CT三维影像检查在肺癌化疗疗效评价中的应用

黄华萍 林社章 李 羲 钱桂生

CT三维影像检查在肺癌化疗疗效评价中的应用

Application of three-dimensional CT imaging in the evaluation of chemotherapeutic effects of lung cancer

黄华萍1林社章2李 羲1钱桂生3

支气管肺癌； CT三维影像； 化疗； 评价

《国家癌症控制策略研究报告》指出，肺癌在我国恶性肿瘤发病中占第一位，也是近年来增长幅度最大的恶性肿瘤。临床上患者就医时诊断的Ⅰ期肺癌仅为2%～4%，而60%～65%是Ⅱ期和Ⅲ期肺癌，还有30%～35%是Ⅳ期肺癌。也就是说，临床诊断的肺癌绝大部分患者已届晚期，失去了外科治疗指征，此时化疗是主要的治疗方法之一[1-2]。早期、准确地监测患者化疗疗效，可以避免继续无效化疗所引起的药物毒性和增加患者的病死率，避免不恰当的化疗所导致的加速肿瘤生长和产生耐药性，还可避免患者不必要的经济负担[3]。因此，如何准确地评价肺癌患者的化疗疗效，以制定个体化的治疗方案，具有重要的临床价值。

肺癌的化疗疗效评定包括客观疗效、主观疗效、治疗毒性、生存率和中位生存期四个方面，而针对某一个体、短时间的临床评定主要依据前三项，其中客观疗效是主要的。客观疗效的评定又包括形态学的评定和功能性的评定。形态学的评定主要遵守实体瘤疗效评价标准(response evaluation criteria in solid tumors, RECIST)，即在多层螺旋 CT(multi-slice CT, MSCT)图像上观察肿瘤体积有无变化和有无新发病灶。功能性评定主要有：①CT灌注成像即增强动态CT扫描技术，指从静脉团注入对比剂后行同层动态扫描，利用CT灌注专用分析软件对所获得的图像进行分析，得出与灌注相关的参数值，包括血流量分布图、血容量分布图、平均通过时间分布图、表面通透性分布图，通过比较化疗前后血流灌注的变化进行肺癌疗效的观察，此项技术目前尚处于初步探索阶段[4-5]；②正电子发射型断层成像技术(positron emission tomography-CT, PET-CT)是利用正电子核素作为显像剂进行的放射性示踪技术,并以解剖形态方式显示活体组织器官内生物化学物质的浓度及其随时间的变化情况，可用于肺癌疗效的观察，但其成本昂贵、检查费用高、不在医疗保险报销范围，从而限制了其在肺癌疗效评价方面的普遍应用[6]；③磁共振扩散加权成像(magnetic resonance-diffusion weighted imaging, MR-DWI)能够监测人体内水分子的弥散运动，间接反映肿瘤细胞密度以及细胞膜完整性等细胞水平的信息。Yabuuchi等[7]认为化疗后肿瘤组织的表观扩散系数(apparent diffusion coefficient, ADC)值升高，并与其后的肿瘤消退或生长速度减慢高度相关，有助于早期、动态监测化疗疗效，目前尚处于研究阶段。因此，目前临床上肺癌的客观疗效评定更多依据的是形态学的疗效评定即-RECIST。

