能譜CT參數(shù)變化預(yù)測放射及化學(xué)治療中晚期非小細(xì)胞肺癌效果

劉 斌,沈 健,萬立野,方 躍,張冠男,劉 莉,杜智穎

(1.承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科,2.神經(jīng)內(nèi)科,3.腫瘤內(nèi)科,4.中心實驗室,河北 承德 067000)

多數(shù)非小細(xì)胞肺癌(non-small cell lung cancer, NSCLC)確診時已處于中晚期,應(yīng)接受以放射及化學(xué)治療(放化療)為主的綜合治療;及時評估療效有助于制定及調(diào)整后續(xù)治療方案[1]。臨床主要采用MRI、CT、PET/CT等評估放化療效果,均難以準(zhǔn)確反映腫瘤內(nèi)部血供變化[2-3]。能譜CT可從形態(tài)學(xué)、功能學(xué)等多角度評估NSCLC[4],利用其參數(shù)——能譜曲線斜率(k)、碘濃度(iodine concentration, IC)等可定量評估組織成分、反映組織血流灌注[5]。本研究觀察能譜CT參數(shù)變化預(yù)測放化療用于中晚期NSCLC效果的價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 前瞻性納入2020年2月—2022年8月承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院119例中晚期NSCLC患者,男64例、女55例,年齡57～78歲、平均(68.24±4.51)歲;體質(zhì)量指數(shù)(body mass index, BMI)20～27 kg/m2、平均(23.11±2.53)kg/m2;病程0.5～2.5年、平均(1.36±0.43)年;其中大細(xì)胞癌29例、鱗狀細(xì)胞癌60例、腺癌30例;TNM分期Ⅲ期73例、Ⅳ期46例;均于放化療前、1個及3個周期后接受胸部CT檢查。排除標(biāo)準(zhǔn):①嚴(yán)重肺氣腫等其他肺部疾病;②嚴(yán)重感染;③惡性胸腔積液;④蒙特利爾認(rèn)知評估異常;⑤存在血常規(guī)、心肝腎等實驗室檢查異常;⑥因病灶大范圍壞死等而無法勾畫ROI;⑦合并其他良惡性腫瘤。本研究經(jīng)院倫理委員會批準(zhǔn)。檢查前所有患者及其家屬均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Revolution 256排512層螺旋CT儀,囑患者仰臥,先以管電壓100 kVp、自動調(diào)制管電流(290～650 mA)行常規(guī)胸部平掃CT,再以病變?yōu)橹行男腥文茏V雙期增強掃描:經(jīng)肘前靜脈以3.5～5.0 ml/s流率注入碘海醇對比劑[350 mgI/ml,用量(ml)=BMI×2.5,范圍56～80 ml],跟注20 ml生理鹽水,于20 s后開始掃描,共采集16次圖像,包括流入期10次、流出期6次;于25 s、50 s行雙期能譜增強掃描,采用能譜CT Assist、螺旋掃描模式,自動調(diào)制管電流(290～650 mA),管電壓100 kVp,螺距0.992∶1,層厚5 mm,層間距5 mm。以50%自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建算法-V重建圖像,重建層厚1.25 mm,層間距1.25 mm。

1.3 圖像后處理分析 將圖像上傳至ADW4.7工作站,以GSI Viewer軟件分析能譜數(shù)據(jù),獲得病灶40～140 keV單能量水平CT值;計算其動脈期、靜脈期不同能量階段k及IC,即動脈期k40～70 keV、k40～100 keV、k40～140 keV、靜脈期k40～70 keV、k40～100 keV、k40～140 keV、動脈期IC及靜脈期IC。

1.4 放化療 于首日及第8日予長春瑞濱(25 mg/m2體表面積)、1～3日予順鉑(25 mg/m2體表面積)靜脈滴注,以3周為1個周期,行2個周期誘導(dǎo)化療;之后同時予3個周期化療(方案同前)及調(diào)強放療,設(shè)5～7個照射野,逆向優(yōu)化,處方劑量60～66 Gy(每次2 Gy);于第2個周期始予腫瘤生物免疫治療。

1.5 評估療效 以靶病灶全部消失、病理性淋巴結(jié)短徑<10 mm為完全緩解;所有靶病灶長徑之和減小≥30%、無新發(fā)病灶為部分緩解;新發(fā)病灶或所有靶病灶長徑≥5 mm且增加≥20%為進(jìn)展;介于進(jìn)展與部分緩解之間為穩(wěn)定。將完全緩解、部分緩解歸為有效,進(jìn)展及穩(wěn)定歸為無效。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 23.0統(tǒng)計分析軟件。以±s表示符合正態(tài)分布且方差齊的計量資料,組間行獨立樣本t檢驗,組內(nèi)行重復(fù)測量資料方差分析,兩兩比較行配對t檢驗。以Spearman秩相關(guān)系數(shù)表示能譜CT參數(shù)與放化療效果的相關(guān)性。以年齡、性別、BMI等臨床資料及3個周期后能譜CT參數(shù)為自變量,以療效為因變量(有效=0,無效=1),應(yīng)用逐步后退法行l(wèi)ogistic回歸分析,篩選療效獨立預(yù)測因素。繪制受試者工作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲線,計算曲線下面積(area under the curve, AUC),分析治療后能譜CT參數(shù)降低值預(yù)測療效的價值,并以DeLong檢驗比較。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

