雙能量CT成像在食管癌診斷和治療中的應(yīng)用進(jìn)展＊

祁彥聰 楊曉光

內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像診斷科(內(nèi)蒙古 呼和浩特 010000)

食管癌是源于食管上皮細(xì)胞的惡性腫瘤，具有發(fā)病率高、死亡率高和地域傾向性的特點(diǎn)[1]。研究表明，腫瘤范圍、淋巴結(jié)狀態(tài)和轉(zhuǎn)移階段、腫瘤分級(jí)、免疫組化等與臨床治療策略的制定、療效評(píng)估及預(yù)后密切相關(guān)[2-3]。目前，食管癌術(shù)前分期及療效評(píng)估主要基于影像學(xué)檢查，而臨床上常用的影像學(xué)診斷手段多以單一的形態(tài)學(xué)或功能學(xué)顯示為主，各有不同的優(yōu)缺點(diǎn)，常需結(jié)合應(yīng)用。雙能CT作為一種新型的成像技術(shù)，不僅能提供解剖形態(tài)圖像，同時(shí)可進(jìn)行多參數(shù)分析、量化數(shù)據(jù)，反映功能學(xué)變化，有望為食管癌的診斷和治療提供新思路?，F(xiàn)就雙能 CT成像在食管癌中的臨床應(yīng)用進(jìn)展予以綜述。

1 雙能量CT的主要特點(diǎn)

雙能量CT是在兩種不同能量下對(duì)物體進(jìn)行掃描的圖像采集方法，可通過虛擬單能成像、能譜曲線、碘圖、虛擬平掃圖像等后處理應(yīng)用識(shí)別常規(guī)CT圖像無法評(píng)估的物質(zhì)特征，為食管癌提供更多地定量信息，在一定程度上提高了影像學(xué)在食管癌病理診斷及早期療效評(píng)估中的準(zhǔn)確性。虛擬單能成像是模擬用任意單能譜X射線獲得的CT圖像，低keV虛擬單能圖像則強(qiáng)調(diào)了碘的X射線衰減，可用于在碘增強(qiáng)的基礎(chǔ)上更好地顯示組織間的圖像對(duì)比度，使腫瘤邊界識(shí)別更為準(zhǔn)確[4]；能譜曲線的形狀隨著感興趣區(qū)域(region of interest,ROI)組織的平均衰減特征而變化，不同物質(zhì)的曲線形態(tài)不同，因此有助于良惡性淋巴結(jié)、不同分化程度組織的區(qū)分以及同源性判斷，能譜曲線斜率則可以進(jìn)一步提供量化指標(biāo)[5]；碘成像可以提高含血管腫塊的可視化，其中碘濃度的定量測(cè)量能夠準(zhǔn)確評(píng)估病灶微血管密度的變化，提供較傳統(tǒng)密度測(cè)量更為精確的反映血流動(dòng)力學(xué)改變的指標(biāo)，可在病灶形態(tài)學(xué)未改變之前顯示腫瘤內(nèi)部變化，從而早期評(píng)估食管癌新輔助治療療效；物質(zhì)分離產(chǎn)生的虛擬平掃圖像具有比平掃圖像更高的信噪比，且可以減少一次患者的輻射暴露，節(jié)約掃描時(shí)間[6]。

2 雙能量CT在食管癌診斷中的價(jià)值

在食管癌的發(fā)生、發(fā)展過程中，其發(fā)生的部位、階段不同以及腫瘤細(xì)胞的不同步發(fā)展會(huì)造成多種不同影像學(xué)形態(tài)。當(dāng)前，影像學(xué)檢查已被廣泛應(yīng)用于食管癌的檢出，研究影像表現(xiàn)與食管癌病理間的關(guān)聯(lián)、了解食管癌雙能量CT圖像及數(shù)據(jù)的病理基礎(chǔ)，就可借助影像學(xué)早期無創(chuàng)性評(píng)估食管癌的病理基礎(chǔ)，具有重要的臨床價(jià)值及參考意義。

