能谱CT 碘基图在肺癌患者放化疗疗效评估中的应用价值△

陈艾，余飞，商亚军，陈英，杨东，周勇

重庆市铜梁区人民医院放射医学科，重庆 402560

肺癌是起源于支气管黏膜上皮、支气管腺体或肺泡上皮细胞的恶性肿瘤，遗传、吸烟、辐射、感染等多种因素均与肺癌的发生发展密切相关，近年来，肺癌的发病率逐年攀升，其发病率和病死率均居全球所有恶性肿瘤的首位，给世界各国居民均造成了严重的疾病负担。肺癌早期症状易与肺部其他疾病混淆，且由于缺乏早期筛查意识，绝大多数患者确诊时已处于中晚期，已不适合手术治疗，而采用以放化疗为主的综合治疗。放化疗后准确评估肺癌患者的临床疗效是治疗过程中不可缺少的环节，直接关系后续治疗方案的制订，目前，临床常用的评估方法包括常规CT、MRI、CT 灌注成像、正电子发射计算机断层显像（position emission tomography，PET）/CT 等，但上述方法均存在自身的局限性，如常规CT 不能准确反映肿瘤内部血供，肺因缺乏氢原子核不适合进行MRI 检查，PET/CT 辐射剂量较大且费用高等，在一定程度限制了其临床应用。能谱CT 成像不仅能通过物质分离技术得到的碘基图较早地观察放化疗后肿瘤微环境（血管化程度、微血管密度）变化，还能同时获取混合能量图、多个单能量图、能谱曲线、有效的原子序数等，进一步推动了影像学的应用进展。本研究探讨肺癌患者放化疗前后能谱CT扫描参数的变化情况，分析其在放化疗疗效评估中的应用价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018 年6 月至2020 年11 月重庆市铜梁区人民医院收治的肺癌患者。纳入标准：①符合肺癌的诊断标准，年龄18～80 岁；②均接受放化疗治疗；③TNM 分期为Ⅲ～Ⅳ期；④未行手术及其他抗肿瘤治疗；⑤病历资料完整。排除标准：①病灶无法测量；②图像质量不佳；③合并其他肿瘤或并发症。依据纳入和排除标准，本研究共纳入84 例肺癌患者，依据实体瘤疗效评价标准（response evaluation criteria in solid tumor，RECIST）1.1 版将其分为有效组[

n

=59，完全缓解（complete response，CR）患者+部分缓解（partial response，PR）患者]、无效组[

n

=25，病情稳定（stable disease，SD）患者+疾病进展（progressive disease，PD）患者]。有效组中男43例，女16 例；年龄45～72 岁，平均（57.23±9.52）岁；病理类型：小细胞肺癌23 例，非小细胞肺癌36 例（其中鳞状细胞癌18 例，腺癌9 例，大细胞癌9 例）；TNM 分期：Ⅲ期47 例，Ⅳ期12 例。无效组中男18例，女7 例；年龄44～71 岁，平均（57.05±8.78）岁；病理类型：小细胞肺癌9 例，非小细胞肺癌16 例（鳞状细胞癌8 例，腺癌5 例，大细胞癌3 例）；TNM 分期：Ⅲ期19 例，Ⅳ期6 例。两组患者性别、年龄和病理类型等临床特征比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05），具有可比性。

1.2 能谱CT 成像检查方法

放化疗前及放化疗1 个疗程后，采用宝石能谱CT 成像对所有患者行胸部双期增强扫描，扫描范围自肺尖至肺底，调整模式：单源高低压瞬切能谱成像模式。扫描参数：瞬时管电压80/140 kV，电流200 mA，扫描层厚为5 mm，层间距为5 mm，矩阵为512 mm×512 mm，螺距0.992，转速0.5 s。将70 ml非离子型对比剂碘帕醇用高压注射器经患者肘部静脉注入，并注入生理盐水20 ml，注射速度为3 ml/s，注射完成后25 s 行动脉期扫描，注射完成50 s 后行静脉期扫描。扫描完成后对原始数据进行重建（层厚及层间距均为1.25 mm），完成后将数据传输至工作站，绘制碘基图进行能谱数据分析。

将图像传输到后处理工作站进行图像分析，由2 名放射科医师独立完成碘基图绘制和数据分析，若存在分歧，共同商议后确定。最终结果选取横轴面显示病灶的最大层面，测量病灶直径，勾画感兴趣区测量能谱参数，病灶区密度不均匀时应避开空洞、坏死、钙化、血管等区域，测量肿瘤实性部分，病灶区密度均匀勾画区域应＞2/3 的病灶面积。每例患者均测量3 次，测量结果取平均值。

1.3 能谱CT 成像参数

①肿瘤最大径：在横断面、冠状面、矢状面分别测量肿瘤长径，取最大值。②CT 值：选取70 keV的CT 值作为本研究参数值（以70 keV 图像的CT值最接近常规CT 值，且图像更清晰、对比度更优）。③碘密度值（iodine concentration，IC）：在横断面、冠状面、矢状面分别勾画感兴趣区域，避开肿瘤边缘2 mm，记录IC，取平均值。④能谱曲线斜率（spectral HU curve，λ）：计算动脉期λ和静脉期λ，λ=（40 keV 单能量CT 值-100 keV 单能量CT 值）/60。

