CT與三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)對(duì)食管癌患者同步放化療中心臟體積及左心室功能的評(píng)估價(jià)值

高連輝，徐冰，宋微

（佳木斯市中心醫(yī)院CT室，黑龍江 佳木斯 154002）

食管癌早期癥狀不明顯，發(fā)展至晚期后無法采取根治術(shù)，而是在手術(shù)前行同步放化療。但同時(shí)，胸部放化療所采用的射線或帶電粒子等高能量增加了病灶區(qū)域內(nèi)的能量，使周圍其他器官或正常組織暴露在放射環(huán)境中，引發(fā)一系列局部并發(fā)癥［1-2］。在早期，探查設(shè)備不足等各種因素導(dǎo)致人們對(duì)心臟損傷的重視不足。隨著醫(yī)療技術(shù)的發(fā)展，臨床逐漸發(fā)現(xiàn)胸部放化療手段對(duì)心臟可能存在一定的損傷。但心肌損傷、心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)變化可能發(fā)生在放化療過程中，只從治療前及治療后的數(shù)據(jù)對(duì)比無法準(zhǔn)確判斷胸部放化療對(duì)心臟的損害程度和心臟體積等多維度變化。因此，臨床上致力于探尋定位掃描技術(shù)，動(dòng)態(tài)呈現(xiàn)心臟在胸部放化療過程中的體積和功能變化［3-4］。臨床上采取的MRI、PET等診斷手段均有較高的檢測價(jià)值，但該技術(shù)診斷過程復(fù)雜，費(fèi)用較高，不利于臨床推廣。而其他檢測心肌損傷的方法，如CT掃描及超聲技術(shù)均可評(píng)估心臟形態(tài)變化和心功能。本研究選取CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)對(duì)食管癌患者同步放化療中心臟體積及左心室功能的評(píng)估價(jià)值，旨在為更準(zhǔn)確地評(píng)估胸部放化療對(duì)心臟的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2019年1月至2020年12月佳木斯市中心醫(yī)院收治的80例接受同步放化療的食管癌患者。在同步放化療中，患者分別接受CT及三維超聲心動(dòng)圖檢查。術(shù)后根據(jù)同步放化療后臨床癥狀是否好轉(zhuǎn)分為有效組（34例）和無效組（46例）。80例患者中男47例，女33例；年齡45～70（58.32±10.54）歲；病理類型均為鱗狀細(xì)胞癌。依據(jù)美國癌癥聯(lián)合委員會(huì)（American Joint Cancer Council，AJCC）食管癌分段及分期標(biāo)準(zhǔn)［5］，食管癌位于胸上段20例，胸中段33例，胸下段27例；臨床分期包括25例Ⅱ期，55例Ⅲ期。本研究已征得佳木斯市中心醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 選例標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1入組標(biāo)準(zhǔn) （1）經(jīng)病理及影像學(xué)手段確診，均在醫(yī)院進(jìn)行同步放化療治療；（2）初次接受同步放化療；（3）卡氏評(píng)分（Karnofsky performance score，KPS）≥70分；（4）心、肺功能正常，血壓平穩(wěn)，可在平靜狀態(tài)下行CT及超聲掃描檢查；（5）患者在治療前未服用對(duì)食管狀態(tài)有影響的藥物；（6）臨床資料完整無誤；（7）對(duì)本研究目的及相關(guān)內(nèi)容知情，自愿簽署知情同意書。

1.2.2排除標(biāo)準(zhǔn) （1）病理分期為Ⅰ、Ⅳ期；（2）年齡超過70歲；（3）具有心臟疾病史；（4）合并其他惡性腫瘤；（5）中途不耐受或自愿放棄放化療，退出研究。

1.3 檢查方法

1.3.1超聲 采用GE Vivid E95超聲診斷儀，配備S5-1心臟探頭（頻率為1～5 MHz）及X3-1三維容積探頭（頻率1～3 MHz）。患者取平臥位，在呼吸平靜狀態(tài)下連接心電圖，常規(guī)心電圖檢查后采集3次心動(dòng)周期圖像心尖四腔、三腔、兩腔心儲(chǔ)存。機(jī)器自帶數(shù)據(jù)分析軟件，儲(chǔ)存所搜集的動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)并脫機(jī)分析處理。利用Varian治療計(jì)劃系統(tǒng)測量功能測出留取圖像的心臟指標(biāo)。由機(jī)器軟件計(jì)算左室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end diastolic diameter，LVEDD）、左室收縮末期內(nèi)徑（left ventricular end systolic diameter，LVESD）、左室舒張末期容積（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左室收縮末期容積（left ventricular end systolic volume，LVESV）、左室射血分?jǐn)?shù)（left ventricular ejection fraction，LVEF）、體表面積（body surface area，BSA）、二尖瓣舒張期血流頻譜E／A，同時(shí)生成左心室16節(jié)段心臟容積-時(shí)間曲線（volumetime curve，VTC），記錄整體徑向應(yīng)變（global radial strain，GRS）、整體圓周應(yīng)變（global circumferential strain，GCS）、整體長軸應(yīng)變（global long axis strain，GLS）、整體面積應(yīng)變（global area strain，GAS）等指標(biāo)［6-7］?；颊呔谕粫r(shí)間段內(nèi)進(jìn)行檢測，對(duì)圖像及數(shù)據(jù)均進(jìn)行3次檢測，取3次平均值為最終結(jié)果。

