均值。

1.3 能譜CT 成像參數(shù)

①腫瘤最大徑：在橫斷面、冠狀面、矢狀面分別測(cè)量腫瘤長(zhǎng)徑，取最大值。②CT 值：選取70 keV的CT 值作為本研究參數(shù)值（以70 keV 圖像的CT值最接近常規(guī)CT 值，且圖像更清晰、對(duì)比度更優(yōu)）。③碘密度值（iodine concentration，IC）：在橫斷面、冠狀面、矢狀面分別勾畫感興趣區(qū)域，避開腫瘤邊緣2 mm，記錄IC，取平均值。④能譜曲線斜率（spectral HU curve，λ）：計(jì)算動(dòng)脈期λ和靜脈期λ，λ=（40 keV 單能量CT 值-100 keV 單能量CT 值）/60。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 能譜CT 成像參數(shù)的比較

放化療前，兩組患者腫瘤最大徑、CT 值、動(dòng)靜脈期IC、動(dòng)靜脈期λ比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＞0.05）。放化療后，有效組患者腫瘤最大徑、CT 值、動(dòng)靜脈期IC、動(dòng)靜脈期λ均明顯低于本組放化療前和無效組患者，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＜0.01）。（表1）

表1 放化療前后兩組肺癌患者能譜CT 成像參數(shù)的比較

2.2 能譜CT 參數(shù)診斷肺癌患者放化療療效的ROC 曲線分析結(jié)果

聯(lián)合參數(shù)（動(dòng)靜脈期IC 及動(dòng)靜脈期λ）診斷肺癌患者放化療療效的AUC 為0.96，高于能譜CT 各參數(shù)單獨(dú)檢測(cè)的AUC，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（

P

＜0.05）。（表2、圖1）

圖1 能譜CT參數(shù)診斷肺癌患者放化療療效的ROC曲線

表2 能譜CT 參數(shù)診斷肺癌患者放化療療效的ROC 曲線分析結(jié)果

3 討論

放化療是中晚期肺癌患者最常用的治療方法，多數(shù)患者通過放化療均能獲得較好的療效，可延長(zhǎng)患者的生存期，放化療對(duì)小細(xì)胞肺癌患者療效更為確切，也可為非小細(xì)胞肺癌患者帶來生存獲益。目前，RECIST 1.1 是評(píng)價(jià)肺癌臨床療效的主要方法，但該評(píng)估方法以腫瘤最大徑的變化情況為依據(jù)，存在一定的局限性，治療后腫塊大小的變化需要一定時(shí)間，數(shù)周甚至數(shù)月方能觀察到，比較滯后；此外，局部水腫和瘢痕也可能誤導(dǎo)評(píng)價(jià)，基于此，尋求一種新的評(píng)價(jià)方法有重要意義。研究顯示，腫瘤內(nèi)微循環(huán)的改變?cè)缬谀[瘤體積的改變，腫瘤新生血管生成可為腫瘤提供必要的血供，是其發(fā)生發(fā)展的基礎(chǔ)條件，將治療后腫瘤血供改變作為一項(xiàng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可能具有一定的應(yīng)用價(jià)值。目前，臨床評(píng)估腫瘤療效的影像學(xué)方法包括CT、CT 灌注成像、MRI、PET/CT 等，其中常規(guī)CT 方便、快捷，但不能準(zhǔn)確反映腫瘤內(nèi)部的血供情況；CT 灌注成像能較好地反映腫瘤內(nèi)部血供情況，但檢查時(shí)的輻射劑量較大且血流動(dòng)力學(xué)模型不完善，限制了其臨床應(yīng)用；PET/CT 輻射劑量大、顯影劑單一、費(fèi)用昂貴，且無法辨別多個(gè)病灶聚集區(qū)，臨床應(yīng)用不多；MRI 雖能反映腫瘤形態(tài)及內(nèi)部血供情況，但肺組織內(nèi)缺乏成像必備的氫原子核；因此，上述方法均存在自身的不足。

