能譜CT定量參數(shù)在評(píng)估中晚期食管癌放療早期療效中的應(yīng)用研究*

宋勤紅，劉彩云，劉慶富，段 新，拾 博，楊洪義，王 強(qiáng)

1.無錫市惠山區(qū)中醫(yī)醫(yī)院影像科，江蘇 無錫 214000；2.徐州市腫瘤醫(yī)院放療科，江蘇 徐州 221000

食管癌（EC）是常見的惡性腫瘤，約80%～90%EC為食管鱗狀細(xì)胞癌（ESCC），因不具有典型臨床癥狀而不易早期發(fā)現(xiàn)，診斷時(shí)已是中晚期，5 年生存率僅為15%～25%［1-2］。放療是治療中晚期食管癌的主要方法之一，但療效差異較大［3］。根據(jù)腫瘤治療前后最大直徑變化評(píng)估實(shí)體瘤的療效標(biāo)準(zhǔn)RECIST 1.1版是目前評(píng)估食管癌臨床療效的主要方法［4］，但有一定的局限性，因?yàn)橹委熀髷?shù)周甚至數(shù)月內(nèi)可能存在局部腫瘤組織水腫或形成的疤痕掩蓋瘤灶實(shí)際體積變化情況，導(dǎo)致評(píng)估不準(zhǔn)確，而腫瘤組織轉(zhuǎn)移和生長(zhǎng)的重要因素是腫瘤血管、微血管的生長(zhǎng)。在放療、放化療等治療過程中，比腫瘤體積大小變化更早的是腫瘤微循環(huán)、微小血管的改變。因此，評(píng)估食管癌放療早期療效應(yīng)結(jié)合反映腫瘤微血管生成等功能變化信息。目前，可評(píng)估腫瘤微血管情況的影像學(xué)檢查主要包括能譜CT 成像、正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像（PET-MRI）或正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層掃描（PET-CT），MR 灌注成像等［5-7］。能譜CT可通過碘基值、能譜曲線等定量參數(shù)綜合分析量化腫瘤微循環(huán)狀態(tài)，即可宏觀顯示腫瘤解剖結(jié)構(gòu)關(guān)系，碘基成像亦可獲得癌灶內(nèi)碘濃度值，與腫瘤最大標(biāo)準(zhǔn)化攝取值、血流灌注參數(shù)等均存在相關(guān)性［5-7］，碘濃度值、能譜曲線不僅可評(píng)估腫瘤血供，而且在化放療前后或靶向治療前后亦有明顯變化［8］。文獻(xiàn)研究［9-12］發(fā)現(xiàn)，能譜CT 成像可更敏感地評(píng)估晚期胃癌、中晚期肺癌早期化療療效及肝細(xì)胞癌經(jīng)皮肝動(dòng)脈化療栓塞療效。但能譜CT 成像是否能評(píng)估中晚期食管癌放療早期療效還不清楚。本研究通過比較中晚期ESCC放療有效組與無效組治療前后的能譜CT定量參數(shù)值的差異，探討能譜CT定量參數(shù)評(píng)估中晚期ESCC早期放療療效的價(jià)值，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2018年7月—2020年6月徐州市腫瘤醫(yī)院行能譜CT 檢查的87 例中晚期ESCC 患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：不愿或不宜手術(shù)切除、預(yù)行首次放療的中晚期ESCC患者，且入組前未經(jīng)任何抗腫瘤治療；在放療前后均行能譜CT 的能譜模式檢查；年齡超過18 歲；腫瘤協(xié)作組體能狀態(tài)評(píng)分［13］（EGCO）0～2分，骨髓、肝腎功能、心肺功能可承受放療。排除標(biāo)準(zhǔn)：放療開始后因任何原因放棄放療和不愿意參加本研究；臨床及影像資料不完整。本研究已通過徐州市腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有入組患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

