張澤軼 趙衛(wèi)東
[摘要] 肝動(dòng)脈栓塞化療(TACE)是原發(fā)性肝癌首選非手術(shù)治療方法,TACE術(shù)后療效評(píng)估一直是研究的熱點(diǎn),本文就能譜CT對(duì)原發(fā)性肝癌TACE術(shù)后療效評(píng)估進(jìn)行綜述。
[關(guān)鍵詞] 原發(fā)性肝癌;肝動(dòng)脈栓塞化療;能譜成像;體層攝影
[中圖分類(lèi)號(hào)] R814.42 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1673-9701(2014)35-0149-03
原發(fā)性肝癌的發(fā)病率有逐年升高的趨勢(shì),我國(guó)是原發(fā)性肝癌的高發(fā)國(guó)家,肝癌發(fā)病率約占全球的55%,死亡率居第二位。原發(fā)性肝癌的病因尚未完全清楚,與多種因素協(xié)同作用有關(guān)。原發(fā)性肝癌早期癥狀不明顯,中、晚期可出現(xiàn)典型癥狀和體征。但多數(shù)患者已失去手術(shù)機(jī)會(huì),肝動(dòng)脈栓塞化療(TACE)成為非手術(shù)治療的首選方法。目前影像學(xué)方法對(duì)TACE術(shù)后療效的評(píng)估均有一定的局限性。能譜CT的多參數(shù)成像可為T(mén)ACE術(shù)后療效提供更全面的評(píng)價(jià)。
1 能譜CT的臨床應(yīng)用
能譜CT以雙能(80 kVp和140 kVp)瞬時(shí)切換為核心技術(shù),采用全新的硬軟件平臺(tái)[1]使能譜CT的多參數(shù)成像成為現(xiàn)實(shí),能譜CT的臨床應(yīng)用主要基于以下三個(gè)方面:高清成像、低劑量、能譜成像。
1.1 高清成像
能譜CT 采用寶石分子結(jié)構(gòu)探測(cè)器、動(dòng)態(tài)變焦球管、高壓發(fā)生器瞬時(shí)電壓切換技術(shù)、全新的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及迭代重建技術(shù)(ASiR),提高了空間分辨率和密度分辨率。傳統(tǒng)CT對(duì)手足肌腱解剖結(jié)構(gòu)顯示不清,能譜CT在65 KeV的圖像上可清晰顯示大多數(shù)肌腱結(jié)構(gòu)和疾病[2]。對(duì)小血管的顯示優(yōu)于傳統(tǒng)CT,冠脈直徑的分辨率達(dá)1 mm,可顯示肝臟7級(jí)細(xì)小血管。能譜CT的高清成像可顯示特定的解剖結(jié)構(gòu)和微小的腫瘤供血?jiǎng)用},為治療方案的制定提供參考。
1.2 低劑量成像
隨著CT 檢查的普及,CT輻射致癌風(fēng)險(xiǎn)得到了廣泛關(guān)注。張博等的研究表明普通CT檢查,照射劑量在30~90 mSv范圍內(nèi),可引起癌癥風(fēng)險(xiǎn)率增加[3]。研究表明在美國(guó)CT檢查帶來(lái)的電離輻射患癌風(fēng)險(xiǎn)由0.4%增加至1.5%~2.0%[4],如何降低CT檢查的輻射劑量,已日益引起人們的重視。能譜成像中的自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)(adaptive statistical iterative reconstruction,ASiR),利用迭代的方法對(duì)噪聲加以校正和抑制,在保證圖像質(zhì)量的前提下,全身平均掃描劑量下降約50%。能譜CT的冠脈成像,利用ASiR技術(shù)可使輻射劑量下降27%且圖像質(zhì)量也完全滿足診斷需要[5]。目前寶石能譜CT有0.11 mSv的世界最低劑量的病例報(bào)道,顯著降低了冠脈成像的照射劑量,使冠心病的早期篩查成為可能。
1.3 能譜成像