1.3.2CT掃描 患者以仰臥位平躺在檢查臺(tái)上，雙手向上舉，利用低溫?zé)崴荏w膜固定體位，選擇Brilliance 128排256層螺旋CT（荷蘭Philips公司），將定位燈固定在病灶中央。患者平靜呼吸狀態(tài)下，采用CT定位掃描病灶區(qū)域（其中設(shè)置層厚為5 mm，范圍為下頜至上腹部，掃描時(shí)間為1 s，間隔時(shí)間1.8 s）。平掃過后再次進(jìn)行增強(qiáng)掃描，隨后將掃描到的呼吸運(yùn)動(dòng)軌跡信號(hào)轉(zhuǎn)換成呼吸運(yùn)動(dòng)信息，整合至圖像資料并傳輸至數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。由同位醫(yī)生結(jié)合所得CT圖像信息勾畫靶區(qū)。選擇縱膈窗勾畫心臟靶區(qū)，上緣起于心臟左肺動(dòng)脈，下緣包括橫膈及血管，左右周圍沿心包勾畫，納入心包［8］。勾畫標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，利用Varian治療計(jì)劃系統(tǒng)測量功能測出心臟體積。在同步放化療過程中，觀察動(dòng)態(tài)心電圖，離線脫機(jī)處理原始圖像數(shù)據(jù)，重建心臟參數(shù)，確定左心室舒張末期和收縮末期，以LVE軟件測定心臟指標(biāo)，同時(shí)記錄左室射血前時(shí)間（left ventricular pro-ejection time，LVPT）。患者均在同一時(shí)間段內(nèi)進(jìn)行檢測，對(duì)圖像及數(shù)據(jù)均進(jìn)行3次檢測，取3次平均值為最終結(jié)果。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)軟件分析數(shù)據(jù)。計(jì)量數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（ˉx±s）表示，組間多時(shí)點(diǎn)比較采用方差分析，組間兩兩比較取LSD-t檢驗(yàn)；采用受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線評(píng)估CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)對(duì)食管癌同步放化療效果的預(yù)測價(jià)值，曲線下面積（area under curve，AUC）＜0.8時(shí)預(yù)測價(jià)值較低，AUC為0.8～0.9時(shí)具有中等預(yù)測價(jià)值，AUC＞0.9時(shí)具有較高預(yù)測價(jià)值。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 食管癌同步放化療中的心臟體積及左心室功能改變?cè)谕椒呕熤?，患者的心臟體積較治療前縮小，治療中LVEDD、LVESD均小于治療前（P＜0.05）；治療后，心臟體積增加，恢復(fù)至原來水平，與治療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像中，食管癌患者治療后的LVEF降低（P＜0.05）。見表1、2。

表1 CT檢測食管癌患者同步放化療中的心臟體積及左心室功能情況（ˉx±s）

表2 三維斑點(diǎn)追蹤顯像檢測食管癌患者同步放化療中的心臟體積及左心室功能情況（ˉx±s）

2.2 不同療效患者的心臟體積及左心室功能變化

2.2.1CT檢測 有效組LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV、LVEF與無效組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；有效組LVPT水平低于無效組（P＜0.05）。見表3。

表3 CT檢測不同療效患者的心臟體積及左心室功能變化（ˉx±s）

2.2.2三維斑點(diǎn)追蹤顯像檢測 有效組LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV、LVEF、E、A、E／A與無效組比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；有效組GRS水平高于無效組，GCS、GLS、GAS低于無效組（P＜0.05）。見表4。

表4 三維斑點(diǎn)追蹤顯像檢測不同療效患者的心臟體積及左心室功能變化（ˉx±s）

2.3 CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)對(duì)化療效果的預(yù)測價(jià)值分別將CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像各項(xiàng)參數(shù)納入ROC曲線，發(fā)現(xiàn)GRS、GCS、GLS、GAS及LVPT均對(duì)化療效果具有預(yù)測價(jià)值，GRS、GCS、GLS、GAS、LVPT對(duì)化療效果的預(yù)測價(jià)值的最佳截?cái)帱c(diǎn)分別為35.255、-10.790、-12.915、-17.760、109.13 ms。其中三維斑點(diǎn)追蹤顯像各項(xiàng)參數(shù)聯(lián)合檢測的預(yù)測價(jià)值最高，其AUC、敏感度、特異度分別為0.998、91.30%、100.00%。見表5及圖1。

表5 CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)對(duì)化療效果的預(yù)測價(jià)值

圖1 CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像各項(xiàng)參數(shù)指標(biāo)預(yù)測化療效果的ROC分析

