能谱CT定量参数在评估中晚期食管癌放疗早期疗效中的应用研究*

宋勤红，刘彩云，刘庆富，段 新，拾 博，杨洪义，王 强

1.无锡市惠山区中医医院影像科，江苏 无锡 214000；2.徐州市肿瘤医院放疗科，江苏 徐州 221000

食管癌（EC）是常见的恶性肿瘤，约80%～90%EC为食管鳞状细胞癌（ESCC），因不具有典型临床症状而不易早期发现，诊断时已是中晚期，5 年生存率仅为15%～25%［1-2］。放疗是治疗中晚期食管癌的主要方法之一，但疗效差异较大［3］。根据肿瘤治疗前后最大直径变化评估实体瘤的疗效标准RECIST 1.1版是目前评估食管癌临床疗效的主要方法［4］，但有一定的局限性，因为治疗后数周甚至数月内可能存在局部肿瘤组织水肿或形成的疤痕掩盖瘤灶实际体积变化情况，导致评估不准确，而肿瘤组织转移和生长的重要因素是肿瘤血管、微血管的生长。在放疗、放化疗等治疗过程中，比肿瘤体积大小变化更早的是肿瘤微循环、微小血管的改变。因此，评估食管癌放疗早期疗效应结合反映肿瘤微血管生成等功能变化信息。目前，可评估肿瘤微血管情况的影像学检查主要包括能谱CT 成像、正电子发射计算机断层显像（PET-MRI）或正电子发射计算机断层扫描（PET-CT），MR 灌注成像等［5-7］。能谱CT可通过碘基值、能谱曲线等定量参数综合分析量化肿瘤微循环状态，即可宏观显示肿瘤解剖结构关系，碘基成像亦可获得癌灶内碘浓度值，与肿瘤最大标准化摄取值、血流灌注参数等均存在相关性［5-7］，碘浓度值、能谱曲线不仅可评估肿瘤血供，而且在化放疗前后或靶向治疗前后亦有明显变化［8］。文献研究［9-12］发现，能谱CT 成像可更敏感地评估晚期胃癌、中晚期肺癌早期化疗疗效及肝细胞癌经皮肝动脉化疗栓塞疗效。但能谱CT 成像是否能评估中晚期食管癌放疗早期疗效还不清楚。本研究通过比较中晚期ESCC放疗有效组与无效组治疗前后的能谱CT定量参数值的差异，探讨能谱CT定量参数评估中晚期ESCC早期放疗疗效的价值，现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年7月—2020年6月徐州市肿瘤医院行能谱CT 检查的87 例中晚期ESCC 患者作为研究对象。纳入标准：不愿或不宜手术切除、预行首次放疗的中晚期ESCC患者，且入组前未经任何抗肿瘤治疗；在放疗前后均行能谱CT 的能谱模式检查；年龄超过18 岁；肿瘤协作组体能状态评分［13］（EGCO）0～2分，骨髓、肝肾功能、心肺功能可承受放疗。排除标准：放疗开始后因任何原因放弃放疗和不愿意参加本研究；临床及影像资料不完整。本研究已通过徐州市肿瘤医院医学伦理委员会批准，所有入组患者均签署知情同意书。

1.2 检查方法

所有患者均于放疗前与放疗结束后3 个月行能谱CT（Dis-covery CT-750HD，GE，美国）双期增强，在扫描过程中高低管电压（140 KV、80 KV瞬时切换）、600 mA的管电流、0.984∶1 的螺距、0.6～0.8 s、经肘静脉以4.5 mL/s的速率注射碘佛350（17.5 mgI/mL）70 mL～90 mL ，再用40 mL 注射生理盐水冲洗血管，在上腔静脉上选择感兴趣区并设置50 HU 为检测阈值、达到阈值后延迟6 s 行触发扫描；将厚层、薄层图像（层厚、层间距分别为5 mm、1 mm）传输至CT工作站（ADW4.7）。

