能譜CT 碘基圖在肺癌患者放化療療效評估中的應用價值△

陳艾，余飛，商亞軍，陳英，楊東，周勇

重慶市銅梁區人民醫院放射醫學科，重慶 402560

肺癌是起源于支氣管黏膜上皮、支氣管腺體或肺泡上皮細胞的惡性腫瘤，遺傳、吸煙、輻射、感染等多種因素均與肺癌的發生發展密切相關，近年來，肺癌的發病率逐年攀升，其發病率和病死率均居全球所有惡性腫瘤的首位，給世界各國居民均造成了嚴重的疾病負擔。肺癌早期癥狀易與肺部其他疾病混淆，且由于缺乏早期篩查意識，絕大多數患者確診時已處于中晚期，已不適合手術治療，而采用以放化療為主的綜合治療。放化療后準確評估肺癌患者的臨床療效是治療過程中不可缺少的環節，直接關系后續治療方案的制訂，目前，臨床常用的評估方法包括常規CT、MRI、CT 灌注成像、正電子發射計算機斷層顯像（position emission tomography，PET）/CT 等，但上述方法均存在自身的局限性，如常規CT 不能準確反映腫瘤內部血供，肺因缺乏氫原子核不適合進行MRI 檢查，PET/CT 輻射劑量較大且費用高等，在一定程度限制了其臨床應用。能譜CT 成像不僅能通過物質分離技術得到的碘基圖較早地觀察放化療后腫瘤微環境（血管化程度、微血管密度）變化，還能同時獲取混合能量圖、多個單能量圖、能譜曲線、有效的原子序數等，進一步推動了影像學的應用進展。本研究探討肺癌患者放化療前后能譜CT掃描參數的變化情況，分析其在放化療療效評估中的應用價值，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018 年6 月至2020 年11 月重慶市銅梁區人民醫院收治的肺癌患者。納入標準：①符合肺癌的診斷標準，年齡18～80 歲；②均接受放化療治療；③TNM 分期為Ⅲ～Ⅳ期；④未行手術及其他抗腫瘤治療；⑤病歷資料完整。排除標準：①病灶無法測量；②圖像質量不佳；③合并其他腫瘤或并發癥。依據納入和排除標準，本研究共納入84 例肺癌患者，依據實體瘤療效評價標準（response evaluation criteria in solid tumor，RECIST）1.1 版將其分為有效組[

n

=59，完全緩解（complete response，CR）患者+部分緩解（partial response，PR）患者]、無效組[

n

=25，病情穩定（stable disease，SD）患者+疾病進展（progressive disease，PD）患者]。有效組中男43例，女16 例；年齡45～72 歲，平均（57.23±9.52）歲；病理類型：小細胞肺癌23 例，非小細胞肺癌36 例（其中鱗狀細胞癌18 例，腺癌9 例，大細胞癌9 例）；TNM 分期：Ⅲ期47 例，Ⅳ期12 例。無效組中男18例，女7 例；年齡44～71 歲，平均（57.05±8.78）歲；病理類型：小細胞肺癌9 例，非小細胞肺癌16 例（鱗狀細胞癌8 例，腺癌5 例，大細胞癌3 例）；TNM 分期：Ⅲ期19 例，Ⅳ期6 例。兩組患者性別、年齡和病理類型等臨床特征比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05），具有可比性。

1.2 能譜CT 成像檢查方法

放化療前及放化療1 個療程后，采用寶石能譜CT 成像對所有患者行胸部雙期增強掃描，掃描范圍自肺尖至肺底，調整模式：單源高低壓瞬切能譜成像模式。掃描參數：瞬時管電壓80/140 kV，電流200 mA，掃描層厚為5 mm，層間距為5 mm，矩陣為512 mm×512 mm，螺距0.992，轉速0.5 s。將70 ml非離子型對比劑碘帕醇用高壓注射器經患者肘部靜脈注入，并注入生理鹽水20 ml，注射速度為3 ml/s，注射完成后25 s 行動脈期掃描，注射完成50 s 后行靜脈期掃描。掃描完成后對原始數據進行重建（層厚及層間距均為1.25 mm），完成后將數據傳輸至工作站，繪制碘基圖進行能譜數據分析。

將圖像傳輸到后處理工作站進行圖像分析，由2 名放射科醫師獨立完成碘基圖繪制和數據分析，若存在分歧，共同商議后確定。最終結果選取橫軸面顯示病灶的最大層面，測量病灶直徑，勾畫感興趣區測量能譜參數，病灶區密度不均勻時應避開空洞、壞死、鈣化、血管等區域，測量腫瘤實性部分，病灶區密度均勻勾畫區域應＞2/3 的病灶面積。每例患者均測量3 次，測量結果取平均值。

1.3 能譜CT 成像參數

①腫瘤最大徑：在橫斷面、冠狀面、矢狀面分別測量腫瘤長徑，取最大值。②CT 值：選取70 keV的CT 值作為本研究參數值（以70 keV 圖像的CT值最接近常規CT 值，且圖像更清晰、對比度更優）。③碘密度值（iodine concentration，IC）：在橫斷面、冠狀面、矢狀面分別勾畫感興趣區域，避開腫瘤邊緣2 mm，記錄IC，取平均值。④能譜曲線斜率（spectral HU curve，λ）：計算動脈期λ和靜脈期λ，λ=（40 keV 單能量CT 值-100 keV 單能量CT 值）/60。

