雙能CT的定量參數(shù)對直腸癌新輔助治療療效的評估價值

方 著，李 杭 ，袁 藝， 張 鳳 ，周蕓慧 ，蒲 紅

(1.川北醫(yī)學院，四川 南充 637000；2.四川省醫(yī)學科學院·四川省人民醫(yī)院放射科，四川 成都 610072)

新輔助治療是局部進展期直腸癌(locally advanced rectal cancer, LARC)的標準治療模式[1]。新輔助治療后不同患者的反應具有差異，10%～40%的患者表現(xiàn)為完全緩解[2],但有20%左右的患者對新輔助治療不敏感，不僅會引起藥物所致的毒副反應，甚至還會延誤患者病情[3,4]。常規(guī)影像檢查方法如MRI、CT及超聲等主要以形態(tài)學改變?yōu)橹饕\斷依據(jù)，然而由于新輔助治療后腫瘤及其周圍組織發(fā)生水腫及纖維化，對評估療效具有一定的局限性[5]。雙能CT除了可以反映腫瘤密度，還可以反映腫瘤對碘對比劑的攝取制作出能譜曲線，計算不同物質(zhì)獨有的雙能量指數(shù)等，可以在新輔助治療后更準確的反映血流動力學及能量相關的評價指標[6,7]。本研究旨在探討雙能量CT的定量參數(shù)對局部進展期直腸癌患者新輔助治療后療效的評估價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料2021年1月至2021年12月我院收治的直腸腺癌患者21例，納入標準：①經(jīng)病理學活檢確診為直腸腺癌；② 所有患者在手術切除前均接受新輔助治療; ③在nCRT前后均行腹部雙能CT增強掃描檢查。排除標準：①雙能CT圖像資料不完整；②圖像質(zhì)量較差無法進行測量；③既往接受過直腸手術或盆腔放、化療者。其中男15例， 女6例，年齡36 ～77歲[(57.55 ±5.07)歲]。

1.2 新輔助治療患者接受同步放射治療(50.4 Gy/28次，5.5周)和卡培他濱(江蘇恒瑞醫(yī)藥，國藥準字H20133365)(865 mg/m2, bid)1～5個周期的同步化療。根據(jù)患者具體情況選擇四種化療方案中的一種：①6～8個療程的奧沙利鉑(江蘇恒瑞醫(yī)藥，國藥準字：H20050962)和卡培他濱(XELOX)；②3～6個療程的卡培他濱；③3～6個療程的奧沙利鉑+亞葉酸(江蘇恒瑞醫(yī)藥，國藥準字：H20000418)+5-氟尿嘧啶(遠大醫(yī)藥，國藥準字：H42021566)(mFOLFOX6)；④6個療程的5-氟尿嘧啶和亞葉酸。在完成新輔助治療后6～8周接受全直腸系膜切除術。

1.3 檢查方法檢查前1小時囑患者用開塞露幫助排空直腸內(nèi)大便，適當擴張腸腔以便更清晰顯示病灶， 提前15 min肌內(nèi)注射鹽酸山莨菪堿10 mg。機型為西門子SOMATOM Force，對比劑：碘佛醇注射液(320 mgI/ml)，60 ml(1.2 ml/kg)，流速3.0～4.5 ml/s，在雙能CT掃描模式下行雙期增強掃描。掃描參數(shù)：管電壓 100 kV/150 SnkV，管電流采用自動毫安 ( mA) 技術，球管轉速 0.25 s/rot，螺距 0.7，準直器64 × 0.625 mm。掃描結束后分別傳至工作站。

1.4 圖像收集兩位影像診斷醫(yī)師在不知病理的情況下獨立采用全腫瘤體積勾畫法為感興趣區(qū)，在雙能CT圖像上對新輔助治療前后的定量參數(shù)進行測定，包括新輔助治療前后動靜脈期造影劑含量、標準化碘濃度(nIC)、電子云密度(Rho)、有效原子序數(shù)(effictive-Z)、雙能量指數(shù)(double energy index,DEI)及其變化率。其中nIC=病灶碘濃度/同層腹主動脈碘濃度。若新輔助治療后無殘余腫瘤或腫瘤退縮明顯，則治療后的感興趣區(qū)參考治療前腫瘤所在腸壁的感興趣區(qū)進行勾畫。

1.5 手術病理結果由一位經(jīng)驗豐富的病理學家評估直腸腫瘤的退縮情況，根據(jù)術后病理腫瘤退縮分級(tumor regression grading, TRG)標準評估[8]。根據(jù)術后病理學緩解情況[8]，分為完全緩解組3例(腫瘤退縮分級TRG 0)和未完全緩解組18例(腫瘤退縮分級TRG 1～3)；有效治療組6例(腫瘤退縮分級TRG 0～1)和無效治療組15例(腫瘤退縮分級TRG 2～3)。

1.6 統(tǒng)計學方法采用 SPSS 20.0 統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計算組內(nèi)相關系數(shù)(ICC)評估觀察者間的一致性。滿足正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用獨立樣本t檢驗，不滿足正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用 Mann- WhitneyU檢。不同定量參數(shù)的診斷效能繪制受試者工作特征曲線 ，以曲線下面積(AUC)表示。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 觀察者組間一致性分析兩名診斷醫(yī)師對上述30個參數(shù)值獨立的進行測量，獲得了較好的組間一致性，ICC值為0.841～0.998。

