雙源雙能量CT在晚期胃癌患者化療療效評價中的應用價值研究

石 磊 張 歡 潘自來 劉歡歡 張 素 杜聯(lián)軍 丁 蓓宋 琦 凌華威 劉 博 陳克敏 嚴福華

胃癌是我國常見的惡性腫瘤之一，手術(shù)是目前可能治愈胃癌的唯一手段,但約2/3的患者在確診時已屬不可切除的進展期,即使是早期胃癌根治術(shù)的患者,術(shù)后復發(fā)及轉(zhuǎn)移率也很高[1]。對于不能手術(shù)的局部進展以及遠處轉(zhuǎn)移的晚期胃癌, 研究證明化療較最佳支持治療更能夠為患者帶來生存獲益從而改善患者的生活質(zhì)量[2]。另外，及時了解藥物療效對于每個患者的治療的優(yōu)化以及避免不必要的系統(tǒng)毒性、花費和治療的延誤是非常重要的。目前對于腫瘤化療療效的評價主要采用國際上通用的實體腫瘤評價標準（RECIST）標準，通過腫瘤在CT或MRI上尺寸的減少來判斷藥物的有效程度[3]。對于化療療效的評價，主要通過影像學的方式。研究發(fā)現(xiàn)，通過CT、磁共振成像及PETCT，對胃癌形態(tài)和功能的成像對于化療的療效均能夠準確有效的評估[4-6]。

近來，雙源雙能量CT成像為近年來發(fā)展起來的新的CT成像技術(shù)。雙源CT能夠同時采集兩種不同的能量電子的數(shù)據(jù)，即在一次螺旋掃描中同時獲得100kVp和Sn140kVp的CT數(shù)據(jù)，并經(jīng)進一步后處理得到碘圖來進行組織中碘含量的測定[7]。組織中碘的含量可以反映其血供，從而使其成為評估化療療效的一個明確的生物學標記。雙能量CT成像技術(shù)在肺栓塞肺灌注成像[8]、結(jié)石等物質(zhì)成分分析[9]及血管成像[10]方面具有獨特的優(yōu)勢，但目前尚無關(guān)于雙能量碘圖評價胃癌化療療效能力的相關(guān)研究報道。本研究旨在初步評估運用雙源雙能CT測量胃癌病灶碘值在晚期不可切除胃癌患者化療療效評價方面的臨床應用價值。

方 法

1.一般資料

收集2011年7月～2012年3月間我院13例進展期胃癌患者，其中男性7例，女性6例，平均年齡62歲（38～76歲）。人選標準：病例均經(jīng)胃鏡下活檢組織病理學診斷，全部經(jīng)影像學及其他臨床征象確定為不可切除或轉(zhuǎn)移性胃癌，其中1例為CT發(fā)現(xiàn)盆腔種植轉(zhuǎn)移，3例為CT發(fā)現(xiàn)肝臟轉(zhuǎn)移，4例為CT發(fā)現(xiàn)后腹膜多發(fā)淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，2例為CT發(fā)現(xiàn)大網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移，1例開腹術(shù)中發(fā)現(xiàn)病灶與周圍結(jié)構(gòu)廣泛粘連，2例CT發(fā)現(xiàn)病灶與周圍結(jié)構(gòu)廣泛粘連。所有患者既往未經(jīng)系統(tǒng)治療，無化療禁忌。所有患者接受三個療程奧沙利鉑聯(lián)合法瑪新+希羅達化療(EOX方案)，化療前后行常規(guī)單能量平掃及雙源雙能量CT雙期增強掃描。其中有兩例患者在第二次療程結(jié)束時進行了一次常規(guī)單能量平掃及雙源雙能量CT雙期增強掃描，即化療前中后各行一次掃描。

2.掃描方案

本研究所有患者均采用Def inition Flash（Siemens Medical Solution，F(xiàn)orcheim，Germany）多層螺旋CT機掃描。所有患者掃描前禁食6～8h，檢查前l(fā)5min內(nèi)飲用溫開水800～1000ml。取仰臥位，行平掃加雙期動態(tài)增強掃描。經(jīng)肘靜脈注射非離子型對比劑(Uhravist，Germany)，用量按1．5ml／kg體重計算，速率3ml／s。注射對比劑后40s開始掃描動脈晚期，門脈期70s；其中增強兩期采用雙能模式掃描，管電壓分別為100kVp及Sn140kVp，管電流分別為230mAs及178mAs，開啟實時動態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)(combined application reduce exposure, CARE) Dose 4D，準直器32×0.6mm，旋轉(zhuǎn)時間0.5s，螺距0.6。平掃及動脈晚期掃描范圍包括整個胃部及肝臟，門脈期包括全腹部及盆腔。掃描得到100kVp、Sn140kVp圖像，重建層厚1.5mm，層間距1.5mm，卷積核值D36f。

