能譜CT在中晚期肺癌療效評估中的應用

趙曉薇, 潘自來，吳華偉

肺癌作為我國最常見的惡性腫瘤[1]，其發病率與死亡率均居世界首位。非小細胞肺癌(non-small cell lung cancer，NSCLC)約占所有肺癌的85%，并且約65%的患者出現臨床癥狀就診已是晚期，已不能通過手術切除治療。無論臨床分期如何，這類晚期轉移性肺癌患者的5年生存率均低于5%[2]。

目前通過放化療、靶向藥物、血管生成抑制劑和免疫治療能夠延長患者的生存期限，但每種治療方式所引起的腫瘤內部變化是各不相同的。所以如何能及時有效的評估不同治療方式所帶來的療效變化，給肺癌的臨床治療提供更多的線索，對于影像學來說是個重要的課題。

隨著CT成像技術的高速發展，能量成像的產生給臨床選擇肺癌療效評估提供了另一條新的可靠的途徑。本文簡要闡述能譜CT成像在肺癌療效評估中的應用。

臨床評估肺癌療效現狀

如今臨床最常采用的肺癌療效評價標準是實性腫瘤療效評價標準1.1(response evaluation criterion in solid tumors,RECIST1.1)[3]。它是通過采用比較腫瘤治療前后的最大徑來監測其療效，只考慮了腫瘤大小變化，卻忽視了腫瘤的內部變化，例如放化療后或靶向藥物治療后可能發生的功能或代謝變化，又或者是使用抗血管生成劑治療時，可能發生的瘤內的變化，例如空洞、出血或壞死。所以單純依靠RECIST1.1 標準中的形態學改變來評價療效往往是不夠的。

能譜CT原理與多參數診斷

CT成像是通過X線穿透物質的衰減而產生，由于不同物質對X線的吸收能力和衰減系數不同，從而產生不同的特征吸收曲線。而能譜CT成像則是通過不同能量X線穿過同一物質時衰減系數的不同，從而獲得40～140keV能量范圍內的單能量圖像，并且可以計算出物質內成分的構成。

它的顯著特征就在于實現了多參數診斷，包括101個連續的單能量CT值及其構成的能譜曲線、多種基物質圖像及相應基物質的定量濃度值。而能譜CT每個參數所側重反映的特性都有所不同，比如單能量成像，它可以減少由多色X射線束引起的光束硬化偽影，能夠極大的提高對細微結構的觀察和低對比度組織的顯示，相比常規混合能量CT擁有更低的圖像噪聲和更高的信噪比[4]。

Jia等[5]學者研究發現肺腫瘤的最佳對比噪聲比的最佳能量值在平掃、動脈期和靜脈期分別為(62.2±5.38)keV、(50.63±3.84)keV和(52.5±3.7)keV。另一方面，在肺腫瘤診斷中最常用的基物質對是碘和水[6]，可應用于強化識別、虛擬平掃、碘濃度測量等[7]。強化識別及虛擬平掃可以有效的提高病灶檢出率，而碘濃度測量則可以顯示病灶的碘含量的高低并且間接反映出它的血供情況[8]。

所以結合能譜CT的多參數成像可以顯著提高病灶的顯示效果及檢出率，不同參數之間的相互關聯能夠給病變提供多種定性和定量的信息，全面的反映組織和病變的特性，從而做出更加準確的診斷。

能譜CT在肺癌療效評估中的價值

1.有效評估及預測療效

由于能譜CT能夠通過物質的能量衰減曲線和物質分離圖像來分析腫瘤的內部血供和微環境狀態，從而得出腫瘤內不同的組織成分，這種能譜CT所獨有的碘濃度測量的定量分析方法于評價肺癌療效有一定評估作用。傳統的化學治療，通常是以鉑類藥物為基礎的聯合化療，目前已成為非手術治療肺癌患者的一線治療方案[9]。傳統的化療藥物具有細胞毒性，可以抑制腫瘤細胞的生長或殺滅腫瘤細胞，有效抑制腫瘤的生長。

路媛等[10]學者通過對71例經過化療后的非小細胞肺癌患者行能譜CT檢查發現治療有效組動脈期標準化碘及碘覆蓋值治療后較治療前明顯減小，治療無效組標準化碘及碘覆蓋值治療后明顯高于治療前。

另一方面，Hong等[11]學者前瞻性的納入了90名在化療前通過能譜CT檢查的晚期肺腺癌患者，結果表明有效組的患者化療前病灶平均碘濃度測量值較無效組高。說明能譜CT的碘濃度測量的定量分析方法對于化療評估或預測化療的療效都有著重要的價值。靶向治療是指根據不同肺癌患者的自身特征選擇不同的靶向藥物，包括結合其組織學亞型(鱗狀細胞癌與腺癌)和通過使用分子腫瘤標志物檢測出的基因分型，由于它具有靶向性、非細胞毒性的特點，所以在臨床已經廣泛使用。

Jan Baxa等[12]學者通過對31例經過抗EGFR藥物(厄洛替尼)靶向治療的非小細胞肺癌患者行能譜CT檢查發現緩解組靜脈期的碘攝取量明顯降低，未緩解組的碘攝取量無明顯變化。說明碘濃度測量的定量分析方法對于靶向藥物的療效有著很好的監測作用。

