能譜CT成像在胃癌中的應用進展

王學東，田士峰，劉愛連

(大連醫科大學附屬第一醫院放射科，遼寧 大連 116011)

目前，胃癌死亡率居于我國惡性腫瘤的第二位[1]。研究表明，其病灶大小、分化程度、胃壁的浸潤深度、是否存在淋巴結轉移等與臨床治療方案的選擇、療效評估及腫瘤的復發和預后密切相關[2-3]。胃癌的確診主要依靠胃鏡檢查，但對于胃鏡已確診為胃癌的患者，CT檢查仍具有必要性。常規CT在胃癌位置判斷(胃黏膜、黏膜下或漿膜外)、胃癌分期判定等方面具有一定優勢，可為胃癌治療方案的制訂提供一定依據，避免一些不必要的剖腹探查[4]。且隨著胃口服對比劑的應用，胃組織在CT圖像上的對比度增加，更有利于病灶的檢出。但常規 CT(平掃、增強掃描)對胃壁增厚的原因(腫瘤浸潤或水腫導致)、病變范圍的確定存在一定困難，且對漿膜面是否受侵、療效的評估也缺乏精準的量化指標[5]。而能譜CT成像作為一種新型的成像技術，較常規CT能夠更好地顯示形態學變化，同時也可以通過多參數成像、多定量參數來評價胃癌。現就能譜CT成像在胃癌中的應用進展予以綜述。

1 能譜CT成像概述

目前，臨床的能譜CT設備主要為單源雙能CT(擁有一套X線球管和探測器)，其通過單球管雙電壓(80 kVp和140 kVp)的瞬時切換來實現能譜成像。能譜CT圖像的重建是在原始數據空間進行，可直接對能量數據進行解析獲得基物質圖像，通過隨能量變化的質量吸收函數得到單能量圖像，并依據單能量下的CT值得到相應的能譜曲線。同時，能譜CT成像可匹配基于系統噪音統計模型的適應性統計迭代重建技術，更進一步抑制圖像噪音，明顯減少輻射劑量。因此，能譜CT成像的應用可在一定程度上提高疾病診斷的準確性和可靠性。

基物質圖像的產生是基于能譜成像的物質分離技術，其中碘和水是最常用的標準基物質對，通過物質分離技術可獲得碘基圖及水基圖。碘是CT增強對比劑中的主要成分，在碘基圖中碘濃度(iodine concentration，IC)得以量化，其變化可以間接反映組織微循環的改變。同時，考慮到不同個體之間存在差異(個體循環差異和注入對比劑的總劑量等)，故目前以同層面主動脈IC值作為參考，獲得標準化碘濃度(normalized iodine concentration，NIC)，從而使得不同個體更具可比性。單能量圖像具有如下特點：較低單能量水平的圖像可通過提高圖像密度分辨率來提高組織間的對比度，有助于細小結構的顯示和早期病變的檢出；較高單能量水平的圖像可通過降低圖像的對比度來去除金屬偽影。能譜曲線可反映不同物質隨X線能量變化而衰減的不同特性，可間接代表不同的物質成分，從而為腫瘤組織來源的判斷、良惡性鑒別、惡性腫瘤分級的判斷等提供幫助。

2 能譜CT成像對胃癌的診斷價值

病理上，根據胃壁的浸潤深度胃癌分為早期胃癌和進展期胃癌。其中，早期胃癌可行局部切除，患者預后良好，5年生存率可達到95%以上[6]。田士峰等[7]研究發現，能譜CT動脈期的碘偽彩圖可通過顏色差異提升視覺感觀，從而提高早期胃癌病灶的檢出率。胡振洲等[8]發現，早期胃癌在能譜CT的動脈期和靜脈期增強中，其NIC、40～70 keV能量區間的能譜曲線斜率均高于正常胃壁，且早期胃癌靜脈期的NIC高于動脈期，推測其與胃癌延遲強化有關。可見，能譜CT成像(IC、能譜曲線等相關參數)較常規掃描能提高早期胃癌的檢出率。而Meng等[9]發現，早期胃癌和胃炎均會引起血管生成增多，且動脈期的NIC對兩者的鑒別存在一定限度。王夏婉等[10]發現，能譜CT成像靜脈期胃癌的NIC和40～70 keV、70～140 keV、40～140 keV能量區間的能譜曲線斜率均高于高度侵襲性間質瘤。唐琪等[11]的研究顯示，胃癌在動脈期時40 keV下的單能量CT值和靜脈期時40～120 keV下的單能量CT值均高于胃原發性淋巴瘤。因此，能譜CT成像定量參數對胃癌與其他胃腫瘤的鑒別診斷具有一定價值。