1.4 統計學方法

2 結果

2.1 能譜CT 成像參數的比較

放化療前，兩組患者腫瘤最大徑、CT 值、動靜脈期IC、動靜脈期λ比較，差異均無統計學意義（

P

＞0.05）。放化療后，有效組患者腫瘤最大徑、CT 值、動靜脈期IC、動靜脈期λ均明顯低于本組放化療前和無效組患者，差異均有統計學意義（

P

＜0.01）。（表1）

表1 放化療前后兩組肺癌患者能譜CT 成像參數的比較

2.2 能譜CT 參數診斷肺癌患者放化療療效的ROC 曲線分析結果

聯合參數（動靜脈期IC 及動靜脈期λ）診斷肺癌患者放化療療效的AUC 為0.96，高于能譜CT 各參數單獨檢測的AUC，差異均有統計學意義（

P

＜0.05）。（表2、圖1）

圖1 能譜CT參數診斷肺癌患者放化療療效的ROC曲線

表2 能譜CT 參數診斷肺癌患者放化療療效的ROC 曲線分析結果

3 討論

放化療是中晚期肺癌患者最常用的治療方法，多數患者通過放化療均能獲得較好的療效，可延長患者的生存期，放化療對小細胞肺癌患者療效更為確切，也可為非小細胞肺癌患者帶來生存獲益。目前，RECIST 1.1 是評價肺癌臨床療效的主要方法，但該評估方法以腫瘤最大徑的變化情況為依據，存在一定的局限性，治療后腫塊大小的變化需要一定時間，數周甚至數月方能觀察到，比較滯后；此外，局部水腫和瘢痕也可能誤導評價，基于此，尋求一種新的評價方法有重要意義。研究顯示，腫瘤內微循環的改變早于腫瘤體積的改變，腫瘤新生血管生成可為腫瘤提供必要的血供，是其發生發展的基礎條件，將治療后腫瘤血供改變作為一項評價標準可能具有一定的應用價值。目前，臨床評估腫瘤療效的影像學方法包括CT、CT 灌注成像、MRI、PET/CT 等，其中常規CT 方便、快捷，但不能準確反映腫瘤內部的血供情況；CT 灌注成像能較好地反映腫瘤內部血供情況，但檢查時的輻射劑量較大且血流動力學模型不完善，限制了其臨床應用；PET/CT 輻射劑量大、顯影劑單一、費用昂貴，且無法辨別多個病灶聚集區，臨床應用不多；MRI 雖能反映腫瘤形態及內部血供情況，但肺組織內缺乏成像必備的氫原子核；因此，上述方法均存在自身的不足。

能譜CT 成像利用物質分離技術可以獲取40～140 keV 范圍內不同的keV 單能量圖像；同時，能譜CT 掃描時高低能量瞬時切換，間隔極短，不受呼吸、心跳等生理活動的影響，獲取的CT 圖像數據具有高度一致性。目前，國內外已將能譜CT 成像應用于血管成像、結石成分分析、金屬置入物術后成像、腫瘤良惡性鑒別等多個領域，其在優化圖像質量、提高病灶檢出率和疾病鑒別能力方面應用價值較高，應用前景廣闊。目前，碘是CT 對比劑的主要成分，能譜CT 以水和碘作為基物質進行物質密度成像，獲取反映碘濃度變化的碘基圖，通過定量分析肺組織的攝碘情況，間接反映腫瘤的血供情況，為評估肺癌治療效果提供了依據。

本研究結果顯示，放化療后，有效組患者腫瘤最大徑、CT 值、動靜脈期IC、動靜脈期λ均明顯低于本組放化療前和無效組患者，表明腫瘤最大徑、CT 值、動靜脈期IC 及動靜脈期λ等均是評估肺癌患者放化療療效的有效指標。放療可直接破壞腫瘤組織，化療則以破壞血管內皮細胞的細胞毒性藥物為主，腫瘤大小的改變是放化療療效的直觀反映。血管內皮細胞被破壞后，腫瘤新生血管生成減少，注入患者體內對比劑中碘分布和含量相應減少，因此，患者肺組織的IC 可間接反映腫瘤內微循環的改變，進而反映放化療的療效。余花艷和任統偉的研究也表明，碘基圖對碘含量極其敏感，能準確反映肺癌患者化療前后腫瘤內微循環的改變，不僅能反映目前抗腫瘤治療效果，還能對下次檢測結果進行預測，這與本研究結果類似。

本研究結果顯示，動靜脈期IC 及動靜脈期λ聯合診斷肺癌患者放化療療效的AUC 為0.96，高于能譜CT 各參數單獨檢測的AUC，表明動靜脈期IC 及動靜脈期λ對評價肺癌患者放化療效果具有一定的價值，且聯合診斷的價值更高。朱巧等的研究也表明，IC 及λ均能預測晚期非小細胞肺癌患者的化療療效，二者聯合可以提高預測效能。Fehrenbach 等的研究表明，能譜CT 碘含量及斜率可診斷腫瘤殘余血管，并預測腫瘤復發情況，與本研究結果類似。與傳統CT 相比，能譜CT 增強了能量分辨率和理化性質分辨率，優勢明顯，但其成像技術的核心在于基物質的分解算法，這種基物質算法計算量大且復雜，是臨床應用的難點，這將是后續研究重點。

綜上所述，通過能譜CT 可于放化療前后獲取患者的碘基圖等影像學圖像數據，定量分析肺組織攝碘含量分布及λ值，反映肺癌放化療后腫瘤血供的改變，對評價放化療療效具有較高的價值。