所有患者均于放療前與放療結(jié)束后3 個(gè)月行能譜CT（Dis-covery CT-750HD，GE，美國(guó)）雙期增強(qiáng)，在掃描過程中高低管電壓（140 KV、80 KV瞬時(shí)切換）、600 mA的管電流、0.984∶1 的螺距、0.6～0.8 s、經(jīng)肘靜脈以4.5 mL/s的速率注射碘佛350（17.5 mgI/mL）70 mL～90 mL ，再用40 mL 注射生理鹽水沖洗血管，在上腔靜脈上選擇感興趣區(qū)并設(shè)置50 HU 為檢測(cè)閾值、達(dá)到閾值后延遲6 s 行觸發(fā)掃描；將厚層、薄層圖像（層厚、層間距分別為5 mm、1 mm）傳輸至CT工作站（ADW4.7）。

1.3 圖像分析方法

先在工作站上對(duì)所有入組患者進(jìn)行匿名處理，再由兩名影像科醫(yī)生采用GSI Viewer軟件獨(dú)立觀察放療前后能譜圖像得出診斷結(jié)果。充分利用重建技術(shù)、碘基圖像70 Kev單能量圖像等觀察分析放療前后食管癌灶的變化，并在癌灶顯示最佳層面測(cè)量冠狀面、橫斷面、矢狀面最長(zhǎng)徑（若最長(zhǎng)徑不在同一平面，分節(jié)段劃取最長(zhǎng)徑，最后取和），在動(dòng)脈期、靜脈期碘基圖像上畫取癌灶及胸主動(dòng)脈感興趣區(qū)（ROI）及40 Kev、100 Kev單能量圖像上勾畫癌灶ROI測(cè)量定量參數(shù)，要求：避開癌灶缺血壞死區(qū)、管腔及病灶邊緣，至少劃取3個(gè)感興趣區(qū)，取定量參數(shù)平均值作為最后結(jié)果。放療后（參考放療前區(qū)域）測(cè)量碘含量。根據(jù)病灶碘含量除以胸主動(dòng)脈碘含量計(jì)算動(dòng)靜脈期標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（NICVP）及根據(jù)（CT40 Kev～CT100 Kev）/60 計(jì)算能譜曲線斜率（λAP、λVP）。根據(jù)（碘含量放療后-碘含量放療前）／碘含量放療前×100%計(jì)算放療前后碘含量變化率（碘含量變化率）。放療前后ROI盡量保持一致。并隨訪患者早期放療療效。

1.4 放療方案

由放療科醫(yī)師根據(jù)影像顯示病灶范圍勾畫大體腫瘤邊界及可疑轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)，臨床靶區(qū)在大體腫瘤范圍外擴(kuò)（上下30 mm、軸向5～8 mm），計(jì)劃靶區(qū)在臨床靶區(qū)范圍外擴(kuò)5 mm，并適當(dāng)修改（若危及鄰近器官：心臟平均劑量≤30 Gy，全肺V20≤30%，V5≤60%，肺平均劑量≤15 Gy，脊髓最大劑量≤45 Gy），淋巴引流區(qū)不進(jìn)行勾畫。以每次2 Gy，每周5 次，28～32 次完成56～64 Gy 作為95%放療計(jì)劃靶體積（PTV）的處方劑量。

1.5 近期療效評(píng)價(jià)

根據(jù)RECIST 1.1版實(shí)體腫瘤評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)［14-15］，完全緩解（CR）：放療后3 個(gè)月胸部CT 及鋇餐圖像與放療前基線圖像比較所有癌灶及目標(biāo)淋巴結(jié)（體積超過l 000 mm3的淋巴結(jié)）均消失；部分緩解（PR）：放療后3 個(gè)月影像圖像較放療前基線癌灶冠狀位、橫軸位、矢狀位最長(zhǎng)徑之和縮小大于30%；疾病進(jìn)展（PD）：放療后3 個(gè)月影像圖像較放療前基線癌灶最長(zhǎng)徑之和增大超過20%或新的癌灶出現(xiàn)；疾病穩(wěn)定（SD）：放療后3 個(gè)月癌灶較放療前基線癌灶最長(zhǎng)徑之和有所退縮或有所增長(zhǎng)，但未達(dá)到PR 或PD。參考既往研究［14］及臨床實(shí)踐評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)把CR 和PR計(jì)為放療有效（有效組），即放療敏感，PD和SD計(jì)為無效（無效組），即放療抵抗。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（BZ_12_2050_543_2065_576）表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和百分比（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 中晚期ESCC患者臨床資料情況