3 能譜CT成像評估胃癌病理分型、分級的價值

最新版的世界衛生組織病理分型將胃癌分為腺癌、腺鱗癌、髓樣癌、肝細胞腺癌、鱗狀細胞癌、未分化癌等[12]，以腺癌最為常見。腺癌又分為高、中、低分化，其中低分化腺癌的預后多較差。中國臨床腫瘤學會發布的原發性胃癌治療指南指出，對于位于黏膜內的中、高分化腺癌，在無潰瘍、無淋巴結轉移的前提下可采用內鏡下黏膜切除術，而低分化腺癌多采用D1或D2切除術[13]。故術前準確評估胃癌分化程度對手術方案的制訂和預后判斷至關重要。唐皓等[14]研究發現，能譜曲線可作為術前評估胃腺癌分化程度的指標，病灶的能譜曲線斜率大于正常胃壁，且能譜曲線斜率隨腺癌分化程度的降低而增大。陳麗紅等[15]利用能譜CT成像參數鑒別中、高分化和低分化胃腺癌，結果顯示在靜脈期和實質期NIC可以對其進行有效鑒別，但在動脈期兩者的NIC差異無統計學意義。而王夏婉等[16]和Li等[17]的研究結果與之相反。王夏婉等[16]認為，這可能與該實驗設置的動脈期延遲掃描時間較晚有關，提示適當延遲動脈期掃描時間可能會加大中、高分化胃腺癌與低分化胃腺癌的鑒別概率。Li等[17]則認為，動脈期的NIC主要反映胃癌的毛細血管密度和血供情況，而靜脈期的NIC可能反映血管內和血管外血供的流動及造影劑的滯留情況。

此外，Lauren分型是依據胃癌的組織結構和生物學行為將其分為腸型、彌漫型和混合型。該分型簡單有效，在反映胃癌生物學行為的同時，也可以體現胃癌的發病機制和發病病因。彌漫型和腸型胃癌的預后有較大差異，腸型胃癌的復發率較彌漫型高，但腹膜轉移率較低[18]，且腸型和彌漫型胃癌對化療藥物的敏感性也不同[19]，故術前對胃癌Lauren分型的確定對治療方案的制訂和預后至關重要。董杰等[20]發現，能譜CT的能譜曲線斜率(40～70 keV)在腸型胃癌中最低，IC在彌漫型胃癌中最高。因此，能譜CT成像的定量參數可以進行彌漫型、腸型和混合型胃癌的鑒別診斷。

4 能譜CT成像評估胃癌分期的價值

目前，胃癌的TNM分期是評估患者預后、進行分期診療的最重要分期體系。普遍觀點認為，胃癌的浸潤深度和淋巴結轉移情況是影響患者預后的重要因素[21-22]，分期越晚提示預后越差、生存率越低。不同分期的胃癌治療原則不同，如黏膜內癌多采用內鏡下黏膜切除術，侵及黏膜下層多采用D1切除術，一旦有淋巴結轉移和侵及黏膜下層(肌層或以上)多采用D2切除術，存在遠處轉移或侵犯重要臟器無法切除時，多采用姑息性手術治療。因此，術前對TNM分期的準確評估至關重要。T3期胃癌常因胃漿膜面炎癥反應所致周圍脂肪間隙模糊而被誤認為是漿膜面受侵，從而誤診斷為T4a期胃癌。邢靜靜等[23]以胃周脂肪組織為感興趣區進行研究發現，動脈期和靜脈期T4a期胃癌的NIC均高于T3期，且當靜脈期NIC的閾值為-0.031時，其鑒別T3期和T4a期的靈敏度為81.0%，特異度為85.0%。Yang等[24]認為，使用能譜CT中的IC值可判斷胃癌漿膜面是否受到侵犯。Li等[25]基于能譜CT圖像上的機器學習算法得到同樣的結果。以上研究均表明，能譜CT的相關技術可以定量判定胃漿膜面受侵情況。但對于病灶感興趣區域的放置，受主觀因素的影響大，故對放置者的臨床經驗有一定要求。另有研究發現，與常規CT相比，能譜CT判斷胃癌T和N分期的總準確率高13.8%、19%，T1～T4各期準確率分別高3.5%、6.9%、9.2%、8.0%，提示能譜成像多參數有助于胃癌分期的判斷[26]。Zhou等[27]研究指出，利用能譜CT成像中70 keV單能量的CT值來診斷胃癌轉移性淋巴結的準確率較高。既往研究發現，聯合應用淋巴結短長徑比值、IC值、NIC值和能譜曲線斜率可提高胃癌淋巴結轉移診斷的準確率[28-29]。許琦等[30]以病理診斷為轉移淋巴結進行參照，并通過能譜CT和雙源雙能CT診斷胃癌的轉移淋巴結符合率，結果顯示能譜CT與病理診斷的一致性更高。Li等[31]采用基于能譜CT的列線圖對胃癌轉移淋巴結情況進行預測，并通過多因素分析發現靜脈期的IC值是其獨立預測因子，且綜合腫瘤大小和Borrmann分型對預測胃癌轉移淋巴結的準確性較高。Guo等[32]研究顯示，50%以上胃癌患者存在腹膜轉移，但利用能譜成像評估胃癌腹膜轉移的報道較少。可見，能譜CT較常規CT能明顯提高胃癌的T和N分期診斷，且對淋巴結性質的鑒別和轉移淋巴結的檢出具有一定價值。

