雙層探測(cè)器光譜CT 對(duì)晚期肺癌患者化療近期療效的評(píng)估價(jià)值

吳美紅，李小虎，盛 茂，陳杏彪，李若梅，張 繼

（1.合肥市第二人民醫(yī)院（安徽醫(yī)科大學(xué)附屬合肥醫(yī)院）影像中心，安徽 合肥 230011；2.安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，安徽 合肥 230000；3.飛利浦醫(yī)療臨床科研部，上海 200070）

肺癌在全球發(fā)病率及死亡率高居前列，非小細(xì)胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）約占肺癌的80%～85%[1-2]，約75%患者在就診時(shí)已屬晚期[3]?；熓峭砥贜SCLC 患者主要治療方法之一，如何及時(shí)準(zhǔn)確地評(píng)估化療效果，對(duì)患者治療方案的選擇及預(yù)后的判斷尤為重要。目前臨床對(duì)肺癌化療療效的評(píng)估廣泛采用實(shí)體腫瘤治療療效評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)RECIST 1.1[4]，它是通過(guò)CT 成像比較治療前后腫瘤最大徑來(lái)判斷其療效，僅考慮了腫瘤的大小，卻忽略了腫瘤的內(nèi)部變化。雙層探測(cè)器光譜CT 不僅可獲得常規(guī)CT圖像，同時(shí)亦可獲得多種單能量圖像及不同物質(zhì)分離圖像，在觀察腫瘤大小變化的同時(shí)，又可以定量觀測(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，從而更加準(zhǔn)確全面的判斷患者的化療療效。本研究通過(guò)對(duì)比分析化療前后腫瘤各指標(biāo)的變化情況與RECIST 1.1 標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)性，從而評(píng)估光譜CT 對(duì)晚期NSCLC 化療療效的評(píng)估價(jià)值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2021 年2—10 月43 例在我院經(jīng)病理證實(shí)并擬行化療的晚期NSCLC 患者的臨床及影像資料，其中男34 例，女9 例，男女比例約4:1，年齡52～84歲，平均（70.92±8.56）歲?；颊叻謩e于化療前1 周內(nèi)及化療1 療程結(jié)束后1 周內(nèi)行光譜CT 胸部增強(qiáng)掃描。本研究經(jīng)合肥市第二人民醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)病理證實(shí)為晚期NSCLC；②患者化療前1 周內(nèi)及化療1 療程結(jié)束后1 周內(nèi)均行光譜CT 胸部增強(qiáng)掃描。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患者臨床及影像資料不全；②化療前后肺內(nèi)原發(fā)病灶實(shí)性成份無(wú)法測(cè)量；③患者初次檢查前對(duì)肺內(nèi)腫瘤已行相關(guān)治療。

1.2 掃描方法

43 例患者均使用雙層探測(cè)器光譜CT（IQon CT，Philips Healthcare）進(jìn)行胸部雙期增強(qiáng)掃描，掃描前訓(xùn)練患者呼吸，掃描范圍自胸廓入口至膈肌水平，包括全部肺野。掃描期像包括平掃、動(dòng)脈期（Arterial phase，AP）及靜脈期（Venous phase，VP）。掃描參數(shù)管電壓120kVp，自動(dòng)管電流，層厚及層距5.0mm。使用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射對(duì)比劑60～80 mL，流速3.0 mL/s。掃描結(jié)束后原始數(shù)據(jù)被重建成常規(guī)120 kVp 的混合能量圖和光譜基圖像（Spectral Based Image，SBI）（重建層厚1 mm，層間距1 mm）。

1.3 數(shù)據(jù)的測(cè)量

將所有圖像傳至飛利浦后處理工作站，記錄患者年齡、性別、臨床分期、病理類(lèi)型、分化程度以及化療方案等。測(cè)量并記錄化療前后原發(fā)腫瘤的最大橫截面積最長(zhǎng)徑，平掃、動(dòng)脈期及靜脈期CT 值，原發(fā)腫瘤動(dòng)、靜脈期碘濃度（Iodine concentration，IC）、40 keV CT 值及能譜曲線斜率（Slope of spectral curve，λ），氣管分叉水平主動(dòng)脈碘濃度（Iodine concentration of aorta，AIC）等。測(cè)量時(shí)將感興趣區(qū)（Region of interest，ROI）放置于病灶實(shí)性成份中，ROI 面積盡可能最大，盡量避開(kāi)病灶內(nèi)血管、壞死囊變區(qū)、出血及鈣化區(qū)域，連續(xù)測(cè)量3 個(gè)層面并取平均值。測(cè)量平掃及增強(qiáng)圖像上所勾畫(huà)的ROI 大小和位置保持一致。對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算：

