CT与三维斑点追踪显像技术对食管癌患者同步放化疗中心脏体积及左心室功能的评估价值

高连辉，徐冰，宋微

（佳木斯市中心医院CT室，黑龙江 佳木斯 154002）

食管癌早期症状不明显，发展至晚期后无法采取根治术，而是在手术前行同步放化疗。但同时，胸部放化疗所采用的射线或带电粒子等高能量增加了病灶区域内的能量，使周围其他器官或正常组织暴露在放射环境中，引发一系列局部并发症［1-2］。在早期，探查设备不足等各种因素导致人们对心脏损伤的重视不足。随着医疗技术的发展，临床逐渐发现胸部放化疗手段对心脏可能存在一定的损伤。但心肌损伤、心脏传导系统变化可能发生在放化疗过程中，只从治疗前及治疗后的数据对比无法准确判断胸部放化疗对心脏的损害程度和心脏体积等多维度变化。因此，临床上致力于探寻定位扫描技术，动态呈现心脏在胸部放化疗过程中的体积和功能变化［3-4］。临床上采取的MRI、PET等诊断手段均有较高的检测价值，但该技术诊断过程复杂，费用较高，不利于临床推广。而其他检测心肌损伤的方法，如CT扫描及超声技术均可评估心脏形态变化和心功能。本研究选取CT及三维斑点追踪显像技术对食管癌患者同步放化疗中心脏体积及左心室功能的评估价值，旨在为更准确地评估胸部放化疗对心脏的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2019年1月至2020年12月佳木斯市中心医院收治的80例接受同步放化疗的食管癌患者。在同步放化疗中，患者分别接受CT及三维超声心动图检查。术后根据同步放化疗后临床症状是否好转分为有效组（34例）和无效组（46例）。80例患者中男47例，女33例；年龄45～70（58.32±10.54）岁；病理类型均为鳞状细胞癌。依据美国癌症联合委员会（American Joint Cancer Council，AJCC）食管癌分段及分期标准［5］，食管癌位于胸上段20例，胸中段33例，胸下段27例；临床分期包括25例Ⅱ期，55例Ⅲ期。本研究已征得佳木斯市中心医院医学伦理委员会批准。

1.2 选例标准

1.2.1入组标准 （1）经病理及影像学手段确诊，均在医院进行同步放化疗治疗；（2）初次接受同步放化疗；（3）卡氏评分（Karnofsky performance score，KPS）≥70分；（4）心、肺功能正常，血压平稳，可在平静状态下行CT及超声扫描检查；（5）患者在治疗前未服用对食管状态有影响的药物；（6）临床资料完整无误；（7）对本研究目的及相关内容知情，自愿签署知情同意书。

1.2.2排除标准 （1）病理分期为Ⅰ、Ⅳ期；（2）年龄超过70岁；（3）具有心脏疾病史；（4）合并其他恶性肿瘤；（5）中途不耐受或自愿放弃放化疗，退出研究。

1.3 检查方法

1.3.1超声 采用GE Vivid E95超声诊断仪，配备S5-1心脏探头（频率为1～5 MHz）及X3-1三维容积探头（频率1～3 MHz）。患者取平卧位，在呼吸平静状态下连接心电图，常规心电图检查后采集3次心动周期图像心尖四腔、三腔、两腔心储存。机器自带数据分析软件，储存所搜集的动态图像数据并脱机分析处理。利用Varian治疗计划系统测量功能测出留取图像的心脏指标。由机器软件计算左室舒张末期内径（left ventricular end diastolic diameter，LVEDD）、左室收缩末期内径（left ventricular end systolic diameter，LVESD）、左室舒张末期容积（left ventricular end diastolic volume，LVEDV）、左室收缩末期容积（left ventricular end systolic volume，LVESV）、左室射血分数（left ventricular ejection fraction，LVEF）、体表面积（body surface area，BSA）、二尖瓣舒张期血流频谱E／A，同时生成左心室16节段心脏容积-时间曲线（volumetime curve，VTC），记录整体径向应变（global radial strain，GRS）、整体圆周应变（global circumferential strain，GCS）、整体长轴应变（global long axis strain，GLS）、整体面积应变（global area strain，GAS）等指标［6-7］。患者均在同一时间段内进行检测，对图像及数据均进行3次检测，取3次平均值为最终结果。