1.4 统计学方法

2 结果

2.1 能谱CT 成像参数的比较

放化疗前，两组患者肿瘤最大径、CT 值、动静脉期IC、动静脉期λ比较，差异均无统计学意义（

P

＞0.05）。放化疗后，有效组患者肿瘤最大径、CT 值、动静脉期IC、动静脉期λ均明显低于本组放化疗前和无效组患者，差异均有统计学意义（

P

＜0.01）。（表1）

表1 放化疗前后两组肺癌患者能谱CT 成像参数的比较

2.2 能谱CT 参数诊断肺癌患者放化疗疗效的ROC 曲线分析结果

联合参数（动静脉期IC 及动静脉期λ）诊断肺癌患者放化疗疗效的AUC 为0.96，高于能谱CT 各参数单独检测的AUC，差异均有统计学意义（

P

＜0.05）。（表2、图1）

图1 能谱CT参数诊断肺癌患者放化疗疗效的ROC曲线

表2 能谱CT 参数诊断肺癌患者放化疗疗效的ROC 曲线分析结果

3 讨论

放化疗是中晚期肺癌患者最常用的治疗方法，多数患者通过放化疗均能获得较好的疗效，可延长患者的生存期，放化疗对小细胞肺癌患者疗效更为确切，也可为非小细胞肺癌患者带来生存获益。目前，RECIST 1.1 是评价肺癌临床疗效的主要方法，但该评估方法以肿瘤最大径的变化情况为依据，存在一定的局限性，治疗后肿块大小的变化需要一定时间，数周甚至数月方能观察到，比较滞后；此外，局部水肿和瘢痕也可能误导评价，基于此，寻求一种新的评价方法有重要意义。研究显示，肿瘤内微循环的改变早于肿瘤体积的改变，肿瘤新生血管生成可为肿瘤提供必要的血供，是其发生发展的基础条件，将治疗后肿瘤血供改变作为一项评价标准可能具有一定的应用价值。目前，临床评估肿瘤疗效的影像学方法包括CT、CT 灌注成像、MRI、PET/CT 等，其中常规CT 方便、快捷，但不能准确反映肿瘤内部的血供情况；CT 灌注成像能较好地反映肿瘤内部血供情况，但检查时的辐射剂量较大且血流动力学模型不完善，限制了其临床应用；PET/CT 辐射剂量大、显影剂单一、费用昂贵，且无法辨别多个病灶聚集区，临床应用不多；MRI 虽能反映肿瘤形态及内部血供情况，但肺组织内缺乏成像必备的氢原子核；因此，上述方法均存在自身的不足。

能谱CT 成像利用物质分离技术可以获取40～140 keV 范围内不同的keV 单能量图像；同时，能谱CT 扫描时高低能量瞬时切换，间隔极短，不受呼吸、心跳等生理活动的影响，获取的CT 图像数据具有高度一致性。目前，国内外已将能谱CT 成像应用于血管成像、结石成分分析、金属置入物术后成像、肿瘤良恶性鉴别等多个领域，其在优化图像质量、提高病灶检出率和疾病鉴别能力方面应用价值较高，应用前景广阔。目前，碘是CT 对比剂的主要成分，能谱CT 以水和碘作为基物质进行物质密度成像，获取反映碘浓度变化的碘基图，通过定量分析肺组织的摄碘情况，间接反映肿瘤的血供情况，为评估肺癌治疗效果提供了依据。

本研究结果显示，放化疗后，有效组患者肿瘤最大径、CT 值、动静脉期IC、动静脉期λ均明显低于本组放化疗前和无效组患者，表明肿瘤最大径、CT 值、动静脉期IC 及动静脉期λ等均是评估肺癌患者放化疗疗效的有效指标。放疗可直接破坏肿瘤组织，化疗则以破坏血管内皮细胞的细胞毒性药物为主，肿瘤大小的改变是放化疗疗效的直观反映。血管内皮细胞被破坏后，肿瘤新生血管生成减少，注入患者体内对比剂中碘分布和含量相应减少，因此，患者肺组织的IC 可间接反映肿瘤内微循环的改变，进而反映放化疗的疗效。余花艳和任统伟的研究也表明，碘基图对碘含量极其敏感，能准确反映肺癌患者化疗前后肿瘤内微循环的改变，不仅能反映目前抗肿瘤治疗效果，还能对下次检测结果进行预测，这与本研究结果类似。

本研究结果显示，动静脉期IC 及动静脉期λ联合诊断肺癌患者放化疗疗效的AUC 为0.96，高于能谱CT 各参数单独检测的AUC，表明动静脉期IC 及动静脉期λ对评价肺癌患者放化疗效果具有一定的价值，且联合诊断的价值更高。朱巧等的研究也表明，IC 及λ均能预测晚期非小细胞肺癌患者的化疗疗效，二者联合可以提高预测效能。Fehrenbach 等的研究表明，能谱CT 碘含量及斜率可诊断肿瘤残余血管，并预测肿瘤复发情况，与本研究结果类似。与传统CT 相比，能谱CT 增强了能量分辨率和理化性质分辨率，优势明显，但其成像技术的核心在于基物质的分解算法，这种基物质算法计算量大且复杂，是临床应用的难点，这将是后续研究重点。

综上所述，通过能谱CT 可于放化疗前后获取患者的碘基图等影像学图像数据，定量分析肺组织摄碘含量分布及λ值，反映肺癌放化疗后肿瘤血供的改变，对评价放化疗疗效具有较高的价值。