多參數(shù)成像是能譜CT的顯著特征,所涉及參數(shù)主要包括單能量圖像、能譜曲線、物質(zhì)分離圖像及有效原子序數(shù)。能譜CT的多參數(shù)成像可以提供更多診斷信息,在臨床上有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。①單能量圖像:能譜CT能提供40~140 KeV的101個(gè)單能量圖像,較低的單能量圖像可以提高密度分辨率,有助于病灶顯示,較高的單能量圖像會(huì)降低圖像的分辨率,但可去除金屬偽影。與傳統(tǒng)CT相比,能譜CT的單能量圖像有更好的圖像質(zhì)量,在臨床上有廣泛的應(yīng)用。傳統(tǒng)CT顱腦成像時(shí),由于受到線束硬化偽影的干擾,顱后窩結(jié)構(gòu)顯示欠佳。單能量圖像可有效消除硬化偽影,使顱后窩結(jié)構(gòu)顯示更加清晰。Lin等[6]的研究表明,與混合能量相比,70 KeV單能量圖像可以有效去除顱后窩的線束硬化偽影,具有更好的圖像質(zhì)量。65~70 KeV單能量圖像有最佳對(duì)比噪聲比(optimal CNR),圖像噪聲最低,結(jié)合單能CTPA圖像和物質(zhì)分離圖像,可以定量描述肺血流和灌注缺損情況,有助于肺動(dòng)脈栓塞的診斷[7]。CT圖像上的金屬偽影嚴(yán)重影響圖像質(zhì)量,干擾周?chē)Y(jié)構(gòu)顯示,能譜CT單能量成像結(jié)合去偽影技術(shù)(MARs),可以有效抑制金屬偽影,提高圖像質(zhì)量。研究表明[8]高KeV(110~140KeV)單能量圖像可以明顯減少金屬偽影,清晰顯示金屬植入物與周?chē)Y(jié)構(gòu)的關(guān)系。②能譜曲線:能譜基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)表明相同CT值的糖水、鹽水,其能譜曲線不同。能譜曲線反映了物質(zhì)能量衰減特性,而不同的組織結(jié)構(gòu)和病理類(lèi)型其能譜曲線也不同,相似的能譜曲線提示相同或類(lèi)似的組織結(jié)構(gòu)或病理類(lèi)型。因此能譜曲線可以應(yīng)用于鑒別腫瘤的來(lái)源、良惡性腫瘤的判斷和惡性腫瘤分級(jí)等方面。張曉鵬[9]研究表明胃癌與正常胃壁的能譜曲線不同,且肺癌患者轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)與原發(fā)病灶的能譜曲線高度相似,良性淋巴結(jié)的能譜曲線與原發(fā)灶的能譜曲線存在較大差異。林曉珠等[10]的研究表明能譜曲線有助于肝腎間隙腫瘤性質(zhì)的確定和腎癌Fuhrman核分級(jí)。③物質(zhì)分離與定量:能譜成像中,任何結(jié)構(gòu)或組織能通過(guò)兩種基物質(zhì)的組合產(chǎn)生相同的衰減效應(yīng),即任何物質(zhì)的X線衰減圖可以表達(dá)為兩種物質(zhì)的密度圖,醫(yī)學(xué)上最常用的是碘基圖和水基圖。能譜CT的碘基圖,對(duì)含碘對(duì)比劑敏感,常規(guī)CT上強(qiáng)化不明顯的小病灶,能譜CT可以清晰顯示病灶,從而提高小病灶的檢出率。能譜碘基圖可以直接測(cè)量甲狀腺中的碘含量,評(píng)估甲狀腺功能,對(duì)甲狀腺疾病的鑒別有一定的幫助[11]。研究報(bào)道碘基圖上碘含量的不同有助于胃癌的分型及TNM分期[12]。能譜CT碘基圖上碘含量,可以提高肝硬化診斷的靈敏度與特異度,并鑒別肝硬化的程度[13]。能譜CT的水基圖由于不含碘,可以代替平掃,使傳統(tǒng)三期掃描略去平掃,減少了輻射劑量,節(jié)約了掃描時(shí)間。
1.4 有效原子序數(shù)
有效原子序數(shù)是指某元素的X線吸收衰減系數(shù)與某化合物或混合物的吸收衰減系數(shù)相同,那么該元素的原子序數(shù)就是某化合物或混合物的有效原子序數(shù)。利用有效原子序數(shù)可以對(duì)CT值相近的物質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)化學(xué)分析。目前有效原子序數(shù)主要用于尿道結(jié)石成分的分析。常規(guī)CT對(duì)尿道結(jié)石成分的判定有一定的局限性,能譜CT的有效原子序數(shù)可以判定結(jié)石成分,確定腎結(jié)石類(lèi)型,有助于治療方案的確定[14]。endprint
