雙能光譜CT定量分析對(duì)肺腺癌化療后療效的評(píng)估價(jià)值

于芹，陳進(jìn)，夏茜，王小平，王強(qiáng)榮，陳婷

南通大學(xué)附屬東臺(tái)醫(yī)院影像科1、病理科2，江蘇 東臺(tái) 224200

肺癌是世界范圍內(nèi)最常見(jiàn)的惡性腫瘤，約2/3的患者確診時(shí)已失去了根治性外科手術(shù)的機(jī)會(huì)[1]。對(duì)于中晚期肺癌患者，化療是其主要的治療措施。臨床上對(duì)化療療效的評(píng)估廣泛采用的是實(shí)體腫瘤治療療效評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(RECIST)[2]，此標(biāo)準(zhǔn)主要是通過(guò)常規(guī)CT掃描從宏觀上觀測(cè)腫瘤的生長(zhǎng)情況，準(zhǔn)確性有限。CT灌注成像[3]、MRI新技術(shù)[4-5]、PET/CT[6]對(duì)肺癌療效評(píng)估的價(jià)值已被人們?cè)絹?lái)越多的認(rèn)識(shí)，但由于輻射劑量大、費(fèi)用高、時(shí)間長(zhǎng)、對(duì)小病灶顯示差等各種實(shí)際問(wèn)題，仍較少應(yīng)用于臨床。雙能光譜CT成像是近年來(lái)影像學(xué)診斷中的一項(xiàng)新技術(shù)，通過(guò)單源瞬時(shí)能量(kVp)切換，獲得多參數(shù)成像模式及定量測(cè)定，可簡(jiǎn)單、快捷、有效地觀測(cè)腫瘤內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)及血流動(dòng)力學(xué)等微觀改變，達(dá)到分析腫瘤物質(zhì)組成成分及評(píng)估腫瘤治療療效的目的。本研究通過(guò)分析經(jīng)病理確診肺腺癌患者化療前后能譜衰減曲線K值、標(biāo)準(zhǔn)化碘基值的變化與RECIST標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)性，從而評(píng)估能譜定量分析對(duì)肺腺癌患者化療療效的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年10月至2020年10月期間南通大學(xué)附屬東臺(tái)醫(yī)院收治的經(jīng)臨床評(píng)估需化療的肺腺癌患者34例，其中男性20例，女性14例；年齡49～87歲，平均(70.8±7.9)歲。所有患者在化療前、化療后兩個(gè)周期后行GE Revolution CT能譜增強(qiáng)檢查，并按RECIS1.1標(biāo)準(zhǔn)，將化療后34例部分緩解、病情穩(wěn)定者歸為有效組，5例病情進(jìn)展者歸為無(wú)效組。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)經(jīng)病理活檢為肺腺癌患者；(2)肺部原發(fā)病灶，實(shí)性部分可測(cè)量；(3)無(wú)碘造影劑過(guò)敏史及其他禁忌證；(4)配合良好，圖像質(zhì)量滿意，臨床及病理信息完整。

1.2 CT掃描技術(shù) 所有患者均使用GE Revolution CT(GE Healthcare，Milwaukee，Wisconsin，USA)掃描儀檢查，行動(dòng)靜脈雙期增強(qiáng)掃描，掃描前告知患者并簽署知情同意書。檢查前行呼吸訓(xùn)練，采用GSI掃描模式(80/140 kVp瞬時(shí)管電壓切換技術(shù)，管電流為200 mA)，仰臥位，雙臂上舉，頭先進(jìn)，掃描范圍為胸廓入口至膈肌水平，包括整個(gè)肺野。使用高壓注射器經(jīng)肘靜脈團(tuán)注對(duì)比劑碘海醇(350 mg·mL)，注射劑量為1.0 mL/kg，注射速率為3 mL·s，注入對(duì)比劑25～35 s后行動(dòng)脈期掃描。掃描速度110 mm/s，層厚和間隔5.0 mm，轉(zhuǎn)速為0.5 s，螺距為1.375：1。