1.3 图像分析方法

先在工作站上对所有入组患者进行匿名处理，再由两名影像科医生采用GSI Viewer软件独立观察放疗前后能谱图像得出诊断结果。充分利用重建技术、碘基图像70 Kev单能量图像等观察分析放疗前后食管癌灶的变化，并在癌灶显示最佳层面测量冠状面、横断面、矢状面最长径（若最长径不在同一平面，分节段划取最长径，最后取和），在动脉期、静脉期碘基图像上画取癌灶及胸主动脉感兴趣区（ROI）及40 Kev、100 Kev单能量图像上勾画癌灶ROI测量定量参数，要求：避开癌灶缺血坏死区、管腔及病灶边缘，至少划取3个感兴趣区，取定量参数平均值作为最后结果。放疗后（参考放疗前区域）测量碘含量。根据病灶碘含量除以胸主动脉碘含量计算动静脉期标准化碘含量（NICVP）及根据（CT40 Kev～CT100 Kev）/60 计算能谱曲线斜率（λAP、λVP）。根据（碘含量放疗后-碘含量放疗前）／碘含量放疗前×100%计算放疗前后碘含量变化率（碘含量变化率）。放疗前后ROI尽量保持一致。并随访患者早期放疗疗效。

1.4 放疗方案

由放疗科医师根据影像显示病灶范围勾画大体肿瘤边界及可疑转移淋巴结，临床靶区在大体肿瘤范围外扩（上下30 mm、轴向5～8 mm），计划靶区在临床靶区范围外扩5 mm，并适当修改（若危及邻近器官：心脏平均剂量≤30 Gy，全肺V20≤30%，V5≤60%，肺平均剂量≤15 Gy，脊髓最大剂量≤45 Gy），淋巴引流区不进行勾画。以每次2 Gy，每周5 次，28～32 次完成56～64 Gy 作为95%放疗计划靶体积（PTV）的处方剂量。

1.5 近期疗效评价

根据RECIST 1.1版实体肿瘤评价标准［14-15］，完全缓解（CR）：放疗后3 个月胸部CT 及钡餐图像与放疗前基线图像比较所有癌灶及目标淋巴结（体积超过l 000 mm3的淋巴结）均消失；部分缓解（PR）：放疗后3 个月影像图像较放疗前基线癌灶冠状位、横轴位、矢状位最长径之和缩小大于30%；疾病进展（PD）：放疗后3 个月影像图像较放疗前基线癌灶最长径之和增大超过20%或新的癌灶出现；疾病稳定（SD）：放疗后3 个月癌灶较放疗前基线癌灶最长径之和有所退缩或有所增长，但未达到PR 或PD。参考既往研究［14］及临床实践评估标准，根据把CR 和PR计为放疗有效（有效组），即放疗敏感，PD和SD计为无效（无效组），即放疗抵抗。

1.6 统计学方法

采用SPSS 22.0 软件进行统计分析。计量资料以均数±标准差（BZ_12_2050_543_2065_576）表示，组间比较采用t检验。计数资料以例数和百分比（%）表示，组间比较采用χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 中晚期ESCC患者临床资料情况

87例中晚期ESCC患者中，男性61例、女性26例，平均年龄（63.92±6.36）岁；有效组69 例，其中男性48 例、女性21例，平均年龄（63.45±8.55）岁；无效组18例，其中男性13 例、女性5 例，平均年龄（64.17±5.52）岁。肿瘤区（GTV）在两组间存在统计学差异，性别、年龄、肿瘤位置、TNM 分期（根据AJCC 第8 版）［17］及放疗剂量比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 中晚期ESCC患者临床资料情况

2.2 中晚期ESCC患者癌灶CT碘成像定量参数情况

有效组与无效组放疗后动脉期、静脉期肿瘤碘含量及其相应的标准化碘含量较放疗前均减低，但有效组减低更明显，放疗前后碘含量的变化率在有效组和无效组间差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 中晚期ESCC患者癌灶CT碘成像定量参数情况

2.3 放疗前CT碘成像定量参数预测ESCC放疗疗效的能力

以放疗疗效作为因变量，以放疗前动脉期碘含量、静脉期碘含量及NICAP、NICVP 及λAP、λVP 为自变量行logistic 回归分析，见表3。采用ROC 曲线分析放疗前NICVP 和λVP 新变量预测ESCC 放疗近期疗效的曲线下面积分别为0.728、0.774、0.786，新变量预测放疗疗效的曲线下面积最大，但NICVP 与λVP、λVP 与新变量、NICVP与新变量AUC 比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表4。

