雙層探測器光譜CT 對晚期肺癌患者化療近期療效的評估價值

吳美紅，李小虎，盛 茂，陳杏彪，李若梅，張 繼

（1.合肥市第二人民醫院（安徽醫科大學附屬合肥醫院）影像中心，安徽 合肥 230011；2.安徽醫科大學第一附屬醫院放射科，安徽 合肥 230000；3.飛利浦醫療臨床科研部，上海 200070）

肺癌在全球發病率及死亡率高居前列，非小細胞肺癌（Non-small cell lung cancer，NSCLC）約占肺癌的80%～85%[1-2]，約75%患者在就診時已屬晚期[3]?；熓峭砥贜SCLC 患者主要治療方法之一，如何及時準確地評估化療效果，對患者治療方案的選擇及預后的判斷尤為重要。目前臨床對肺癌化療療效的評估廣泛采用實體腫瘤治療療效評估標準RECIST 1.1[4]，它是通過CT 成像比較治療前后腫瘤最大徑來判斷其療效，僅考慮了腫瘤的大小，卻忽略了腫瘤的內部變化。雙層探測器光譜CT 不僅可獲得常規CT圖像，同時亦可獲得多種單能量圖像及不同物質分離圖像，在觀察腫瘤大小變化的同時，又可以定量觀測腫瘤內部組織結構及血流動力學等微觀改變，從而更加準確全面的判斷患者的化療療效。本研究通過對比分析化療前后腫瘤各指標的變化情況與RECIST 1.1 標準的相關性，從而評估光譜CT 對晚期NSCLC 化療療效的評估價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2021 年2—10 月43 例在我院經病理證實并擬行化療的晚期NSCLC 患者的臨床及影像資料，其中男34 例，女9 例，男女比例約4:1，年齡52～84歲，平均（70.92±8.56）歲?；颊叻謩e于化療前1 周內及化療1 療程結束后1 周內行光譜CT 胸部增強掃描。本研究經合肥市第二人民醫院倫理委員會批準。

納入標準：①經病理證實為晚期NSCLC；②患者化療前1 周內及化療1 療程結束后1 周內均行光譜CT 胸部增強掃描。排除標準：①患者臨床及影像資料不全；②化療前后肺內原發病灶實性成份無法測量；③患者初次檢查前對肺內腫瘤已行相關治療。

1.2 掃描方法

43 例患者均使用雙層探測器光譜CT（IQon CT，Philips Healthcare）進行胸部雙期增強掃描，掃描前訓練患者呼吸，掃描范圍自胸廓入口至膈肌水平，包括全部肺野。掃描期像包括平掃、動脈期（Arterial phase，AP）及靜脈期（Venous phase，VP）。掃描參數管電壓120kVp，自動管電流，層厚及層距5.0mm。使用高壓注射器經肘靜脈注射對比劑60～80 mL，流速3.0 mL/s。掃描結束后原始數據被重建成常規120 kVp 的混合能量圖和光譜基圖像（Spectral Based Image，SBI）（重建層厚1 mm，層間距1 mm）。

1.3 數據的測量

將所有圖像傳至飛利浦后處理工作站，記錄患者年齡、性別、臨床分期、病理類型、分化程度以及化療方案等。測量并記錄化療前后原發腫瘤的最大橫截面積最長徑，平掃、動脈期及靜脈期CT 值，原發腫瘤動、靜脈期碘濃度（Iodine concentration，IC）、40 keV CT 值及能譜曲線斜率（Slope of spectral curve，λ），氣管分叉水平主動脈碘濃度（Iodine concentration of aorta，AIC）等。測量時將感興趣區（Region of interest，ROI）放置于病灶實性成份中，ROI 面積盡可能最大，盡量避開病灶內血管、壞死囊變區、出血及鈣化區域，連續測量3 個層面并取平均值。測量平掃及增強圖像上所勾畫的ROI 大小和位置保持一致。對所得數據進行計算：

強化程度：△CTAP/VP=CTAP/VP-CT平掃

標準化碘濃度（Normalized iodine concentration，NIC）=LIC病灶/AIC主動脈

能譜曲線斜率：λ=（CT40keV-CT100keV）/60

1.4 療效評價

按照RECIST 1.1 標準，根據放療效果將患者分為有效組和無效組，有效組包括完全緩解和部分緩解，無效組包括疾病穩定和疾病進展。

1.5 統計學分析

采用SPSS 22.0 統計軟件，有效組以及無效組治療前后各指標的比較采用配對樣本t 檢驗，治療前兩組各指標的比較、治療后兩組各指標的比較在符合正態分布的情況下均采用獨立樣本t 檢驗，不符合正態分布的計量資料采用非參數檢驗，計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05 代表差異有統計學意義。

2 結果

43 例患者中有效組19 例，無效組24 例。其中鱗癌26 例，腺癌17 例；臨床分期Ⅲ期18 例，Ⅳ期25 例；中低分化24 例，高分化19 例?；煼桨福孩倥敛┝⒅閱慰?卡鉑9 例；②多西他賽+順鉑5 例；③吉西他濱+卡鉑/順鉑13 例；④培美曲賽+卡鉑16 例。

有效組與無效組患者年齡、性別、病理類型、分化程度及臨床分期差異均無明顯統計學意義（P＞0.05）。治療前有效組NICAP較無效組高，且差異有統計學意義（P=0.008），ROC 曲線分析顯示NICAPAUC為0.711，以0.098 為診斷閾值，其預測化療療效的敏感度及特異度分別為73.7%和62.5%。治療前兩組△CTAP、△CTVP、ICAP、ICVP、CT40keVAP、CT40keVVP及λAP、λVP以及NICVP差異均無明顯統計學意義（P＞0.05）。治療后有效組與無效組各指標差異均無明顯統計學意義（P＞0.05）。治療后有效組各指標均有不同程度降低，有效組治療前后ICAP、CT40keVAP、λAP及NICAP差異均有統計學意義（P＜0.05）（圖1，2），其余指標差異無明顯統計學意義（P＞0.05）。治療后無效組各指標呈輕度升高或不變，但無效組治療前后各指標差異均無明顯統計學意義（P＞0.05），見表1。