3 討論

食管癌是常見的消化道腫瘤，全世界每年新發(fā)病例約30萬人，其中約50.0%發(fā)生于中國，具有明顯的地域性、遺傳易感性。針對(duì)早期食管癌可選擇手術(shù)切除的根治性治療方法，但由于該疾病早期癥狀不明顯，發(fā)展至晚期后的病灶擴(kuò)散并侵犯周圍組織，不適合采取根治術(shù)［9-10］。目前，偏晚期食管癌患者多在手術(shù)前行放化療聯(lián)合的輔助治療方案，根據(jù)治療效果評(píng)估病情變化，再進(jìn)一步制定手術(shù)治療方案。但由于胸部放化療帶來的高能量射線，將周圍正常組織及器官暴露在放射環(huán)境中，易引發(fā)食管、肺、心臟損傷等并發(fā)癥［11］。

食管癌等惡性腫瘤在接受同步放化療后發(fā)生心臟瓣膜、心力衰竭、心包相關(guān)疾病的風(fēng)險(xiǎn)增加，表明高能量輻射線會(huì)對(duì)心肌功能造成損傷。但王雪等［12］在研究重復(fù)增強(qiáng)4DCT呈現(xiàn)食管癌同步放化療中心臟體積變化時(shí)發(fā)現(xiàn)，食管癌放療早期至中后期的心臟體積呈縮小趨勢，但在放療結(jié)束時(shí)逐漸恢復(fù)至最初水平。這表明僅在治療前及治療后檢測患者心臟體積可能無法準(zhǔn)確發(fā)現(xiàn)心肌細(xì)胞的動(dòng)態(tài)變化，需采取具有動(dòng)態(tài)定位特征的影像學(xué)手段對(duì)同步放化療過程中的心臟指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測。在本研究中，采取CT評(píng)估治療前后及治療過程中的心臟體積、左心室功能變化，發(fā)現(xiàn)在食管癌患者同步放化療中心臟體積相對(duì)治療前縮小，治療后逐漸增加至原來水平，與上述結(jié)論［12］一致。隨著超聲影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)逐漸被應(yīng)用于心功能的臨床評(píng)估中。三維斑點(diǎn)追蹤顯像技術(shù)通過實(shí)時(shí)定位心肌影像學(xué)斑點(diǎn)在三維空間內(nèi)的運(yùn)動(dòng)變化，以此解決二維平面及跨時(shí)間平面的追蹤定位問題［13-14］。在本研究中，采取三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)同樣可以檢測到心臟體積、左心室功能變化。但同時(shí)在CT及三維斑點(diǎn)追蹤顯像中均發(fā)現(xiàn)治療后的LVEF明顯降低。這說明同步放化療治療時(shí)間尚短，心臟自身具有一定抵抗能力，其體積總體未受到明顯影響。但高能量輻射仍會(huì)對(duì)心臟心室壁運(yùn)動(dòng)、心室壁厚度產(chǎn)生一定影響，降低左心室壁運(yùn)動(dòng)功能，減少LVEF［15-17］。

為深入分析CT及三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)在同步放化療后的研究價(jià)值，本研究分析不同療效患者之間的影像學(xué)指標(biāo)差異，發(fā)現(xiàn)不同組別之間的影像學(xué)手段重合的心臟指標(biāo)均無明顯差異，但有效組LVPT水平低于無效組。在CT結(jié)果中，僅發(fā)現(xiàn)不同療效組之間的LVPT水平有差異，而在三維斑點(diǎn)追蹤顯像中射血分?jǐn)?shù)三維徑向應(yīng)變?cè)u(píng)價(jià)指標(biāo)的GRS、GCS、GLS、GAS均存在差異，有效組GRS水平高于無效組，GCS、GLS、GAS低于無效組。這說明采用三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)可以更加直觀地觀察和評(píng)價(jià)食管癌同步放化療與心臟射血之間的關(guān)系。此外將以上指標(biāo)納入ROC分析，發(fā)現(xiàn)GRS、GCS、GLS、GAS及LVPT均對(duì)化療效果具有預(yù)測價(jià)值，其中三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)各項(xiàng)參數(shù)的聯(lián)合檢測預(yù)測價(jià)值最高，其診斷敏感度為100.00%。LVPT反映出左室整體不同步程度，表明放化療后患者左右心室的同步性觀察可在一定程度上反映治療效果。但左心室心肌呈斜內(nèi)螺旋、環(huán)形中層和斜外螺旋結(jié)構(gòu)，三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)對(duì)心肌細(xì)胞動(dòng)態(tài)變化的觀察清晰度更高，其檢測指標(biāo)對(duì)療效的預(yù)測價(jià)值也更高。

綜上來看，三維斑點(diǎn)追蹤技術(shù)相較CT而言可以更加準(zhǔn)確地觀察食管癌同步放化療中心臟體積及左心室功能改變情況，同時(shí)通過心臟各項(xiàng)指標(biāo)的檢測初步評(píng)估和預(yù)測臨床療效，為臨床制定下一步治療措施提供相關(guān)影像學(xué)依據(jù)。