1.3.2CT扫描 患者以仰卧位平躺在检查台上，双手向上举，利用低温热塑体膜固定体位，选择Brilliance 128排256层螺旋CT（荷兰Philips公司），将定位灯固定在病灶中央。患者平静呼吸状态下，采用CT定位扫描病灶区域（其中设置层厚为5 mm，范围为下颌至上腹部，扫描时间为1 s，间隔时间1.8 s）。平扫过后再次进行增强扫描，随后将扫描到的呼吸运动轨迹信号转换成呼吸运动信息，整合至图像资料并传输至数据分析系统。由同位医生结合所得CT图像信息勾画靶区。选择纵膈窗勾画心脏靶区，上缘起于心脏左肺动脉，下缘包括橫膈及血管，左右周围沿心包勾画，纳入心包［8］。勾画标准统一，利用Varian治疗计划系统测量功能测出心脏体积。在同步放化疗过程中，观察动态心电图，离线脱机处理原始图像数据，重建心脏参数，确定左心室舒张末期和收缩末期，以LVE软件测定心脏指标，同时记录左室射血前时间（left ventricular pro-ejection time，LVPT）。患者均在同一时间段内进行检测，对图像及数据均进行3次检测，取3次平均值为最终结果。

1.4 统计学方法采用SPSS 22.0统计软件分析数据。计量数据采用均数±标准差（ˉx±s）表示，组间多时点比较采用方差分析，组间两两比较取LSD-t检验；采用受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线评估CT及三维斑点追踪显像各项参数指标对食管癌同步放化疗效果的预测价值，曲线下面积（area under curve，AUC）＜0.8时预测价值较低，AUC为0.8～0.9时具有中等预测价值，AUC＞0.9时具有较高预测价值。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 食管癌同步放化疗中的心脏体积及左心室功能改变在同步放化疗中，患者的心脏体积较治疗前缩小，治疗中LVEDD、LVESD均小于治疗前（P＜0.05）；治疗后，心脏体积增加，恢复至原来水平，与治疗前比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。在CT及三维斑点追踪显像中，食管癌患者治疗后的LVEF降低（P＜0.05）。见表1、2。

表1 CT检测食管癌患者同步放化疗中的心脏体积及左心室功能情况（ˉx±s）

表2 三维斑点追踪显像检测食管癌患者同步放化疗中的心脏体积及左心室功能情况（ˉx±s）

2.2 不同疗效患者的心脏体积及左心室功能变化

2.2.1CT检测 有效组LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV、LVEF与无效组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；有效组LVPT水平低于无效组（P＜0.05）。见表3。

表3 CT检测不同疗效患者的心脏体积及左心室功能变化（ˉx±s）

2.2.2三维斑点追踪显像检测 有效组LVEDD、LVESD、LVEDV、LVESV、LVEF、E、A、E／A与无效组比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；有效组GRS水平高于无效组，GCS、GLS、GAS低于无效组（P＜0.05）。见表4。

表4 三维斑点追踪显像检测不同疗效患者的心脏体积及左心室功能变化（ˉx±s）

2.3 CT及三维斑点追踪显像各项参数指标对化疗效果的预测价值分别将CT及三维斑点追踪显像各项参数纳入ROC曲线，发现GRS、GCS、GLS、GAS及LVPT均对化疗效果具有预测价值，GRS、GCS、GLS、GAS、LVPT对化疗效果的预测价值的最佳截断点分别为35.255、-10.790、-12.915、-17.760、109.13 ms。其中三维斑点追踪显像各项参数联合检测的预测价值最高，其AUC、敏感度、特异度分别为0.998、91.30%、100.00%。见表5及图1。