2 原發(fā)性肝癌的流行病學(xué)及治療現(xiàn)狀
原發(fā)性肝癌(primary liver carcinoma,PLC)的發(fā)病率在全球范圍內(nèi)有增加趨勢(shì),居惡性腫瘤的第五位,死亡率居惡性腫瘤的第三位。我國(guó)的PLC發(fā)病率逐年升高,發(fā)病人數(shù)約占全球新發(fā)病例的55%[15],死亡率僅次于肺癌,位居第二,嚴(yán)重威脅著我國(guó)人民的健康[16]。原發(fā)性肝癌的病因尚未完全清楚,可能是多種因素共同作用結(jié)果,主要與病毒性肝炎、肝硬化、黃曲霉毒素及遺傳因素有關(guān)。原發(fā)性肝癌主要分為三型:肝細(xì)胞肝癌(hepatocellular carcinoma)、肝內(nèi)膽管細(xì)胞癌(cholangio carcinoma)、混合細(xì)胞型肝癌,以肝細(xì)胞癌為主,約占95%。原發(fā)性肝癌早期癥狀不明顯,出現(xiàn)典型癥狀和體征時(shí)一般已屬中、晚期。原發(fā)性肝癌的治療主要分為手術(shù)治療和非手術(shù)治療兩大類(lèi),手術(shù)治療是國(guó)內(nèi)外治療PHC的首選方法,是唯一可使患者長(zhǎng)期生存的方法[17]。手術(shù)有著嚴(yán)格的適應(yīng)證,不僅與腫瘤的大小、數(shù)目有關(guān),而且與肝功能的分級(jí)、肝硬化程度等有著密切關(guān)系[16],許多患者就診時(shí)已經(jīng)喪失手術(shù)機(jī)會(huì),適合手術(shù)的患者僅有20%~30%[18],而不能手術(shù)切除的原發(fā)性肝癌患者自然生存期僅3~6個(gè)月。原發(fā)性肝癌的非手術(shù)治療方法主要包括:經(jīng)導(dǎo)管肝動(dòng)脈栓塞化療(TACE)、射頻消融術(shù)(RA)、三維適形放療(3DCRT)、生物治療、分子靶向治療、中醫(yī)藥治療等。肝臟為雙重血供器官,75%~80%的血供由門(mén)靜脈供應(yīng),肝癌則90%~95%的血供來(lái)自肝動(dòng)脈,這成為T(mén)ACE治療PLC的理論基礎(chǔ)。自TACE用于治療PLC以來(lái),取得了良好的效果,適用于不能手術(shù)的中晚期患者以及由于其他原因不能或不愿接受手術(shù)者[19]。TACE的主要方法為:采用Seldinger法經(jīng)皮股動(dòng)脈穿刺進(jìn)入肝動(dòng)脈,行DSA檢查,觀察腫瘤的位置、大小及血供情況,再用微導(dǎo)管超選進(jìn)入靶動(dòng)脈,將化療藥物與碘油充分乳化,通過(guò)導(dǎo)管緩慢注入病灶,碘油用量(mL)按病灶直徑(cm)1:1配比,栓塞后再行DSA檢查,腫瘤血供大部中斷即可拔管。TACE治療總體是安全有效的,術(shù)后嚴(yán)重并發(fā)癥并不多見(jiàn),與年輕患者相比,老年患者TACE治療后并發(fā)癥發(fā)生率并未增加,生存率也未下降[20]。
3 原發(fā)性肝癌TACE治療后的能譜評(píng)價(jià)