3.圖像后處理方法

分別將動脈晚期和門脈期的100kVp及140kVp圖像調(diào)入Syngo MMWP VE36A工作站（Siemens Medical Solutions）雙能軟件中，得到橫斷面、冠狀面及矢狀面線性融合圖像（融合系數(shù)0.5），經(jīng)Liver VNC程序處理得到碘圖。利用多平面圖像，在橫斷面、冠狀面及矢狀面分別找到病灶最大層面后測量腫瘤長徑，取三者中最大值為腫瘤最長徑，測量3次取平均值。在碘圖中測量病灶及病灶水平主動脈碘值，選擇顯示病灶最佳的3個層面，劃定病灶的感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，取三者的平均碘值。同時選取與病灶同一水平的主動脈劃定ROI，得到主動脈的平均碘值。最后，為去除不同病人對比劑的注射速率、劑量及循環(huán)所造成的碘值差異，病灶平均碘值除以相同水平主動脈的平均碘值，作為標準化過程。即標準化碘值=病灶碘值／同期相同層面主動脈碘值。

4.圖像評價方法

病灶最長徑縮小率計算公式為最長徑縮小率=（化療前腫瘤最長徑-化療后腫瘤最長徑)／化療前腫瘤最長徑×100%。

病灶碘值減少率計算公式為碘值減少率=(化療前標準化碘值-化療后標準化碘值比率)／化療前標準化碘值×100%。

其中，根據(jù)RECIST標準，化療反應由化療前后評估病灶最長徑改變決定。如果某病灶的最長徑有30%或者更大的縮小，則認為其療效較好組；除此以外為療效較差組。

5.放射劑量

為了對比雙源雙能量CT的放射劑量，我們隨機選擇了26例在該機器采用單能量模式行腹部三期CT掃描的患者。每例患者在檢查時由機器自動生成容積CT劑量指數(shù)（CT dose index, CTDIvol）。CTDIvol能夠反映整個掃描容積中的平均劑量。

6.統(tǒng)計方法

采用SPSS11．0統(tǒng)計軟件包進行分析，以病灶最長徑改變?yōu)闃藴?，兩組間化療前病灶碘值及兩組間化療前后病灶碘值減少率采用獨立樣本t檢驗，所有病人化療前后碘值采用配對t檢驗。雙能量CT與單能量CT放射劑量的差異采用獨立樣本t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

根據(jù)RECIST標準，化療療效較好組有5例，療效較差組有8例。化療后所有病人病灶的標準化碘值明顯小于化療前（0.51±0.11 vs. 0.37±0.09，P＜0.01）?；熐隘熜л^好組的病灶標準化碘值在動脈晚期明顯高于反應較差組病灶標準化碘值（P=0.01），而門脈期差異沒有顯著差異（P＞0.05)。治療前兩組病灶大小沒有明顯差異（P＞0.05)（見表1）。在動脈晚期和門脈期療效良好組病灶碘值減少率均明顯大于療效較差組(動脈晚期：(47±13)% vs. (5±19)%，P＜0.01；門脈期：(41±18)% vs. (17±10)%，P＜0.02）（表2；圖1，2）。

雙能量掃描與單能量掃描放射劑量的差異見表3。其中，門脈期雙能量與單能量CT的CTDIvol無顯著性差異（P=0.21），而動脈期CTDIvol及增強兩期CTDIvol的總和，在兩種掃描方式間有明顯差異（P＜0.01，P=0.03)，雙能量CT掃描具有更低的掃描劑量。

在化療前中后分別進行過三次掃描的兩例患者中，第二次掃描時，較化療前病灶最長徑縮小率分別為4%和7%，動脈晚期碘值減少率分別為26%和5%，門脈期碘值減小率分別為20%和1%；第三次掃描時，較化療前病灶最長徑縮小率分別為35%和-11%，動脈晚期碘值減少率分別為43%和-33%，門脈期碘值減小率分別為53%和-26%。