RECIST采用的是一维(单径)测量法，以肿瘤最大径(a)的变化来代表肿瘤量的变化，即肿瘤量=a，而WHO标准使用的是二维(双径)测量法，是以肿瘤最大径(a)及其最大垂直径(b)的乘积代表肿瘤量，即肿瘤量=ab。RECIST替代WHO标准用于肿瘤的定量评价，其理论基础是肿瘤单个最大直径、双径、三径的变化都能反映细胞总量的变化，没有差别，而两者相比，RECIST具有测量步骤较简化，误差减少，重复效果更好的特点。但RECIST实际运用于肺癌的疗效评定却存在着局限性：①它不是针对肺癌而是一种针对实体瘤的疗效评定标准，因此不够细致；②它没有纳入肺癌的临床分期；③它是以判定新药疗效为目的的评价方法；④它所使用的横断面线性测量体积存在缺陷。肺癌结节影或团块影常呈不规则形，并且呈非对称性生长，因此通过长轴面观测体积变化必然相差较大，另外，结节的边缘可以是模糊的、呈分叶状、带毛刺，要精确分清边界进行准确测量十分困难。研究显示，对于肺部结节而言，三维体积测量具有以下优势：①测量体积增长的变化比直径的变化更灵敏。Zhao等[8]运用三维体积测量技术，随访测量15例非小细胞肺癌患者的肿瘤病灶体积，观察肿瘤化疗后体积变化情况，并比较了三维体积测量法、WHO标准和RECIST法之间的灵敏度，依照体积变化至少对20%有变化的患者进行统计，结果显示三维体积测量法有11例(73%)，按WHO标准有4例(27%)，而RECIST法仅发现1例(7%)，显示其体积增长的变化比直径的变化更灵敏；②三维体积测量技术具有较高的精确度。Yankelevitz等[9]运用三维体积测量技术，通过对三种人工合成结节的试验研究，显示该软件测量体积的精确度误差在±3%以内；③三维体积测量的可重复性好。朱江涛[10]在10 min内对10个肺部多发结节患者的胸部进行两次全肺扫描，选取50个结节(直径2～20 mm)，评价两位医师内/间的可重复性和两次扫描间的一致性，应用自动体积测量软件得出医师内的变异度为0.5%(95%CI，0.2%～1.6%)，医师间变异度为0.5%(95%CI，-3.0%～1.4%)，扫描间的变异度接近±20%。通过对20例患者的49个肺部结节进行高级肺结节分析(advanced lung analysis, ALA)体积测量研究，评价肺结节体积测量的可重复性，结果显示，三位医师间的变异度为0.34%，三位医师两两之间体积测量的相关系数r均达到1，说明同一次 CT 扫描时该软件的医师之间体积测量的一致性很好。因此，国内外许多学者推荐使用三维结节分割软件随访观察肺部结节生长的情况[11-12]。

既然RECIST应用于肺癌的疗效评定存在局限性，而三维体积测量技术又具有高的准确性、精确度和较好的重复性，能否在RECIST基础上，将其进行改良，建立新的肺癌疗效评价系统，使其更适合于临床，是一个值得尝试的问题。为此，从2013年开始，我们在院内建立了一套新的肺癌疗效评价系统，即参考RECIST评价系统，采纳国际肺癌研究协会(IASLC)2009年第七版分期标准(IASLC 2009)，使用三维影像定量测量数据进行肺癌疗效的评价。实施方案包括工作方法与工作流程两方面，具体如下：

1.工作方法： 首先行胸部CT增强+三维重建。然后进行8项定量数据的检测，包括①肿瘤(结节)的长径和体积，见图1；②肿瘤到气管、主支气管分叉的距离；③肿瘤与肺动脉分叉的距离；④肿瘤与肺静脉分叉的距离；⑤肿瘤的血管、器官侵犯的跨度；⑥肿瘤的胸膜、胸壁侵犯的跨度；⑦胸腔积液的跨度和深度；⑧相关淋巴结的短径(直径>10 mm)。同时进行2种立体影像的观察，观察肿瘤的形态、位置，见图2。必要时进行其它检查予以补充，如血液灌注，以评价肿瘤血供疗效；MR-全身DWI，以评价全身淋巴结；ECT全身骨显像以评价骨转移。

图1 肿瘤长径和体积三斜面测量

图2 肿瘤-气管-胸膜仿真立体影像

2.工作流程：化疗前行影像检查-胸部CT增强+三维重建作为基线对照。化疗过程中每2周期进行复查，化疗结束即4～6周期后进行全面复查。化疗间期每3个月复查。基准病灶测量：8种定量数据，2种立体影像，3种补充检查。治疗后病灶测量：找新病灶，8种定量数据，2种立体影像，3种补充检查。疗效综合评价采用完全缓解(complete response, CR)、部分缓解(partial response, PR)，疾病稳定(stable disease, SD)，疾病进展(progressive disease, PD)。