強(qiáng)化程度：△CTAP/VP=CTAP/VP-CT平掃

標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度（Normalized iodine concentration，NIC）=LIC病灶/AIC主動(dòng)脈

能譜曲線斜率：λ=（CT40keV-CT100keV）/60

1.4 療效評(píng)價(jià)

按照RECIST 1.1 標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)放療效果將患者分為有效組和無(wú)效組，有效組包括完全緩解和部分緩解，無(wú)效組包括疾病穩(wěn)定和疾病進(jìn)展。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件，有效組以及無(wú)效組治療前后各指標(biāo)的比較采用配對(duì)樣本t 檢驗(yàn)，治療前兩組各指標(biāo)的比較、治療后兩組各指標(biāo)的比較在符合正態(tài)分布的情況下均采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用非參數(shù)檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05 代表差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

43 例患者中有效組19 例，無(wú)效組24 例。其中鱗癌26 例，腺癌17 例；臨床分期Ⅲ期18 例，Ⅳ期25 例；中低分化24 例，高分化19 例?；煼桨福孩倥敛┝⒅閱慰?卡鉑9 例；②多西他賽+順鉑5 例；③吉西他濱+卡鉑/順鉑13 例；④培美曲賽+卡鉑16 例。

有效組與無(wú)效組患者年齡、性別、病理類(lèi)型、分化程度及臨床分期差異均無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。治療前有效組NICAP較無(wú)效組高，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.008），ROC 曲線分析顯示NICAPAUC為0.711，以0.098 為診斷閾值，其預(yù)測(cè)化療療效的敏感度及特異度分別為73.7%和62.5%。治療前兩組△CTAP、△CTVP、ICAP、ICVP、CT40keVAP、CT40keVVP及λAP、λVP以及NICVP差異均無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。治療后有效組與無(wú)效組各指標(biāo)差異均無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。治療后有效組各指標(biāo)均有不同程度降低，有效組治療前后ICAP、CT40keVAP、λAP及NICAP差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（圖1，2），其余指標(biāo)差異無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。治療后無(wú)效組各指標(biāo)呈輕度升高或不變，但無(wú)效組治療前后各指標(biāo)差異均無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。

圖1a～1c 男，71 歲，鱗癌，化療前增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像。圖1a：常規(guī)CT 圖像示右肺上葉不規(guī)則實(shí)性占位灶，最長(zhǎng)徑約5.9 cm，CT 值約77.8 HU；圖1b：碘密度圖示病灶實(shí)性成分碘濃度1.78 mg/mL；圖1c：能譜曲線圖經(jīng)計(jì)算λ=2.08。Figure 1a～1c.Male,71 years old,squamous cell carcinoma,enhanced arterial phase images before chemotherapy.Figure 1a:Conventional CT image shows an irregular solid mass in the upper lobe of the right lung,the longest diameter is about 5.9 cm,and the CT value is about 77.8 HU;Figure 1b: The iodine density map shows that the iodine concentration of the solid component of the lesion is 1.78 mg/mL;Figure 1c: Energy spectrum curve shows λ=2.08.

圖2a～2c 同圖1 同一患者，化療后增強(qiáng)動(dòng)脈期圖像。圖2a：常規(guī)CT 圖像示右肺上葉病灶明顯縮小，最長(zhǎng)徑約3.5 cm，CT 值約31.5 HU；圖2b：碘密度圖示病灶實(shí)性成分碘濃度0.60 mg/mL；圖2c：能譜曲線圖經(jīng)計(jì)算λ=0.67。Figure 2a～2c.Same case as Figure 1,arterial phase image after chemotherapy.Figure 2a: Conventional CT image shows that the lesion in the upper lobe of the right lung is significantly reduced,the longest diameter is about 3.5 cm,and the CT value is about 31.5 HU;Figure 2b: The iodine density map shows that the iodine concentration of the solid component of the lesion is 0.60 mg/mL;Figure 2c: Energy spectrum curve λ=0.67.