圖2 男性，67歲，胃癌大網(wǎng)膜轉(zhuǎn)移，化療前后雙能量CT掃描療效對比。A.化療前病灶最長徑為11.4cm；B.化療后病灶最長徑為11.5cm；C.化療前病灶標準化碘值為0.21；D.化療后病灶標準化碘值為0.28。病灶最長徑縮小率為-1%＜30%，化療療效較差，碘值減少率為-33%。碘值減少率明顯小于圖1療效較好組病人，并且化療前病灶標準化碘值也明顯小于化療較好組病人。

表1 化療前兩組病灶標準化碘值及大小比較

表2 化療前后兩組病灶碘值減小率的比較

表3 雙能量掃描與單能量掃描CTDIvol（mGy）的比較

討 論

胃癌病死率占我國惡性腫瘤死亡的首位[11]。對于胃癌的治療，手術(shù)是其首選的治療方法，但是對于影像學檢查高度懷疑或經(jīng)活檢證實的3級或4級淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、腫瘤侵犯或包繞主要大血管以及出現(xiàn)遠處轉(zhuǎn)移或腹膜轉(zhuǎn)移的患者，化療仍是其主要治療方法[12]。對于化療療效的評價，通常采用影像學方法來進行評估。在化療早期采用無創(chuàng)性的影像學方法評價療效對于臨床實踐有特殊意義，其能夠指導臨床用藥，提出個體化治療方案，以及避免不必要的花費。目前被廣泛接受的為2000年Therasse提出的RECIST標準，該方法通過腫瘤形態(tài)學的變化來考察化療療效[3]。

雙源CT采用雙能掃描模式，可以得到一系列的衍生圖像，包括碘圖、虛擬平掃圖像、單能譜圖像及非線性融合圖像。其中，在碘圖中所測量到的碘值能夠精確反映病灶內(nèi)碘的分布和攝取情況，從而確定病灶血供及血管的情況?；熕幬锬軌蚴鼓[瘤細胞產(chǎn)生變性壞死、黏膜水腫、間質(zhì)炎癥和纖維化等改變，還具有抗血管生成作用[13]。這些均會導致病灶的血供減少，對碘的攝取減少。所以碘值能夠在組織學上反映化療藥物的療效。為了去除不同個體之間體循環(huán)的差異，我們選取了病灶同一層面主動脈的碘值最為參照，將病灶碘值除以同期相同水平的主動脈碘值作為最終反映病灶碘分布的情況。

本研究表明，碘值在兩組病人治療前后都有所減少，這說明了化療藥物對兩組胃癌患者都產(chǎn)生了作用，然而，在縱向?qū)Ρ戎?，治療前碘值較低的胃癌病例在治療后更容易被分到療效較差組。較低的碘值代表病灶血供較差，這會減少抗癌藥物向病灶的運輸，最終可能導致病灶對于化療的敏感性較低。兩組間碘值的改變率顯示出了明顯的不同。療效良好組病灶碘值減小率明顯高于療效較差組。這說明依據(jù)碘值減少率對胃癌患者化療療效評價和傳統(tǒng)的形態(tài)學方法相符合，可作為常規(guī)臨床應用方法。

在我們的研究中，有兩例病人在化療前中后分別進行三次雙源雙能量CT的增強掃描，其中一例療效較好患者在化療的早期碘值即出現(xiàn)了減小，而此時病灶大小并無明顯變化，該結(jié)果是否有統(tǒng)計學意義仍需擴大樣本量來進一步研究。

在放射劑量方面，對于腹部增強雙期的CTDIvol總和，雙能量掃描模式（22.70mGy）低于常規(guī)單能量掃描模式（26.04mGy），差異有統(tǒng)計學意義。并且，雙能量掃描模式還能夠得到虛擬平掃圖像。虛擬平掃與普通平掃相比具有更高的信噪比、相似的病灶檢出性能，如果采用虛擬平掃圖像來代替常規(guī)平掃圖像，能夠進一步降低30.5%～35.1%的放射劑量[14-15]。

本研究還存在很多不足。第一，本次研究的病人均無法行手術(shù)治療，最終結(jié)果未得到病理學明確診斷，而病理學的相關(guān)研究會有助于碘值的改變與化療前后腫瘤細胞構(gòu)成之間的相關(guān)性得到進一步明確。第二，胃的膨脹程度及蠕動的不同會使得病灶最長徑的測量出現(xiàn)一定的誤差。第三，本次研究的樣本量較少，仍需進一步更大樣本、更長期的觀察研究。

總之，采用雙源雙能量CT作為檢查手段，通過碘圖來對病灶碘值的測量與計算能夠科學、有效地幫助臨床預測及評估晚期胃癌患者的化療療效。