圖1a～1c 男，71 歲，鱗癌，化療前增強動脈期圖像。圖1a：常規CT 圖像示右肺上葉不規則實性占位灶，最長徑約5.9 cm，CT 值約77.8 HU；圖1b：碘密度圖示病灶實性成分碘濃度1.78 mg/mL；圖1c：能譜曲線圖經計算λ=2.08。Figure 1a～1c.Male,71 years old,squamous cell carcinoma,enhanced arterial phase images before chemotherapy.Figure 1a:Conventional CT image shows an irregular solid mass in the upper lobe of the right lung,the longest diameter is about 5.9 cm,and the CT value is about 77.8 HU;Figure 1b: The iodine density map shows that the iodine concentration of the solid component of the lesion is 1.78 mg/mL;Figure 1c: Energy spectrum curve shows λ=2.08.

圖2a～2c 同圖1 同一患者，化療后增強動脈期圖像。圖2a：常規CT 圖像示右肺上葉病灶明顯縮小，最長徑約3.5 cm，CT 值約31.5 HU；圖2b：碘密度圖示病灶實性成分碘濃度0.60 mg/mL；圖2c：能譜曲線圖經計算λ=0.67。Figure 2a～2c.Same case as Figure 1,arterial phase image after chemotherapy.Figure 2a: Conventional CT image shows that the lesion in the upper lobe of the right lung is significantly reduced,the longest diameter is about 3.5 cm,and the CT value is about 31.5 HU;Figure 2b: The iodine density map shows that the iodine concentration of the solid component of the lesion is 0.60 mg/mL;Figure 2c: Energy spectrum curve λ=0.67.

表1 有效組與無效組治療前后能譜CT 參數的比較

3 討論

雙層探測器光譜CT 是使用立體雙層探測器，以釔為基礎的上層探測器探測低能光子，以硫氧化釓為基礎的下層探測器探測高能光子，從而能區分一束X 射線中的高、低能量數據，將所得信息整合可得到120 kVp 常規混合能量圖像，利用投影-空間分解技術亦可生成不同單能級圖像及物質分離圖像，實現了“同時、同源、同向”的能譜成像[5-6]。碘密度圖可以定量分析增強病灶內碘造影劑的攝取，進而反映放化療前后血供的變化，可進行療效評估。能譜曲線反映了物質的能量衰減特性，不同的能譜曲線代表不同的結構和病理類型，展現了病灶之間的差異。已有研究表明，碘濃度、能譜曲線斜率等能譜參數與肺癌分化程度、病理類型、生物學行為具有相關性，對肺癌的放化療療效評估具有一定的價值[7]。

目前臨床上對腫瘤療效的評估主要根據實體腫瘤治療反應評價標準RECIST 1.1，僅考慮了腫瘤的形態學變化，而忽略了腫瘤內部微環境的改變，但由于腫瘤體積的變化往往需要數周甚至數月，且病灶周圍的炎性充血反應及纖維組織增生等原因，從而造成化療療效的誤判。光譜CT 通過對病灶能譜曲線及碘濃度的變化定量測量與分析，及早的反映了病灶的血供及微環境的變化，為臨床療效的評估提供更多的信息[8-9]。

本研究結果顯示，治療前有效組NICAP明顯高于無效組，表明NICAP對晚期NSCLC 化療療效有一定的預測價值，經過ROC 曲線分析顯示NICAPAUC為0.711，以0.098 為診斷閾值，其預測化療療效的敏感度及特異度分別為73.7%和62.5%。治療后有效組ICAP、CT40keVAP、λAP、NICAP均下降，以NICAP最明顯，NIC 為腫瘤的碘濃度與主動脈碘濃度的比值，在一定程度上減少了個體差異的影響，是更為客觀的評價指標[10]。治療后無效組各指標呈輕度升高或不變，但無效組治療前后各指標差異均無明顯統計學意義。

目前國內外學者對能譜CT 在晚期NSCLC 非手術治療療效的評估方面的研究較多，如Baxa 等[11]報道了能譜CT 對晚期NSCLC 患者靶向治療的療效評估，認為有效組靶向治療后動、靜脈期IC 均有不同程度下降，且靜脈期IC 下降更明顯，差異有統計學意義。朱巧等[12]報道了34 例晚期NSCLC 患者化療后有效組動脈期NIC 及靜脈期NIC 均降低，且差異具有統計學意義。并且研究顯示治療前靜脈期NIC、靜脈期λ，對預測化療療效有一定價值。于芹等[13]報道了雙能光譜CT 對34 例肺腺癌患者化療療效的評估價值，結果顯示有效組患者治療后動脈期λ，動脈期NIC 均降低，且差異具有統計學意義。無效組患者治療后動脈期NIC 較治療前明顯升高且差異有統計學意義。以上報道雖多，但研究均基于寶石能譜CT 及雙源雙能量CT，對于雙層探測器光譜CT 在肺癌方面的研究較少。

綜上所述，雙層探測器光譜CT 定量分析可及早的反映病灶的血供及微環境的變化，對晚期NSCLC 患者化療近期療效的評估具有一定的臨床價值，且治療前腫瘤動脈期NIC 對化療療效有一定的預測價值。