自2013年6月开始我们使用该评价系统对23例肺癌化疗患者进行系统疗效评价，发现该技术具有以下4项明显优势：①容积重建(volume vendering, VR)和三斜面相结合可以使肿块更容易观察和定位，测量可得到印证；②三斜面可以准确的发现和测量肿瘤的长径，淋巴结的短径，包裹性胸腔积液的长径和胸腔游离积液在下垂部的厚度；③以肿块为中心，通过三斜面旋转可以容易地观察和测量与邻近结构的距离或侵犯的最大径；④提供给临床医生清晰、直观、形象、易于观察理解的影像。为实现个体化治疗提供帮助。

虽然我们建立的新的肺癌疗效评价系统较传统的RECIST评价系统更具针对性,其对肺癌患者的评估仍是基于肿瘤病灶，要构建一个整体指标对每个患者进行整体预测和判断仍有一定的困难，因此，从患者个体层次预测和判断药物疗效还必须结合其它的疗效指标。

1 钱桂生. 肺癌不同病理类型发病率的变化情况及其原因[J/CD]. 中华肺部疾病杂志： 电子版, 2011, 4(1): 1-6.

2 于 琳, 张 华. 2009中国肺癌高峰论坛访谈录[J]. 循证医学, 2009, 9(4): 247-252.

3 周荣超. 磁共振扩散加权成像在评估肺癌化疗效果中的应用价值[D]. 天津：天津医科大学, 2011: 13-24.

4 陈艳芳, 王藏海, 迟红卫, 等. 磁共振扩散加权成像在评估肺癌化疗效果方面的临床应用[J]. 临床荟萃, 2013, 28(4): 468-471.

5 Seddon BM, Workman P. The role of functional and molecrlar imaging in cancer drug discovery and development[J]. Br J Radiol, 2003, 76(2): 128-138.

6 周荣超, 于铁链, 冯长超, 等. 扩散加权成像在评估肺癌化疗效果中的应用价值[J]. 中国肺癌杂志, 2011, 14(3): 256-260.

7 Yabbuuchi H, Hataknaka M, Takayama K, et al. Non-small cell lung cancer: detection of early response to chemotherapy by using contrast-enhanced dynamic and diffusion-weighted MR imaging[J]. Radiology, 2011, 261(2): 598-604.

8 Zhao B, Schwartz LH, Moskowitz CS, et al. Lung cancer: computerized quantification of tumor response-initial results[J]. Radiology, 2006, 241(3): 892-898.

9 Yankelevitz DF, Reeves AP, Kostis WJ, et al. Small pulmonary nodules: volumetrically determined growth rates based on CT evaluation[J]. Radiology, 2000, 217(1): 251-256.

10 朱江涛. 三维 CT 测量肺小结节体积的可重复性评价[D]. 苏州: 苏州大学, 2007: 20-24.

11 宋 伟, 金征宇, 严洪珍, 等. 初步评估16层螺旋CT的Lung Care软件在肺结节研究中的辅助价值[J]. 中华放射学杂志, 2005, 39(1): 11-16.

12 Revel MP, Merlin A, Peyrard S, et al. Software volumetric evaluation of doubling times for differentiating benign versus malignant pulmonary nodules[J]. Am J Roentgenol, 2006, 187(1): 135-142.

(本文编辑：黄红稷)

黄华萍，林社章，李 羲，等. CT三维影像检查在肺癌化疗疗效评价中的应用[J/CD]. 中华肺部疾病杂志： 电子版， 2014， 7(5)： 486-488.

10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2014.05.002

1570102 海口，海南医学院附属医院呼吸内科 海南医学院呼吸病研究所

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2014-07-07)

3400037 重庆，第三军医大学新桥医院呼吸 内科研究所