表3 放疗近期疗效的多因素分析

表4 放疗前NICVP及λVP、新变量预测中晚期ESCC放疗疗效的分析结果

3 讨论

3.1 能谱CT碘基成像的优势

常规CT、上消化道造影只能通过观察肿瘤大小变化等解剖信息评估放化疗疗效，却不能提供肿瘤生物活性代谢信息。功能影像学包括：能谱CT 的碘基物质图像、磁共振动态增强扫描（DEC-MRI）及弥散加权成像（DWI），PET-CT 等。因为以下几方面原因MRI 不能成为评估ESCC放疗早期疗效的常规检查：（1）心脏跳动，呼吸运动导致食管位置不固定。（2）大动脉流动产生的血管流空效应影响图像清晰度。（3）食管位于后纵隔，因线圈接收器敏感度降低，信噪比降低，图像质量差。（4）食管癌同时累及颈段、胸段时，不能使用同一线圈，若分开扫描，不但增加工作量，而且不能连续观察图像。（5）食管癌累及胸下段食管时，呼吸运动幅度大，图像质量差。（6）检查时间长，年老体弱或重症患者不能长时间屏气，图像质量差。（7）幽闭综合征患者或体内存在金属植入物的患者均不适合MRI检查。PET-CT对ESCC放疗疗效评估的差异性比较大，且其价格比较昂贵而不能成为临床常规检查项目［14-15］。胃镜、超声内镜检查（EUS）、超声内镜穿刺检查（EUS-FNA）属于侵入性操作，患者比较痛苦，文献报道［15］约14%～25%患者食管腔狭窄，腔镜无法进入。能谱CT 因检查时间短，检查方便，适用于各类患者，是目前临床上使用最为广泛的检查项目之一，在评估肿瘤周围局部浸润、远处转移方面等提供诊断依据，且定量测定放疗前后癌灶碘含量（CT 造影剂的主要成分是碘）的变化可准确评估癌灶肿瘤微血管及癌细胞的存活情况［4］。能谱CT 碘基图像可通过组织器官碘含量的细微改变敏感地反映该组织的血流动力学变化，可显示少量异常血供，可预测肿瘤分化程度，而且对碘剂分布差异的敏感性高，少量细微碘剂分布改变即可导致肉眼可辨的灰度变化，这有利于提高微小病灶的检出率，可对肿瘤血运及存活情况进行准确评估，还可评估肿瘤抗血管生成疗效及评估病变治疗后的疗效［7］。

3.2 ESCC放疗前后CT碘成像定量参数的变化

与放疗前癌灶碘含量相比，放疗后均有不同程度降低，但有效组更明显，与周西等［9］通过定量测量肝细胞癌肝动脉化疗栓塞术治疗前后碘含量结果相似，有效组放疗抑制癌灶血管化程度较无效组更明显，癌灶更易缺血坏死，破坏肿瘤的微血管更明显、使其数量减少、癌灶血供减少，因此依赖于血管生成而生长的肿瘤组织明显被抑制。本研究结果显示，放疗前后静脉期碘含量的变化大于动脉期，可能与ESCC 癌灶强化特点相关，血流灌注早期（动脉期）进入癌灶的造影剂较少，血流平衡期（静脉期）更多的造影剂进入癌灶，静脉期可能更真实准确的反映癌灶的微小血管情况及血供情况，提示静脉期碘含量可能更准确反映早期放疗疗效。这与化疗前后动静脉期碘含量变化与肿瘤消退程度具有显著相关［12］，在一定程度上反映化疗破坏癌灶微血管及细胞的程度部分相仿。有效组放疗前NICVP和λVP与放疗疗效相关且偏回归系数为正，即随着NICVP和λVP值增加，放疗有效概率增加，处于高灌注状态的肿瘤对放疗更敏感，肿瘤内血供丰富，放疗射线易在肿瘤内蓄积，更易杀伤细胞，肿瘤低灌注状态易导致组织缺氧，缺氧细胞易产生放疗抵抗［10］。有效组放疗前能谱曲线斜率高于无效组，这可能与血供相对丰富的癌组织、增强后碘造影剂含量高与低Kev时CT值较高相关［10］。

综上所述，放疗前后静脉期碘含量的变化在一定程度上反映放疗前后癌灶的微血管及血供的变化，能谱CT 定量参数NICVP 和λVP 可预测晚期ESCC 放疗近期疗效。放疗前NICVP和λVP值越高，放疗有效的可能性越大。