表1 有效組與無(wú)效組治療前后能譜CT 參數(shù)的比較

3 討論

雙層探測(cè)器光譜CT 是使用立體雙層探測(cè)器，以釔為基礎(chǔ)的上層探測(cè)器探測(cè)低能光子，以硫氧化釓為基礎(chǔ)的下層探測(cè)器探測(cè)高能光子，從而能區(qū)分一束X 射線中的高、低能量數(shù)據(jù)，將所得信息整合可得到120 kVp 常規(guī)混合能量圖像，利用投影-空間分解技術(shù)亦可生成不同單能級(jí)圖像及物質(zhì)分離圖像，實(shí)現(xiàn)了“同時(shí)、同源、同向”的能譜成像[5-6]。碘密度圖可以定量分析增強(qiáng)病灶內(nèi)碘造影劑的攝取，進(jìn)而反映放化療前后血供的變化，可進(jìn)行療效評(píng)估。能譜曲線反映了物質(zhì)的能量衰減特性，不同的能譜曲線代表不同的結(jié)構(gòu)和病理類(lèi)型，展現(xiàn)了病灶之間的差異。已有研究表明，碘濃度、能譜曲線斜率等能譜參數(shù)與肺癌分化程度、病理類(lèi)型、生物學(xué)行為具有相關(guān)性，對(duì)肺癌的放化療療效評(píng)估具有一定的價(jià)值[7]。

目前臨床上對(duì)腫瘤療效的評(píng)估主要根據(jù)實(shí)體腫瘤治療反應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)RECIST 1.1，僅考慮了腫瘤的形態(tài)學(xué)變化，而忽略了腫瘤內(nèi)部微環(huán)境的改變，但由于腫瘤體積的變化往往需要數(shù)周甚至數(shù)月，且病灶周?chē)难仔猿溲磻?yīng)及纖維組織增生等原因，從而造成化療療效的誤判。光譜CT 通過(guò)對(duì)病灶能譜曲線及碘濃度的變化定量測(cè)量與分析，及早的反映了病灶的血供及微環(huán)境的變化，為臨床療效的評(píng)估提供更多的信息[8-9]。

本研究結(jié)果顯示，治療前有效組NICAP明顯高于無(wú)效組，表明NICAP對(duì)晚期NSCLC 化療療效有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值，經(jīng)過(guò)ROC 曲線分析顯示NICAPAUC為0.711，以0.098 為診斷閾值，其預(yù)測(cè)化療療效的敏感度及特異度分別為73.7%和62.5%。治療后有效組ICAP、CT40keVAP、λAP、NICAP均下降，以NICAP最明顯，NIC 為腫瘤的碘濃度與主動(dòng)脈碘濃度的比值，在一定程度上減少了個(gè)體差異的影響，是更為客觀的評(píng)價(jià)指標(biāo)[10]。治療后無(wú)效組各指標(biāo)呈輕度升高或不變，但無(wú)效組治療前后各指標(biāo)差異均無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)能譜CT 在晚期NSCLC 非手術(shù)治療療效的評(píng)估方面的研究較多，如Baxa 等[11]報(bào)道了能譜CT 對(duì)晚期NSCLC 患者靶向治療的療效評(píng)估，認(rèn)為有效組靶向治療后動(dòng)、靜脈期IC 均有不同程度下降，且靜脈期IC 下降更明顯，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。朱巧等[12]報(bào)道了34 例晚期NSCLC 患者化療后有效組動(dòng)脈期NIC 及靜脈期NIC 均降低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。并且研究顯示治療前靜脈期NIC、靜脈期λ，對(duì)預(yù)測(cè)化療療效有一定價(jià)值。于芹等[13]報(bào)道了雙能光譜CT 對(duì)34 例肺腺癌患者化療療效的評(píng)估價(jià)值，結(jié)果顯示有效組患者治療后動(dòng)脈期λ，動(dòng)脈期NIC 均降低，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。無(wú)效組患者治療后動(dòng)脈期NIC 較治療前明顯升高且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。以上報(bào)道雖多，但研究均基于寶石能譜CT 及雙源雙能量CT，對(duì)于雙層探測(cè)器光譜CT 在肺癌方面的研究較少。

綜上所述，雙層探測(cè)器光譜CT 定量分析可及早的反映病灶的血供及微環(huán)境的變化，對(duì)晚期NSCLC 患者化療近期療效的評(píng)估具有一定的臨床價(jià)值，且治療前腫瘤動(dòng)脈期NIC 對(duì)化療療效有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值。