2.避免評估誤區

如前文提及肺癌不同的治療手段都會引起腫瘤內部發生不同程度的變化，而傳統的RECIST1.1 標準僅僅根據病灶大小很容易將病程評估為假性進展，如何能有效走出評估誤區，能譜CT強化識別及物質分離的特點能提供一定的幫助。

目前，抗血管生成劑在非鱗狀NSCLC患者中作用顯著，它可以作為聯合化療方案的一部分或與靶向藥物聯合使用。值得注意的是此類藥物容易造成腫瘤細胞的出血壞死[13]，導致對病灶大小的評估產生誤差。能譜CT憑借其強化識別及物質分離的特性，通過碘基圖可以敏感地識別病灶中的含碘對比劑，并與出血鑒別。

KIM等[14]學者通過對10例使用貝伐單抗聯合化療后的非小細胞肺癌患者行能譜CT檢查。通過虛擬平掃可發現14%的實性腫瘤出血，并通過檢測腫瘤內出血及測量凈增強病灶的范圍，從而識別出真正的腫瘤組織。在這項研究中部分病變的評估在RECIST1.1和Choi標準[15]中表現出了不一致，Choi標準提示為部分緩解(PR)，而不是RECIST1.1提示的疾病進展(PD)或疾病穩定(SD)。這就說明瘤內出血可能導致過高的估計腫瘤大小，從而導致傳統的RECIST1.1標準將SD或PR誤解為PD。

除了上述提及治療方法，免疫治療[16]作為一種新興的治療手段，由于其顯著的成效越來越受到臨床的推崇。目前針對腫瘤免疫逃逸機制的免疫檢查點抑制藥成為研究熱點。免疫療法驅動的免疫反應可能導致炎癥細胞聚集在靶病灶周圍[17]，從而增加靶病灶和非靶病灶的大小，甚至出現新病灶，在病變大小減小之前，這些變化根據RECIST 1.1標準都被認為是腫瘤進展，所以如何鑒別免疫治療所帶來的假性進展一直是讓臨床困惑的問題。

Hou等[18]學者通過對35名肺癌和25名炎性腫塊患者行能譜CT，研究發現病灶中心區域的凈增強CT值、標準碘濃度以及中央和外周區域的光譜衰減曲線的斜率值肺癌均顯著低于動脈期和靜脈期間的炎性腫塊，特別是在70keV單能量圖像中。這個研究表明標準化碘濃度和光譜衰減曲線的斜率值這兩個定量參數可以用于區分肺癌與炎性腫塊。上述文獻給如何鑒別肺癌及炎性病灶提供了方向，但國內外文獻對免疫療效評估的文獻較少，這也給我們帶來了新的研究方向。

3.能譜CT與有關功能成像技術相關性的研究

隨著影像成像技術的快速發展，CT灌注成像、PET/CT等功能成像逐漸成熟，每種新技術在評估肺癌療效都有自己獨特的優勢，但另一方面，能譜CT在某些方向能夠一定程度代替它們來評估肺癌療效。CT灌注功能成像雖然能夠有效評估腫瘤微血管密度[19]，但其缺點就是輻射劑量較大、易受呼吸運動影響[20]。

Chen等[21]學者通過對28名肺癌患者同時行灌注CT和能譜CT檢查，研究發現能譜CT碘攝取相關參數斜率值與CT灌注參數AF和PF存在顯著正相關，說明碘攝取相關參數可能同樣能夠有效評估腫瘤血管密度，另一方面能譜的輻射劑量遠遠低于CT灌注成像，并且不容易受呼吸運動影響。

Li等[22]學者研究同樣發現能譜的碘攝取定量參數與VEGF表達呈顯著正相關，可能有助于評估NSCLC中腫瘤微血管密度。PET/CT雖然能夠評價腫瘤內部代謝水平及患者的全身轉移情況，但是存在隨訪帶來的高輻射劑量及較高的經濟負擔。

Ren等[23]學者通過對13名經過放療或放化療的原發性肺癌或轉移性肺癌行能譜CT及18F-FDG PET/CT并進行隨訪，研究發現能譜CT碘相關指標(TIU、VIV)和PET/CT相關代謝指標(SULpeak，MTV，TLG)之間產生了顯著的一致性，他們認為能譜CT的碘定量技術可能成為替代18F-FDG PET/CT成為評估放化療或放療的療效評價方法。

小結

能譜CT作為一種無創性的功能影像學檢查，憑借其獨特的單能量成像、強化識別及碘濃度測量的定量分析方法等優勢，在評估及預測腫瘤的治療效果、指導臨床確定及修正治療方法方面都能提供非常多有價值的信息。但另一方面它也還存在一些不足：一是由于高圖像噪聲經常干擾結構和功能圖像分析，因此能譜CT檢查在肥胖患者中發揮的作用是有限的[24]。二是因為能譜CT擁有龐大的圖像數據，需要較大數據存儲能力和后處理操作才能完成。但隨著能譜CT的普及，越來越多的研究聚集在能譜CT，相信希望以上不足能在今后的研究中加以克服。