5 能譜CT成像對胃癌化療效果評估的價值

臨床上，部分胃癌患者因發現較晚或病變范圍較大而失去了手術的機會時，多選擇化療、放療等方式進行綜合治療。但不同的化療方案針對不同的患者所產生的療效差異較大，早期識別對于化療方案是否敏感有利于化療方案的修改。Tang等[33]對常規CT化療前后胃癌直徑的變化和能譜成像動、靜脈期IC的變化對化療效果的預測效能進行了對比，結果發現化療前后動脈期IC變化的受試者工作特征曲線下面積為0.857，明顯高于測量腫瘤直徑變化的曲線下面積(0.542)，說明能譜成像較常規掃描能更準確評估胃癌的化療效果。微血管密度和脈管癌栓作為胃癌生長、侵襲和轉移的影響因子，可反映腫瘤血管的生長速度，且與腫瘤惡性程度呈正相關，在抗腫瘤治療中具有關鍵作用[34]。劉玉良等[35]研究發現，胃癌脈管癌栓者動脈期的碘含量較高，靜脈期碘含量升高率較低，并認為NIC可作為評估脈管是否受侵的獨立影響因素。Chen等[36]發現，在低于T4期的進展期胃癌患者中，動脈期的NIC和微血管密度具有較強的關聯(r=0.851)；對于T4期以上的胃癌，靜脈期的NIC和微血管密度具有較強的關聯(r=0.656)。人表皮生長因子受體2的異常擴增及其蛋白的過表達可導致細胞的惡性轉化，故人表皮生長因子受體2的表達情況可以作為判斷胃癌預后的指標[37]。郭丹丹等[38]研究發現，動脈期和靜脈期能譜CT成像的人表皮生長因子受體2陽性組的NIC高于陰性組，且靜脈期的NIC和人表皮生長因子受體2表達具有較強的相關性。因此，能譜CT成像的碘定量與部分胃癌物質表達因子具有一定的關聯性，可反映化療前后胃癌血供、惡性程度等指標的變化，具有臨床應用價值[39]。

6 低劑量能譜CT成像與胃癌

6.1虛擬平掃(virtual non-contrast，VNC)對胃癌評估的價值 VNC是指通過能譜CT的物質分離技術獲得的水基圖。胃癌患者常需要進行多次復查，而VNC 技術為如何既能減少患者的輻射劑量，又可以達到臨床的診斷需求提供了一種新途徑。Tian等[40]發現，動脈期VNC對于胃癌的檢出率高于常規CT，這可能由于分離碘劑后，有少許殘余，導致 VNC圖像類似輕度強化圖像，故提高了胃癌檢出率，但其缺點為對于胃癌漿膜面的受浸潤情況檢出較差。Chai等[41]發現使用VNC技術時，患者所受的輻射劑量較標準平掃+增強掃描減少約32%，但VNC圖像對微鈣化的顯示欠佳，由于胃癌的鈣化率較低，故對胃癌檢出率的影響較小。上述研究結果提示，VNC圖像的最佳對比噪音比優于常規平掃。因此，能譜CT成像的VNC技術在胃癌檢查方面具有一定的應用價值。

6.2低劑量對比劑對胃癌評估的價值 目前，CT血管成像已成為胃癌術前的常規檢查方法，可以明確胃癌的供血動脈，有效指導腹腔鏡手術，避免術中出血的發生。但CT血管成像需要使用對比劑，對比劑有發生不良反應的風險。故如何在不影響圖像質量的情況下減少對比劑的用量，成為臨床醫師和患者關心的問題。能譜CT低劑量對比劑最佳單能量成像、低劑量對比劑和低管電壓(雙低掃描)結合適應性統計迭代重建等方法的應用，為減少對比劑用量提供了可行方法。田士峰等[42]研究發現，與常規掃描+高劑量對比劑方案相比，常規能譜CT成像最佳單能量+低劑量對比劑掃描方案對胃癌細小動脈的顯示更加清晰，同時減少了圖像噪音及對比劑用量。Zhu等[43]對比了常規CT掃描+高劑量對比劑及能譜CT 60 keV結合50%適應性統計迭代重建掃描+低劑量對比劑兩種方案對腹部血管的顯示情況，結果顯示能譜CT 60 keV結合50%適應性統計迭代重建掃描+低劑量對比劑方案的總輻射劑量和總碘用量分別減少14.4%和14.9%，但兩者對腹部血管顯示的圖像質量相似。

7 小 結

能譜CT成像在胃癌相關指標的評估中已逐漸得到廣泛應用。能譜CT成像具有多參數定量成像的優勢，其中單能量成像、基物質成像(應用最廣泛的為碘、水基物質分離)、能譜曲線(主要為斜率)等技術，對提高早期胃癌的檢出率，進展期胃癌的鑒別診斷，評估胃癌的分型、分級、分期，評價胃癌的化療效果，及降低患者對比劑用量和輻射劑量等具有一定的作用，大大提高了病灶的檢出率及定性的準確率。未來，能譜CT成像將為多學科診療模式提供了新思路。