1.3 圖像后處理 掃描結(jié)束后重組層厚為1.25 mm的70 KeV的單能量圖像傳至aw4.1工作站。啟動(dòng)GSI viewer軟件，軟件自動(dòng)生成能量為40～140 keV的曲線圖、碘(水)基物質(zhì)圖像。在患者增強(qiáng)圖像上尋找腫塊實(shí)性部分，避開(kāi)血管、囊變、鈣化及肺不張，在連續(xù)3個(gè)層面放置大小及位置相同的感興趣區(qū)(ROI)，ROI面積盡量取最大，并取其平均值。隨后對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析：(1)測(cè)量動(dòng)脈期、靜脈期40 keV、90 keV能量對(duì)應(yīng)的CT值(HU)，計(jì)算各個(gè)病灶感興趣區(qū)的CT能譜曲線斜率K值，K=(Y40KV-Y90KV)/50；(2)測(cè)量病灶動(dòng)脈期、靜脈期的碘含量、同層主動(dòng)脈(鎖骨上動(dòng)脈)動(dòng)脈期、靜脈期碘含量(100μg/mL)，將病灶處碘含量標(biāo)準(zhǔn)化，即病灶碘含量/同層主動(dòng)脈(鎖骨上動(dòng)脈)碘含量，得標(biāo)準(zhǔn)化碘基值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，所有計(jì)量資料均為正態(tài)分布，以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，采用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者化療前后動(dòng)脈期和靜脈期的能譜曲線斜率K值比較 有效組患者治療后的動(dòng)脈期能譜曲線斜率K值較治療前顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，但治療前后的靜脈期能譜曲線K值比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。無(wú)效組患者治療前后的動(dòng)脈期、靜脈期能譜曲線斜率K值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。治療后有效組患者的動(dòng)脈期能譜曲線斜率K值明顯低于無(wú)效組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，但治療后兩組患者靜脈期能的譜曲線斜率比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表1和圖1。

表1 兩組患者放化療前后的動(dòng)、靜脈期能譜曲線斜率K比較(±s)

表1 兩組患者放化療前后的動(dòng)、靜脈期能譜曲線斜率K比較(±s)

注：與有效組動(dòng)脈期比較，a P＜0.05。

組別有效組無(wú)效組例數(shù)29 5時(shí)間動(dòng)脈期靜脈期動(dòng)脈期靜脈期化療前2.28±0.80 2.30±0.81 2.32±0.89 2.33±0.89化療后1.81±0.30 2.10±0.50 2.35±0.90a 2.35±0.87 t值0.98 0.65 0.66 0.60 P值0.020 0.460 0.470 0.530

圖1 左肺中央型腺癌患者治療前(A)后(B)的能譜曲線圖

2.2 兩組患者化療前動(dòng)脈期、靜脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘基值比較 有效組患者治療后的動(dòng)脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘基值較治療后顯著降低，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；無(wú)效組患者治療后的動(dòng)脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘基值較治療前顯著升高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)；有效組、無(wú)效組患者治療的靜脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘基值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。治療后有效組患者動(dòng)脈期的標(biāo)準(zhǔn)化碘基值明顯低于無(wú)效組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，但治療后兩組患者靜脈期的標(biāo)準(zhǔn)化碘基值比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表2、圖2。

圖2 左肺中央型腺癌患者治療前(A)后(B)的碘基物質(zhì)圖

表2 兩組患者化療前后的動(dòng)、靜脈期標(biāo)準(zhǔn)碘基值比較(±s)

表2 兩組患者化療前后的動(dòng)、靜脈期標(biāo)準(zhǔn)碘基值比較(±s)

注：與有效組動(dòng)脈期比較，a P＜0.05。

組別有效組無(wú)效組例數(shù)29 5時(shí)間動(dòng)脈期靜脈期動(dòng)脈期靜脈期化療前0.18±0.08 0.45±0.14 0.17±0.06 0.43±0.07化療后0.13±0.03 0.40±0.06 0.23±0.09a 0.44±0.04 t值0.98 0.65 0.66 0.60 P值0.009 0.260 0.036 0.483

3 討論

肺癌是臨床上最常見(jiàn)的惡性腫瘤，好發(fā)于老年男性，其病死率較高?；煘橹型砥诜伟┗颊叩闹饕委煷胧┲唬R床上主要是通過(guò)觀測(cè)腫瘤大小的變化來(lái)評(píng)估患者化療早期療效的，然而一部分肺癌患者在化療早期病灶的大小并未發(fā)生明顯的改變[7]，因此僅僅從形態(tài)上判斷患者化療療效是不全面的。雙能光譜CT定量分析相比于傳統(tǒng)的CT成像技術(shù)，可通對(duì)能譜衰減曲線、碘基物質(zhì)圖等數(shù)據(jù)的定量測(cè)量與分析，從微觀上反映患者治療后腫瘤內(nèi)部的早期改變，使得臨床醫(yī)師可以及時(shí)確定療效，為臨床療效的評(píng)估提供更多的信息[8-9]。

