双能CT的定量参数对直肠癌新辅助治疗疗效的评估价值

方 著，李 杭 ，袁 艺， 张 凤 ，周芸慧 ，蒲 红

(1.川北医学院，四川 南充 637000；2.四川省医学科学院·四川省人民医院放射科，四川 成都 610072)

新辅助治疗是局部进展期直肠癌(locally advanced rectal cancer, LARC)的标准治疗模式[1]。新辅助治疗后不同患者的反应具有差异，10%～40%的患者表现为完全缓解[2],但有20%左右的患者对新辅助治疗不敏感，不仅会引起药物所致的毒副反应，甚至还会延误患者病情[3,4]。常规影像检查方法如MRI、CT及超声等主要以形态学改变为主要诊断依据，然而由于新辅助治疗后肿瘤及其周围组织发生水肿及纤维化，对评估疗效具有一定的局限性[5]。双能CT除了可以反映肿瘤密度，还可以反映肿瘤对碘对比剂的摄取制作出能谱曲线，计算不同物质独有的双能量指数等，可以在新辅助治疗后更准确的反映血流动力学及能量相关的评价指标[6,7]。本研究旨在探讨双能量CT的定量参数对局部进展期直肠癌患者新辅助治疗后疗效的评估价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料2021年1月至2021年12月我院收治的直肠腺癌患者21例，纳入标准：①经病理学活检确诊为直肠腺癌；② 所有患者在手术切除前均接受新辅助治疗; ③在nCRT前后均行腹部双能CT增强扫描检查。排除标准：①双能CT图像资料不完整；②图像质量较差无法进行测量；③既往接受过直肠手术或盆腔放、化疗者。其中男15例， 女6例，年龄36 ～77岁[(57.55 ±5.07)岁]。

1.2 新辅助治疗患者接受同步放射治疗(50.4 Gy/28次，5.5周)和卡培他滨(江苏恒瑞医药，国药准字H20133365)(865 mg/m2, bid)1～5个周期的同步化疗。根据患者具体情况选择四种化疗方案中的一种：①6～8个疗程的奥沙利铂(江苏恒瑞医药，国药准字：H20050962)和卡培他滨(XELOX)；②3～6个疗程的卡培他滨；③3～6个疗程的奥沙利铂+亚叶酸(江苏恒瑞医药，国药准字：H20000418)+5-氟尿嘧啶(远大医药，国药准字：H42021566)(mFOLFOX6)；④6个疗程的5-氟尿嘧啶和亚叶酸。在完成新辅助治疗后6～8周接受全直肠系膜切除术。

1.3 检查方法检查前1小时嘱患者用开塞露帮助排空直肠内大便，适当扩张肠腔以便更清晰显示病灶， 提前15 min肌内注射盐酸山莨菪碱10 mg。机型为西门子SOMATOM Force，对比剂：碘佛醇注射液(320 mgI/ml)，60 ml(1.2 ml/kg)，流速3.0～4.5 ml/s，在双能CT扫描模式下行双期增强扫描。扫描参数：管电压 100 kV/150 SnkV，管电流采用自动毫安 ( mA) 技术，球管转速 0.25 s/rot，螺距 0.7，准直器64 × 0.625 mm。扫描结束后分别传至工作站。

1.4 图像收集两位影像诊断医师在不知病理的情况下独立采用全肿瘤体积勾画法为感兴趣区，在双能CT图像上对新辅助治疗前后的定量参数进行测定，包括新辅助治疗前后动静脉期造影剂含量、标准化碘浓度(nIC)、电子云密度(Rho)、有效原子序数(effictive-Z)、双能量指数(double energy index,DEI)及其变化率。其中nIC=病灶碘浓度/同层腹主动脉碘浓度。若新辅助治疗后无残余肿瘤或肿瘤退缩明显，则治疗后的感兴趣区参考治疗前肿瘤所在肠壁的感兴趣区进行勾画。

1.5 手术病理结果由一位经验丰富的病理学家评估直肠肿瘤的退缩情况，根据术后病理肿瘤退缩分级(tumor regression grading, TRG)标准评估[8]。根据术后病理学缓解情况[8]，分为完全缓解组3例(肿瘤退缩分级TRG 0)和未完全缓解组18例(肿瘤退缩分级TRG 1～3)；有效治疗组6例(肿瘤退缩分级TRG 0～1)和无效治疗组15例(肿瘤退缩分级TRG 2～3)。

1.6 统计学方法采用 SPSS 20.0 统计软件进行数据分析。计算组内相关系数(ICC)评估观察者间的一致性。满足正态分布的数据采用独立样本t检验，不满足正态分布的数据采用 Mann- WhitneyU检。不同定量参数的诊断效能绘制受试者工作特征曲线 ，以曲线下面积(AUC)表示。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 观察者组间一致性分析两名诊断医师对上述30个参数值独立的进行测量，获得了较好的组间一致性，ICC值为0.841～0.998。