能譜CT 成像利用物質(zhì)分離技術(shù)可以獲取40～140 keV 范圍內(nèi)不同的keV 單能量圖像；同時(shí)，能譜CT 掃描時(shí)高低能量瞬時(shí)切換，間隔極短，不受呼吸、心跳等生理活動(dòng)的影響，獲取的CT 圖像數(shù)據(jù)具有高度一致性。目前，國(guó)內(nèi)外已將能譜CT 成像應(yīng)用于血管成像、結(jié)石成分分析、金屬置入物術(shù)后成像、腫瘤良惡性鑒別等多個(gè)領(lǐng)域，其在優(yōu)化圖像質(zhì)量、提高病灶檢出率和疾病鑒別能力方面應(yīng)用價(jià)值較高，應(yīng)用前景廣闊。目前，碘是CT 對(duì)比劑的主要成分，能譜CT 以水和碘作為基物質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)密度成像，獲取反映碘濃度變化的碘基圖，通過定量分析肺組織的攝碘情況，間接反映腫瘤的血供情況，為評(píng)估肺癌治療效果提供了依據(jù)。

本研究結(jié)果顯示，放化療后，有效組患者腫瘤最大徑、CT 值、動(dòng)靜脈期IC、動(dòng)靜脈期λ均明顯低于本組放化療前和無效組患者，表明腫瘤最大徑、CT 值、動(dòng)靜脈期IC 及動(dòng)靜脈期λ等均是評(píng)估肺癌患者放化療療效的有效指標(biāo)。放療可直接破壞腫瘤組織，化療則以破壞血管內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞毒性藥物為主，腫瘤大小的改變是放化療療效的直觀反映。血管內(nèi)皮細(xì)胞被破壞后，腫瘤新生血管生成減少，注入患者體內(nèi)對(duì)比劑中碘分布和含量相應(yīng)減少，因此，患者肺組織的IC 可間接反映腫瘤內(nèi)微循環(huán)的改變，進(jìn)而反映放化療的療效。余花艷和任統(tǒng)偉的研究也表明，碘基圖對(duì)碘含量極其敏感，能準(zhǔn)確反映肺癌患者化療前后腫瘤內(nèi)微循環(huán)的改變，不僅能反映目前抗腫瘤治療效果，還能對(duì)下次檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行預(yù)測(cè)，這與本研究結(jié)果類似。

本研究結(jié)果顯示，動(dòng)靜脈期IC 及動(dòng)靜脈期λ聯(lián)合診斷肺癌患者放化療療效的AUC 為0.96，高于能譜CT 各參數(shù)單獨(dú)檢測(cè)的AUC，表明動(dòng)靜脈期IC 及動(dòng)靜脈期λ對(duì)評(píng)價(jià)肺癌患者放化療效果具有一定的價(jià)值，且聯(lián)合診斷的價(jià)值更高。朱巧等的研究也表明，IC 及λ均能預(yù)測(cè)晚期非小細(xì)胞肺癌患者的化療療效，二者聯(lián)合可以提高預(yù)測(cè)效能。Fehrenbach 等的研究表明，能譜CT 碘含量及斜率可診斷腫瘤殘余血管，并預(yù)測(cè)腫瘤復(fù)發(fā)情況，與本研究結(jié)果類似。與傳統(tǒng)CT 相比，能譜CT 增強(qiáng)了能量分辨率和理化性質(zhì)分辨率，優(yōu)勢(shì)明顯，但其成像技術(shù)的核心在于基物質(zhì)的分解算法，這種基物質(zhì)算法計(jì)算量大且復(fù)雜，是臨床應(yīng)用的難點(diǎn)，這將是后續(xù)研究重點(diǎn)。

綜上所述，通過能譜CT 可于放化療前后獲取患者的碘基圖等影像學(xué)圖像數(shù)據(jù)，定量分析肺組織攝碘含量分布及λ值，反映肺癌放化療后腫瘤血供的改變，對(duì)評(píng)價(jià)放化療療效具有較高的價(jià)值。