2.1 T分期T分期取決于食管壁的侵犯深度，四層不同解剖層面的區(qū)分困難通常會(huì)導(dǎo)致臨床T分期的錯(cuò)誤。通過術(shù)前影像確定正確的T分期對(duì)患者的發(fā)展、治療和預(yù)后起著至關(guān)重要的作用。在雙能量CT成像中，最佳單能圖像可以有效提高圖像質(zhì)量和分辨率，清晰顯示食道病變及周圍脂肪浸潤(rùn)情況。有研究[7]發(fā)現(xiàn)，在靜脈期70keV單能圖像下診斷食管癌術(shù)前T分期的總準(zhǔn)確率達(dá)77.1%，其中T3期的診斷準(zhǔn)確性提高，且病灶內(nèi)部細(xì)節(jié)及邊緣侵犯程度的顯示更為清晰。另一實(shí)驗(yàn)[8]通過對(duì)38例食管癌患者行雙能CT雙期增強(qiáng)掃描得出相同結(jié)論，靜脈期低千伏圖像對(duì)病變顯示更好。微血管密度是影響食管癌分期的重要因素，組織攝碘量則反映了微血管密度[9]。有文獻(xiàn)[10]報(bào)道，病灶標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度與食管癌T分期呈正相關(guān)，標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalized iodine concentration，NIC)鑒別T2/T3、T3/T4的閾值分別為NIC=0.346、0.489，故NIC可作為評(píng)估食管癌T分期的參考指標(biāo)。

食管癌組織周圍的炎癥或纖維組織可導(dǎo)致局部T分期過高[11]。多項(xiàng)研究[12]顯示，病變區(qū)碘值、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度均高于炎性病變，可在兩者的CT相似的情況下進(jìn)行區(qū)分。此外，食管癌患者多由于進(jìn)食困難身體消瘦，較少的脂肪組織會(huì)使圖像因顯示模糊與腫瘤浸潤(rùn)相似最終導(dǎo)致分期高估。Zhou等[13]研究發(fā)現(xiàn)雙能CT可以通過NIC對(duì)椎體前方脂肪組織進(jìn)行定量和定性分析，識(shí)別是否被癌組織侵犯。有文獻(xiàn)[12，14，15]報(bào)道，瘤周受浸潤(rùn)脂肪組織的能譜曲線及曲線斜率與正常脂肪組織的曲線特征相反，且受侵犯的脂肪組織的曲線特征與原發(fā)病灶相似。以上說明，雙能CT通過NIC 及能譜曲線斜率的定量分析，可以改善因腫瘤與周圍脂肪組織間隙顯示不清及炎性病變?cè)斐傻倪^度分期，有助于提高T分期的準(zhǔn)確性。分期低估主要與食管壁的微小浸潤(rùn)灶有關(guān)。多項(xiàng)研究[16-17]表明雙能CT的最佳單能成像、碘圖在小病灶檢出方面具有很高的價(jià)值，目前主要應(yīng)用于肝臟與胰腺病變，故認(rèn)為雙能CT在提高食管癌的微小病灶檢出上有一定的可行性。

2.2 淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移也是評(píng)估食管癌預(yù)后和選擇最佳治療方法的關(guān)鍵。生存率不僅與T分期相關(guān)，還明顯受N分期的影響。在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陰性的情況下，5年總生存率在70%到92%之間，而在淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移陽性患者中，5年生存率在18%到47%之間[18]。常規(guī)CT評(píng)估轉(zhuǎn)移的標(biāo)準(zhǔn)為短軸大于1cm，診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的敏感性僅為62.86%[19]，反應(yīng)性腫大或炎性增生導(dǎo)致增大的淋巴結(jié)會(huì)產(chǎn)生假陽性，而小淋巴結(jié)也會(huì)包含微轉(zhuǎn)移[20]，導(dǎo)致假陰性。雙能CT不局限于形態(tài)學(xué)觀察，轉(zhuǎn)移性與非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)之間的病理機(jī)制有所不同,導(dǎo)致二者解剖結(jié)構(gòu)與組織血供出現(xiàn)差異,雙能CT參數(shù)變化更能直接體現(xiàn)出其中的細(xì)微差別。Rizzo等[21]還發(fā)現(xiàn)碘的分布規(guī)律與淋巴結(jié)組織學(xué)結(jié)構(gòu)變化有密切關(guān)聯(lián)。非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)碘的分布表現(xiàn)為從淋巴結(jié)中央至淋巴結(jié)邊界之間的梯度分布,而轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)內(nèi)碘的分布更為均衡，碘分布表現(xiàn)與兩者的病理結(jié)構(gòu)相符。Sun等[22]研究顯示在食管癌患者早期和晚期圖像上，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘濃度和脂肪分?jǐn)?shù)均顯著低于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)。當(dāng)淋巴結(jié)被腫瘤細(xì)胞浸潤(rùn)時(shí)，脂肪比例下降，因此脂肪含量可作為一項(xiàng)較好的診斷淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移指標(biāo)。關(guān)于食管癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)攝碘率低的原因尚沒有一致解釋，多項(xiàng)報(bào)道[23-25]顯示，轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘含量因腫瘤來源而異，如在結(jié)直腸癌、婦科惡行腫瘤和肺癌患者中轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)同樣具有低碘含量表現(xiàn)，但在肝細(xì)胞癌和甲狀腺乳頭狀癌患者中轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘濃度高于非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)。Tawfik等[26]回顧分析了頸部正常、炎癥性以及轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的碘含量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)三組之間碘含量存在顯著差異，在臨界值為2.8 mg/ml下鑒別良、惡性結(jié)節(jié)的靈敏度為85%，特異度為87.5%。雙能CT的碘濃度可以用于轉(zhuǎn)移性與炎性淋巴結(jié)的鑒別。衛(wèi)軍等[27]研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈期70 keV下的CT 值、動(dòng)脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘含量、和能譜曲線斜率單獨(dú)診斷食管癌轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)的敏感度和特異度均在73-86%之間，三者聯(lián)合診斷可使敏感度和特異度分別提高為86.1%和87.5%。丁聰?shù)萚28]的研究也得到了一致結(jié)論，即雙能CT可提高食管癌淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的診斷準(zhǔn)確率。