87例中晚期ESCC患者中，男性61例、女性26例，平均年齡（63.92±6.36）歲；有效組69 例，其中男性48 例、女性21例，平均年齡（63.45±8.55）歲；無效組18例，其中男性13 例、女性5 例，平均年齡（64.17±5.52）歲。腫瘤區(qū)（GTV）在兩組間存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，性別、年齡、腫瘤位置、TNM 分期（根據(jù)AJCC 第8 版）［17］及放療劑量比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 中晚期ESCC患者臨床資料情況

2.2 中晚期ESCC患者癌灶CT碘成像定量參數(shù)情況

有效組與無效組放療后動(dòng)脈期、靜脈期腫瘤碘含量及其相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)化碘含量較放療前均減低，但有效組減低更明顯，放療前后碘含量的變化率在有效組和無效組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見表2。

表2 中晚期ESCC患者癌灶CT碘成像定量參數(shù)情況

2.3 放療前CT碘成像定量參數(shù)預(yù)測(cè)ESCC放療療效的能力

以放療療效作為因變量，以放療前動(dòng)脈期碘含量、靜脈期碘含量及NICAP、NICVP 及λAP、λVP 為自變量行l(wèi)ogistic 回歸分析，見表3。采用ROC 曲線分析放療前NICVP 和λVP 新變量預(yù)測(cè)ESCC 放療近期療效的曲線下面積分別為0.728、0.774、0.786，新變量預(yù)測(cè)放療療效的曲線下面積最大，但NICVP 與λVP、λVP 與新變量、NICVP與新變量AUC 比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表4。

表3 放療近期療效的多因素分析

表4 放療前NICVP及λVP、新變量預(yù)測(cè)中晚期ESCC放療療效的分析結(jié)果

3 討論

3.1 能譜CT碘基成像的優(yōu)勢(shì)

常規(guī)CT、上消化道造影只能通過觀察腫瘤大小變化等解剖信息評(píng)估放化療療效，卻不能提供腫瘤生物活性代謝信息。功能影像學(xué)包括：能譜CT 的碘基物質(zhì)圖像、磁共振動(dòng)態(tài)增強(qiáng)掃描（DEC-MRI）及彌散加權(quán)成像（DWI），PET-CT 等。因?yàn)橐韵聨追矫嬖騇RI 不能成為評(píng)估ESCC放療早期療效的常規(guī)檢查：（1）心臟跳動(dòng)，呼吸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致食管位置不固定。（2）大動(dòng)脈流動(dòng)產(chǎn)生的血管流空效應(yīng)影響圖像清晰度。（3）食管位于后縱隔，因線圈接收器敏感度降低，信噪比降低，圖像質(zhì)量差。（4）食管癌同時(shí)累及頸段、胸段時(shí)，不能使用同一線圈，若分開掃描，不但增加工作量，而且不能連續(xù)觀察圖像。（5）食管癌累及胸下段食管時(shí)，呼吸運(yùn)動(dòng)幅度大，圖像質(zhì)量差。（6）檢查時(shí)間長(zhǎng)，年老體弱或重癥患者不能長(zhǎng)時(shí)間屏氣，圖像質(zhì)量差。（7）幽閉綜合征患者或體內(nèi)存在金屬植入物的患者均不適合MRI檢查。PET-CT對(duì)ESCC放療療效評(píng)估的差異性比較大，且其價(jià)格比較昂貴而不能成為臨床常規(guī)檢查項(xiàng)目［14-15］。胃鏡、超聲內(nèi)鏡檢查（EUS）、超聲內(nèi)鏡穿刺檢查（EUS-FNA）屬于侵入性操作，患者比較痛苦，文獻(xiàn)報(bào)道［15］約14%～25%患者食管腔狹窄，腔鏡無法進(jìn)入。能譜CT 因檢查時(shí)間短，檢查方便，適用于各類患者，是目前臨床上使用最為廣泛的檢查項(xiàng)目之一，在評(píng)估腫瘤周圍局部浸潤(rùn)、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移方面等提供診斷依據(jù)，且定量測(cè)定放療前后癌灶碘含量（CT 造影劑的主要成分是碘）的變化可準(zhǔn)確評(píng)估癌灶腫瘤微血管及癌細(xì)胞的存活情況［4］。能譜CT 碘基圖像可通過組織器官碘含量的細(xì)微改變敏感地反映該組織的血流動(dòng)力學(xué)變化，可顯示少量異常血供，可預(yù)測(cè)腫瘤分化程度，而且對(duì)碘劑分布差異的敏感性高，少量細(xì)微碘劑分布改變即可導(dǎo)致肉眼可辨的灰度變化，這有利于提高微小病灶的檢出率，可對(duì)腫瘤血運(yùn)及存活情況進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，還可評(píng)估腫瘤抗血管生成療效及評(píng)估病變治療后的療效［7］。