2.2 不同定量参数值评估新辅助治疗后疗效的诊断效能治疗前动脉期Rho、治疗前静脉期Rho、动脉期Rho变化率、静脉期nIC变化率在新辅助治疗后有效治疗组和无效治疗组中差异有统计学意义(P<0.05)，其在区分部分缓解和无效治疗组中的AUC值见表1。静脉期双能量指数变化率、静脉期Z变化率、治疗前动脉期造影剂含量、治疗前静脉期造影剂含量、治疗后静脉期造影剂含量、治疗前动脉期Rho在新辅助治疗后完全缓解组和非完全缓解组中差异有统计学意义(P<0.05)，其在区分完全缓解组和非完全缓解组中的AUC值见表2。当治疗后静脉期造影剂含量值为21.45时，其在区分完全缓解和非完全缓解组的诊断效能最高，其AUC为0.769，敏感性为83.3%，特异性为66.7%。

表1 不同定量参数在区分部分缓解组和无效治疗组的诊断效能

表2 不同定量参数在区分完全缓解组和未完全缓解组组的诊断效能

3 讨论

准确评估新辅助治疗后直肠癌患者的退缩情况对于个体化治疗方案的制定具有重要的临床价值。目前主要采用MRI及内镜综合评估的方式对新辅助治疗后疗效进行评估，但MRI因其定量指标易受多种因素影响，且禁忌证较为宽泛，费用高昂等原因，存在一定局限性[9]。有研究表明，双能CT的定量参数值对新辅助治疗的疗效评价具有一定的价值[10～12]。

Rho一个单位像素内电子数量的多少[13]。Rho是一个相对于水的标准化值，其最大的作用是反应感兴趣区内的等效阻滞力[14]。目前电子云密度多应用于放射治疗领域，对放射剂量进行定量的参数计算中最重要一步，即确定放疗区域内组织的Rho。Woisetschläger等[15]利用双能CT的定量参数对甲状旁腺腺瘤进行诊断，结果表明正常的甲状旁腺组织静脉期的Rho值显著高于甲状旁腺腺瘤。王敬铎等[16]发现Rho值在结直肠癌高中低分化三组中差异无统计学意义。李冠等[17]发现双能CT后处理所得的电子云密度能够在术前有效预测肾肿瘤与肾周的脂肪粘连。本研究发现，治疗前动脉期电子云密度、治疗前静脉期电子云密度及动脉期电子云密度变化率在评估新辅助治疗后有效和无效的AUC值分别为0.685、0.801、0.806。分析原因可能是由于肿瘤组织在新辅助治疗后纤维化，等效阻滞力增加，从而导致电子云密度降低。

本研究发现静脉期标准化碘浓度变化率在评估新辅助治疗后有效和无效的AUC值为0.898。治疗前动脉期造影剂含量、治疗前静脉期造影剂含量、治疗后静脉期造影剂含量在新辅助治疗后完全缓解组和非完全缓解组中差异有统计学意义，其评估新辅助治疗后完全缓解和非完全缓解的AUC值为分别为0.597、0.667、0.769。Al-Najami等[18]研究表明，静脉期nIC和造影剂含量变化率可用以评价直肠癌的疗效。Sauter等[19]发现直肠癌新辅助治疗后碘浓度值显著降低。有研究发现[20]相比传统的CT值变化率，静脉期造影剂含量变化率在预测进展期胃癌新辅助治疗后完全缓解的价值更高。本研究结果与上述研究结果相符，分析原因可能是由于新辅助治疗后肿瘤内新生血管显著减少，肿瘤细胞摄取碘的能力降低，双能CT可以测定肿瘤组织碘含量，从而推测出肿瘤的退缩情况。虽然静脉期nIC变化率同样能够反映碘浓度情况，且在评估新辅助治疗后有效和无效中表现出较高的诊断效能，但其在新辅助治疗后完全缓解和非完全缓解组中差异无统计学意义，因此无法用于评估直肠癌患者新辅助治疗后是否获得完全缓解。究其原因可能是本研究中完全缓解样本量较少，而未完全缓解的样本量较大。因此其在评估完全缓解方面的临床意义值得进一步研究。

本研究还存在一定的局限性：①本研究为回顾性研究。②本研究样本量较小，且完全缓解的患者所占的比例较小。③受CT软组织分辨率的影响，勾画感兴趣区时无法完全避开囊变坏死区。因此本研究结果还需要在多中心、大样本数据下进一步验证。综上，双能CT的定量参数值能对直肠癌患者新辅助治疗后进行疗效评估。静脉期标准化碘浓度变化率在评估新辅助治疗是否有效方面表现出较高的诊断效能，而治疗后静脉期造影剂含量值在评估治疗是否达到完全缓解方面具有较高的诊断效能，有望为临床及直肠癌患者的个性化治疗效果评价提供更多有价值的信息。