2.3 分化程度腫瘤細(xì)胞的分化程度可影響其生物學(xué)行為和患者預(yù)后。目前組織活檢是確定腫瘤病理分級(jí)的金標(biāo)準(zhǔn)，但有時(shí)獲得的部分活檢標(biāo)本不能完全反映整個(gè)腫瘤的狀態(tài)。已有部分研究表明某些成像標(biāo)志物與腫瘤分級(jí)之間存在相關(guān)性。王全來等[29]研究發(fā)現(xiàn)在能譜CT 40～100keV單能量水平下，低、中、高分化食管鱗癌在同一單能量水平下的CT值存在差異，分化程度越差所對(duì)應(yīng)CT值越高。不同分化程度腫瘤的血供不同，分化程度越低微血管密度越大，碘劑沉積越多。周勝利等[30]對(duì)比分析了不同分化程度食管癌的NIC值，結(jié)果顯示分化程度與NIC呈負(fù)相關(guān)；且對(duì)于中高分化食管癌與低分化食管癌的鑒別，雙能CT的NIC值相較于從DWI導(dǎo)出的ADC值靈敏度和特異度更高。賈鑫鑫等[31]研究發(fā)現(xiàn)，繪制低分化食管癌與中高分化食管鱗癌的能譜曲線，兩條曲線均呈遞減型，但二者曲線斜率存在顯著差異，可在臨床中用于分化程度判斷。傅昭昭等[32]研究表明，碘濃度、標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度、40 keV單能量CT值及能譜曲線斜率均與分化程度呈顯著負(fù)相關(guān),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中各單獨(dú)參數(shù)的診斷效能以標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度最高。劉月華等[33]通過對(duì)52例病理證實(shí)為食管鱗癌的患者行雙能CT掃描也得出相同結(jié)論，多種雙能CT定量參數(shù)對(duì)食管鱗癌分化程度的術(shù)前判定有一定價(jià)值。綜上所述，雙能CT的多種參數(shù)均可以作為反映食管癌生物學(xué)特性的影像指標(biāo)，對(duì)食管癌術(shù)前病理分級(jí)診斷具有有指導(dǎo)和補(bǔ)充作用。