3.2 ESCC放療前后CT碘成像定量參數(shù)的變化

與放療前癌灶碘含量相比，放療后均有不同程度降低，但有效組更明顯，與周西等［9］通過定量測(cè)量肝細(xì)胞癌肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)治療前后碘含量結(jié)果相似，有效組放療抑制癌灶血管化程度較無效組更明顯，癌灶更易缺血壞死，破壞腫瘤的微血管更明顯、使其數(shù)量減少、癌灶血供減少，因此依賴于血管生成而生長(zhǎng)的腫瘤組織明顯被抑制。本研究結(jié)果顯示，放療前后靜脈期碘含量的變化大于動(dòng)脈期，可能與ESCC 癌灶強(qiáng)化特點(diǎn)相關(guān)，血流灌注早期（動(dòng)脈期）進(jìn)入癌灶的造影劑較少，血流平衡期（靜脈期）更多的造影劑進(jìn)入癌灶，靜脈期可能更真實(shí)準(zhǔn)確的反映癌灶的微小血管情況及血供情況，提示靜脈期碘含量可能更準(zhǔn)確反映早期放療療效。這與化療前后動(dòng)靜脈期碘含量變化與腫瘤消退程度具有顯著相關(guān)［12］，在一定程度上反映化療破壞癌灶微血管及細(xì)胞的程度部分相仿。有效組放療前NICVP和λVP與放療療效相關(guān)且偏回歸系數(shù)為正，即隨著NICVP和λVP值增加，放療有效概率增加，處于高灌注狀態(tài)的腫瘤對(duì)放療更敏感，腫瘤內(nèi)血供豐富，放療射線易在腫瘤內(nèi)蓄積，更易殺傷細(xì)胞，腫瘤低灌注狀態(tài)易導(dǎo)致組織缺氧，缺氧細(xì)胞易產(chǎn)生放療抵抗［10］。有效組放療前能譜曲線斜率高于無效組，這可能與血供相對(duì)豐富的癌組織、增強(qiáng)后碘造影劑含量高與低Kev時(shí)CT值較高相關(guān)［10］。

綜上所述，放療前后靜脈期碘含量的變化在一定程度上反映放療前后癌灶的微血管及血供的變化，能譜CT 定量參數(shù)NICVP 和λVP 可預(yù)測(cè)晚期ESCC 放療近期療效。放療前NICVP和λVP值越高，放療有效的可能性越大。