2.2 不同定量參數(shù)值評估新輔助治療后療效的診斷效能治療前動脈期Rho、治療前靜脈期Rho、動脈期Rho變化率、靜脈期nIC變化率在新輔助治療后有效治療組和無效治療組中差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其在區(qū)分部分緩解和無效治療組中的AUC值見表1。靜脈期雙能量指數(shù)變化率、靜脈期Z變化率、治療前動脈期造影劑含量、治療前靜脈期造影劑含量、治療后靜脈期造影劑含量、治療前動脈期Rho在新輔助治療后完全緩解組和非完全緩解組中差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其在區(qū)分完全緩解組和非完全緩解組中的AUC值見表2。當治療后靜脈期造影劑含量值為21.45時，其在區(qū)分完全緩解和非完全緩解組的診斷效能最高，其AUC為0.769，敏感性為83.3%，特異性為66.7%。

表1 不同定量參數(shù)在區(qū)分部分緩解組和無效治療組的診斷效能

表2 不同定量參數(shù)在區(qū)分完全緩解組和未完全緩解組組的診斷效能

3 討論

準確評估新輔助治療后直腸癌患者的退縮情況對于個體化治療方案的制定具有重要的臨床價值。目前主要采用MRI及內(nèi)鏡綜合評估的方式對新輔助治療后療效進行評估，但MRI因其定量指標易受多種因素影響，且禁忌證較為寬泛，費用高昂等原因，存在一定局限性[9]。有研究表明，雙能CT的定量參數(shù)值對新輔助治療的療效評價具有一定的價值[10～12]。

Rho一個單位像素內(nèi)電子數(shù)量的多少[13]。Rho是一個相對于水的標準化值，其最大的作用是反應感興趣區(qū)內(nèi)的等效阻滯力[14]。目前電子云密度多應用于放射治療領域，對放射劑量進行定量的參數(shù)計算中最重要一步，即確定放療區(qū)域內(nèi)組織的Rho。Woisetschl?ger等[15]利用雙能CT的定量參數(shù)對甲狀旁腺腺瘤進行診斷，結果表明正常的甲狀旁腺組織靜脈期的Rho值顯著高于甲狀旁腺腺瘤。王敬鐸等[16]發(fā)現(xiàn)Rho值在結直腸癌高中低分化三組中差異無統(tǒng)計學意義。李冠等[17]發(fā)現(xiàn)雙能CT后處理所得的電子云密度能夠在術前有效預測腎腫瘤與腎周的脂肪粘連。本研究發(fā)現(xiàn)，治療前動脈期電子云密度、治療前靜脈期電子云密度及動脈期電子云密度變化率在評估新輔助治療后有效和無效的AUC值分別為0.685、0.801、0.806。分析原因可能是由于腫瘤組織在新輔助治療后纖維化，等效阻滯力增加，從而導致電子云密度降低。

本研究發(fā)現(xiàn)靜脈期標準化碘濃度變化率在評估新輔助治療后有效和無效的AUC值為0.898。治療前動脈期造影劑含量、治療前靜脈期造影劑含量、治療后靜脈期造影劑含量在新輔助治療后完全緩解組和非完全緩解組中差異有統(tǒng)計學意義，其評估新輔助治療后完全緩解和非完全緩解的AUC值為分別為0.597、0.667、0.769。Al-Najami等[18]研究表明，靜脈期nIC和造影劑含量變化率可用以評價直腸癌的療效。Sauter等[19]發(fā)現(xiàn)直腸癌新輔助治療后碘濃度值顯著降低。有研究發(fā)現(xiàn)[20]相比傳統(tǒng)的CT值變化率，靜脈期造影劑含量變化率在預測進展期胃癌新輔助治療后完全緩解的價值更高。本研究結果與上述研究結果相符，分析原因可能是由于新輔助治療后腫瘤內(nèi)新生血管顯著減少，腫瘤細胞攝取碘的能力降低，雙能CT可以測定腫瘤組織碘含量，從而推測出腫瘤的退縮情況。雖然靜脈期nIC變化率同樣能夠反映碘濃度情況，且在評估新輔助治療后有效和無效中表現(xiàn)出較高的診斷效能，但其在新輔助治療后完全緩解和非完全緩解組中差異無統(tǒng)計學意義，因此無法用于評估直腸癌患者新輔助治療后是否獲得完全緩解。究其原因可能是本研究中完全緩解樣本量較少，而未完全緩解的樣本量較大。因此其在評估完全緩解方面的臨床意義值得進一步研究。

本研究還存在一定的局限性：①本研究為回顧性研究。②本研究樣本量較小，且完全緩解的患者所占的比例較小。③受CT軟組織分辨率的影響，勾畫感興趣區(qū)時無法完全避開囊變壞死區(qū)。因此本研究結果還需要在多中心、大樣本數(shù)據(jù)下進一步驗證。綜上，雙能CT的定量參數(shù)值能對直腸癌患者新輔助治療后進行療效評估。靜脈期標準化碘濃度變化率在評估新輔助治療是否有效方面表現(xiàn)出較高的診斷效能，而治療后靜脈期造影劑含量值在評估治療是否達到完全緩解方面具有較高的診斷效能，有望為臨床及直腸癌患者的個性化治療效果評價提供更多有價值的信息。