2.4 免疫組化食管癌的總體預(yù)后差，監(jiān)測(cè)腫瘤生物標(biāo)記物可為改善食管癌患者的治療反應(yīng)和預(yù)后提供更多的基線個(gè)體化信息。雙能量CT作為一種可提供多方面定量參數(shù)的非侵入性方法，與其他侵襲性檢查方法相比，雙能量CT定量參數(shù)在治療前顯示免疫組化標(biāo)志物表達(dá)的預(yù)測(cè)效果較好。以往的雙能CT研究表明，在胃癌、胃間質(zhì)瘤、直腸癌[34-36]中標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度與Ki-67的表達(dá)呈不同程度的正相關(guān)，而在肺癌[37]中單能量CT值、NIC值與Ki67的表達(dá)呈負(fù)相關(guān)。因此，雙能CT參數(shù)與Ki-67具有一定的關(guān)聯(lián)性，可反映不同腫瘤中Ki-67的表達(dá)程度，具有臨床應(yīng)用價(jià)值。Wang X等[38]發(fā)現(xiàn)DECT的NIC值與浸潤(rùn)性乳腺癌的免疫組織化學(xué)標(biāo)志物ER、PR和Ki67表達(dá)狀態(tài)相關(guān)，同種生物標(biāo)記物的不同表達(dá)分組間的NIC值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。目前，關(guān)于雙能量CT與食管癌免疫組化標(biāo)志物相關(guān)性方面的報(bào)道較少，但基于雙能量CT的定量參數(shù)優(yōu)勢(shì)，相信其將為評(píng)估食管癌免疫組化標(biāo)志物的表達(dá)程度提供更為直接有效的影像依據(jù)。

3 雙能量CT在食管癌新輔助放化療評(píng)價(jià)中的價(jià)值

在新輔助治療后，大約三分之一的食管癌患者表現(xiàn)出病理完全緩解，為防止過度治療應(yīng)重新評(píng)估是否對(duì)這些患者進(jìn)行食管切除術(shù)。此外，新輔助治療無效的患者也應(yīng)盡早識(shí)別，探尋合適的治療方案。因此，準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)新輔助治療療效具有十分重要的意義。目前抗腫瘤治療的效果監(jiān)測(cè)仍主要基于解剖學(xué)參數(shù)的評(píng)估，常規(guī)使用的實(shí)體腫瘤療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(RECIST)簡(jiǎn)單、重復(fù)性好，結(jié)果清晰，然而在評(píng)估新的治療方法以及早期治療反應(yīng)中明顯受限。早期療效評(píng)估具有更重要的臨床價(jià)值，可以早期預(yù)測(cè)治療效果，使個(gè)體化治療成為可能。研究[39]表明，新型抗腫瘤治療的效果可以在給藥后很短時(shí)間內(nèi)觀察到，其效果可以用功能參數(shù)來量化。碘圖是雙能CT成像中的一個(gè)重要參數(shù)，碘濃度與微血管密度(MVD)呈線性正相關(guān)[40]。Ge等[41]對(duì)比分析了食管癌患者放化療前后NIC變化，結(jié)果治療后有效組的動(dòng)、靜脈期NIC均顯著低于治療前，雙能CT碘圖可以用于放化療療效評(píng)價(jià)。Fehrenbach等[42]在非小細(xì)胞肺癌患者放化療后隨訪中發(fā)現(xiàn)，病情進(jìn)展的患者在治療后首次雙能CT掃描中已表現(xiàn)出更高的碘聚集，表明仍有重要的殘留腫瘤組織，碘含量有助于預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)。多項(xiàng)研究[43]顯示雙能CT通過提高腫瘤對(duì)比度和增加功能信息，在其他部位腫瘤中的療效診斷性能與PET和MRI相似，可能成為PET和MRI的替代方案，從而降低治療成本和復(fù)雜性。綜上，雙能CT碘圖在食管癌新輔助放化療療效評(píng)價(jià)中有良好的應(yīng)用前景，但有待進(jìn)一步研究論證。

4 小結(jié)與展望

雙能CT是一項(xiàng)新興的檢查技術(shù)，可在低輻射劑量下為食管癌患者提供碘圖、標(biāo)準(zhǔn)化碘含量、最佳單能圖像、能譜曲線、能譜曲線斜率等多項(xiàng)有效參數(shù)，不僅可以進(jìn)行多方面定量分析，而且各參數(shù)聯(lián)合診斷有利于提高評(píng)估食道病理形態(tài)的準(zhǔn)確性，在病理診斷、療效評(píng)價(jià)中具有一定臨床應(yīng)用價(jià)值，進(jìn)一步指導(dǎo)診療方案選擇和預(yù)后判定。盡管雙能CT已經(jīng)初步應(yīng)用于一些疾病的診斷，但在食管癌方面的研究分析仍較少，日后的應(yīng)用還有待大量臨床病例證實(shí)。相信隨著技術(shù)的開發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累，雙能CT將會(huì)在食管癌中發(fā)揮獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，更好的為患者服務(wù)。