119例中晚期NSCLC 中,42例治療有效(有效組),77例治療無效(無效組)。

2.1 能譜CT參數(shù) 治療前組間各能譜CT參數(shù)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P均>0.05)。治療1個及3個周期后,有效組動脈期k40～70 keV、動脈期k40～100 keV、靜脈期k40～70 keV、動脈期IC及靜脈期IC均低于無效組(P均<0.05)。有效組內(nèi),1個及3個周期后動脈期k40～70 keV、動脈期k40～100 keV、靜脈期k40～70 keV、動脈期IC及靜脈期IC均低于治療前(P均<0.05);3個周期后動脈期k40～70 keV、動脈期k40～100 keV、動脈期IC及靜脈期IC低于1個周期后(P均<0.05)。無效組治療后參數(shù)與治療前無顯著差異(P均>0.05)。見表1及圖1、2。

圖2 患者女,65歲,NSCLC(無效組) A、B.治療前胸部軸位CT圖示左肺23 mm×43 mm病灶并勾畫ROI; C、D.3個周期放化療后病灶未見明顯變化并勾畫ROI (紅色區(qū)域為病灶ROI)

表1 放化療有效與無效NSCLC能譜CT參數(shù)變化

有效組1個及3個周期后動脈期k40～70 keV、動脈期k40～100 keV、靜脈期k40～70 keV、動脈期IC及靜脈期IC的降低值(1個周期后分別為1.48±0.35、0.99±0.30、1.15±0.32、5.64±1.75及5.91±1.89,3個周期后分別為1.99±0.42、1.32±0.31、1.27±0.40、8.00±2.26及7.88±2.05)均高于無效組(1個周期后分別為0.08±0.02、0.10±0.03、0.15±0.04、0.49±0.11及0.74±0.23,3個周期后分別為0.14±0.04、0.22±0.07、0.24±0.06、0.64±0.20及0.86±0.21)(P均<0.001)。

2.2 相關(guān)性及回歸分析 1個(r=0.775、0.584、0.774、0.781、0.807,P均<0.001)及3個周期后(r=0.836、0.783、0.846、0.791、0.819,P均<0.001)NSCLC動脈期k40～70 keV、動脈期k40～100 keV、靜脈期k40～70 keV、動脈期IC及靜脈期IC降低值均與療效呈正相關(guān);3個周期后動脈期k40～70 keV、動脈期k40～100 keV、靜脈期k40～70 keV、動脈期IC及靜脈期IC均為放化療治療NSCLC效果的獨立因素(P均<0.05),見表2。

表2 以治療3個周期后NSCLC能譜CT參數(shù)預(yù)測放化療效果的logistic回歸分析

2.3 預(yù)測效能 聯(lián)合1個周期后各能譜CT參數(shù)降低值預(yù)測療效的AUC為0.930,優(yōu)于單一參數(shù)(Z=5.185～6.882,P均<0.05);聯(lián)合3個周期后各參數(shù)降低值預(yù)測療效的AUC為0.942,優(yōu)于各單一參數(shù)(Z=4.003～5.440,P均<0.05);且3個周期后聯(lián)合參數(shù)優(yōu)于1個周期后(Z=2.902,P<0.05)。

3 討論

能譜CT能客觀、準(zhǔn)確反映腫瘤與正常組織碘濃度差異[6-8];根據(jù)增強后碘濃度可量化組織對碘對比劑的攝取程度、反映病灶微循環(huán)狀態(tài)[9],利用能譜曲線又可評估物質(zhì)組成[10]。

本研究有效組治療1個及3個周期后雙期k40～70 keV、IC及動脈期k40～100 keV均低于無效組及自身治療前,提示上述能譜參數(shù)均能有效評估放化療用于NSCLC效果。能譜CT碘基圖能量化血管內(nèi)碘含量、反映增強后病變血供特點[11]。放化療可破壞腫瘤組織及血管內(nèi)皮細(xì)胞毒性、減少腫瘤新生血管生成,使組織攝碘量及碘分布減少;治療前后腫瘤大小及碘含量變化可反映病灶形態(tài)學(xué)及腫瘤內(nèi)微循環(huán)狀態(tài),進(jìn)而評估療效[12]。腫瘤內(nèi)存在大量不成熟微血管,腫瘤細(xì)胞可誘導(dǎo)血管生成因子高水平表達(dá),增加腫瘤組織毛細(xì)血管通透性及血管容積,動脈期對比劑快速滲入腫瘤組織,故攝碘較多[13];有效放化療后腫瘤增殖活性降低,腫瘤血供減少、毛細(xì)血管通透性降低,對比劑滲入較緩慢,組織攝碘較少。本研究治療1個及3個周期后,雙期k40～70 keV、IC及動脈期k40～100 keV降低值均與療效呈正相關(guān),且雙期k40～70 keV、IC及動脈期k40～100 keV均為療效的獨立預(yù)測因素。keV低水平圖像通過增加腫瘤組織與壞死、液化組織的對比度而凸顯其含碘量差異,可反映NSCLC內(nèi)部實性成分、壞死,增加評估療效的可信度[14]。

重建圖像時,應(yīng)用自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建算法-V更利于提高圖像質(zhì)量、降低輻射劑量[15]。在參數(shù)選擇方面,聯(lián)合應(yīng)用治療3個周期后各能譜CT參數(shù)降低值預(yù)測放化療療效的價值高于1個周期后,能為臨床預(yù)測放化療用于中晚期NSCLC近期效果提供參考。

綜上,能譜CT參數(shù)變化可預(yù)測放化療用于中晚期NSCLC效果。但本研究觀察時間有限,對能譜CT參數(shù)變化評估放化療用于中晚期NSCLC遠(yuǎn)期效果的價值有待進(jìn)一步探討。