表5 CT及三维斑点追踪显像各项参数指标对化疗效果的预测价值

图1 CT及三维斑点追踪显像各项参数指标预测化疗效果的ROC分析

3 讨论

食管癌是常见的消化道肿瘤，全世界每年新发病例约30万人，其中约50.0%发生于中国，具有明显的地域性、遗传易感性。针对早期食管癌可选择手术切除的根治性治疗方法，但由于该疾病早期症状不明显，发展至晚期后的病灶扩散并侵犯周围组织，不适合采取根治术［9-10］。目前，偏晚期食管癌患者多在手术前行放化疗联合的辅助治疗方案，根据治疗效果评估病情变化，再进一步制定手术治疗方案。但由于胸部放化疗带来的高能量射线，将周围正常组织及器官暴露在放射环境中，易引发食管、肺、心脏损伤等并发症［11］。

食管癌等恶性肿瘤在接受同步放化疗后发生心脏瓣膜、心力衰竭、心包相关疾病的风险增加，表明高能量辐射线会对心肌功能造成损伤。但王雪等［12］在研究重复增强4DCT呈现食管癌同步放化疗中心脏体积变化时发现，食管癌放疗早期至中后期的心脏体积呈缩小趋势，但在放疗结束时逐渐恢复至最初水平。这表明仅在治疗前及治疗后检测患者心脏体积可能无法准确发现心肌细胞的动态变化，需采取具有动态定位特征的影像学手段对同步放化疗过程中的心脏指标进行实时检测。在本研究中，采取CT评估治疗前后及治疗过程中的心脏体积、左心室功能变化，发现在食管癌患者同步放化疗中心脏体积相对治疗前缩小，治疗后逐渐增加至原来水平，与上述结论［12］一致。随着超声影像学技术的不断发展，三维斑点追踪技术逐渐被应用于心功能的临床评估中。三维斑点追踪显像技术通过实时定位心肌影像学斑点在三维空间内的运动变化，以此解决二维平面及跨时间平面的追踪定位问题［13-14］。在本研究中，采取三维斑点追踪技术同样可以检测到心脏体积、左心室功能变化。但同时在CT及三维斑点追踪显像中均发现治疗后的LVEF明显降低。这说明同步放化疗治疗时间尚短，心脏自身具有一定抵抗能力，其体积总体未受到明显影响。但高能量辐射仍会对心脏心室壁运动、心室壁厚度产生一定影响，降低左心室壁运动功能，减少LVEF［15-17］。

为深入分析CT及三维斑点追踪技术在同步放化疗后的研究价值，本研究分析不同疗效患者之间的影像学指标差异，发现不同组别之间的影像学手段重合的心脏指标均无明显差异，但有效组LVPT水平低于无效组。在CT结果中，仅发现不同疗效组之间的LVPT水平有差异，而在三维斑点追踪显像中射血分数三维径向应变评价指标的GRS、GCS、GLS、GAS均存在差异，有效组GRS水平高于无效组，GCS、GLS、GAS低于无效组。这说明采用三维斑点追踪技术可以更加直观地观察和评价食管癌同步放化疗与心脏射血之间的关系。此外将以上指标纳入ROC分析，发现GRS、GCS、GLS、GAS及LVPT均对化疗效果具有预测价值，其中三维斑点追踪技术各项参数的联合检测预测价值最高，其诊断敏感度为100.00%。LVPT反映出左室整体不同步程度，表明放化疗后患者左右心室的同步性观察可在一定程度上反映治疗效果。但左心室心肌呈斜内螺旋、环形中层和斜外螺旋结构，三维斑点追踪技术对心肌细胞动态变化的观察清晰度更高，其检测指标对疗效的预测价值也更高。

综上来看，三维斑点追踪技术相较CT而言可以更加准确地观察食管癌同步放化疗中心脏体积及左心室功能改变情况，同时通过心脏各项指标的检测初步评估和预测临床疗效，为临床制定下一步治疗措施提供相关影像学依据。