雙能光譜CT中能譜曲線是不同能量的X線束穿過(guò)物質(zhì)或結(jié)構(gòu)后形成的CT值衰減曲線[10-11]，它所反映的是物質(zhì)在不同能量點(diǎn)的衰減特性以及其動(dòng)態(tài)變化的過(guò)程?，F(xiàn)多項(xiàng)研究表明不同病理類型、不同分化程度及不同基因突變類型的肺惡性腫瘤的能譜曲線斜率K值均不同[12-14]。徐汝建等[15]研究還表明腫瘤在平掃期、動(dòng)脈期及靜脈期的能譜曲線斜率K值均無(wú)顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。以上研究直接說(shuō)明能譜曲線斜率K值是與物質(zhì)本身的性質(zhì)緊密相關(guān)的，造影劑對(duì)其無(wú)直接影響，但化療后由于化療藥物有效的殺傷及阻礙了腫瘤細(xì)胞的生長(zhǎng)、增殖，使得腫瘤細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生了微觀變化，X線束穿過(guò)腫瘤細(xì)胞形成的衰減曲線斜率K值也相應(yīng)發(fā)生了改變，表現(xiàn)為增強(qiáng)后能譜曲線斜率K值的降低[16]。陳文哲等[17]研究發(fā)現(xiàn)不論有效組還是無(wú)效組乳腺癌患者，患者化療后能譜曲線斜率K值均較化療前降低，有效組患者動(dòng)脈期更為顯著，其能譜曲線斜率K值接近于正常組織。本組研究的29例有效組肺腺癌患者化療后動(dòng)靜脈期能譜曲線斜率K值也均小于化療前，動(dòng)脈期顯著，與其結(jié)論基本相符；但本組中5例無(wú)效組患者化療前后能譜曲線斜率K值并無(wú)顯著降低，考慮可能原因是本組研究中收納的研究分組與其標(biāo)準(zhǔn)不一致所致。

肺惡性腫瘤以支氣管動(dòng)脈供血為主，其微血管數(shù)量多、分布紊亂，與腫瘤的生長(zhǎng)、浸潤(rùn)及轉(zhuǎn)移密切相關(guān)。臨床上患者常用的化療藥物多數(shù)是能夠破壞腫瘤血管內(nèi)皮細(xì)胞的細(xì)胞毒性藥物，其通過(guò)殺死血管內(nèi)皮細(xì)胞使得血管生成因子分泌減少，從而減少腫瘤內(nèi)部血管化的程度[18]。研究表明肺癌患者化療后腫塊內(nèi)碘濃度的降低可以客觀地反映腫瘤內(nèi)部血管化的降低，基本確定了治療前后腫瘤內(nèi)碘濃度的變化在預(yù)測(cè)早期治療反應(yīng)方面的潛在作用[19-22]。能譜CT檢查可以對(duì)患者病灶感興趣區(qū)內(nèi)碘含量進(jìn)行定量測(cè)定，直接反映了組織的微循環(huán)狀態(tài)及灌注水平，即腫瘤的血管化程度[23-25]，進(jìn)而評(píng)估腫瘤治療的療效。不同患者因?qū)Ρ葎┑挠昧俊⒀┎煌瓤稍斐傻鉂舛炔町?，本研究為了避免這些差異，采用標(biāo)準(zhǔn)化碘基值，以避免造成的統(tǒng)計(jì)誤差。研究發(fā)現(xiàn)有效組肺腺癌患者經(jīng)治療后動(dòng)脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘基值較治療前明顯降低，表明經(jīng)過(guò)治療后患者病灶內(nèi)血管數(shù)量降低，血供減低；而無(wú)效組患者治療后標(biāo)準(zhǔn)碘基值較前增高，表明腫瘤內(nèi)血管數(shù)量增多，血供增強(qiáng)。本研究結(jié)果與侯振國(guó)等[26]研究結(jié)果一致。

綜上所述，雙能光譜CT定量分析能早期發(fā)現(xiàn)肺腺癌患者化療后腫瘤內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)生的微觀變化，并能定量監(jiān)測(cè)，有助于觀測(cè)肺腺癌患者化療后的治療效果，可作為早期療效評(píng)估方法，為患者后續(xù)治療方案的調(diào)整提供依據(jù)。