目前TACE治療后近期療效主要是通過(guò)定期復(fù)查血常規(guī)、血生化、AFP(甲胎蛋白)值的變化及實(shí)體瘤治療反應(yīng)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(RECIST)[21]來(lái)評(píng)價(jià),均存在一定的局限性。遠(yuǎn)期療效通過(guò)3年內(nèi)生存率(1年、2年、3年生存率)來(lái)評(píng)價(jià)。目前雖然有擴(kuò)散加權(quán)成像(DWI)結(jié)合常規(guī)MRI和18F-FDG PET/CT對(duì)TACE療效的評(píng)價(jià)研究,但由于檢測(cè)費(fèi)用昂貴,臨床應(yīng)用受限。CT是TACE治療后療效評(píng)估的主要手段,常規(guī)CT主要是評(píng)價(jià)碘油在腫瘤內(nèi)的沉積情況,以及通過(guò)增強(qiáng)圖像與平掃圖像的對(duì)比評(píng)價(jià)非碘油沉積區(qū)的血供情況,由于受到高密度碘油的干擾,常使判斷不準(zhǔn)。而栓塞后腫瘤的血供是否消失,關(guān)系到患者是否需要再次進(jìn)行TACE治療及治療時(shí)機(jī)。能譜CT可以通過(guò)不同KeV下的CT值的改變、能譜曲線的變化、碘基圖上碘含量的變化來(lái)反映原發(fā)性肝癌治療前后病灶的變化,能譜CTA圖像可以準(zhǔn)確反映治療前后腫瘤供血?jiǎng)用}的變化。
3.1單能量CT值及能譜曲線對(duì)療效的評(píng)估
病灶經(jīng)過(guò)治療后腫瘤細(xì)胞發(fā)生壞死,這種變化導(dǎo)致CT值的改變,傳統(tǒng)CT是混合能量成像,物質(zhì)對(duì)X線的吸收系數(shù)不是一個(gè)固定值,所得CT值不能準(zhǔn)確反映組織真實(shí)的CT值,單能量圖像可以改善傳統(tǒng)CT所帶來(lái)的CT值漂移,得到準(zhǔn)確的CT值。通過(guò)測(cè)量治療前后非碘油沉積區(qū)上單能量CT值的改變可以在一定程度上反映病灶的變化情況。最佳單能量圖像上組織的對(duì)比度最高,可以優(yōu)化小病灶的顯示,可以有效避免常規(guī)CT對(duì)小病灶的漏診。研究表明[22]70 KeV是檢測(cè)小肝癌的最佳單能量水平。在70 KeV最佳單能量圖像上可以更清晰顯示TACE治療后是否有新病灶及病灶的數(shù)目,為進(jìn)一步治療提供指導(dǎo)。病灶經(jīng)過(guò)TACE治療后組織結(jié)構(gòu)均發(fā)生了改變,而不同的組織結(jié)構(gòu)和病理類(lèi)型,其能譜曲線也不相同,通過(guò)比較治療前后非碘油沉積區(qū)的能譜曲線斜率的變化,可以反映非碘油沉積區(qū)組織結(jié)構(gòu)的變化。
3.2 碘基圖對(duì)療效的評(píng)價(jià)
能譜CT的碘密度圖可以非常明確地顯示碘油沉積區(qū),準(zhǔn)確評(píng)估栓塞的范圍及碘油沉積情況。對(duì)于非碘油沉積區(qū),能譜CT碘基圖可以敏感識(shí)別病灶內(nèi)對(duì)比劑中的碘,可以依據(jù)碘(水)密度測(cè)量進(jìn)行定量評(píng)估,通過(guò)測(cè)量非碘油沉積區(qū)碘基圖上碘含量的變化可以了解治療前后非碘油沉積區(qū)血供的變化情況。約70%的肝癌患者AFP呈陽(yáng)性[23],AFP亦被廣泛用于肝癌的診斷及療效評(píng)估,而對(duì)于治療前AFP不高及TACE術(shù)后AFP下降不明顯的原發(fā)性肝癌患者,碘基圖上非碘油沉積區(qū)碘含量的變化比病灶大小及CT值的變化更敏感,可為臨床療效評(píng)估提供進(jìn)一步參考。
3.3 能譜CTA對(duì)腫瘤供血?jiǎng)用}的評(píng)價(jià)
TACE治療后新生腫瘤供血?jiǎng)用}的形成及側(cè)支循環(huán)的建立是導(dǎo)致復(fù)發(fā)的關(guān)鍵原因之一。多層螺旋CT的CTA圖像(MSCTA)成為T(mén)ACE治療前、后評(píng)估腫瘤供血?jiǎng)用}的另一手段,而能譜CT最佳單能量重建圖像,有利于腫瘤細(xì)小供血?jiǎng)用}的顯示,研究表明[24]在50 KeV的單能量圖像下,CTA圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于混合能量下的CTA圖像質(zhì)量。最佳單能量下的CTA的MRP圖像(多平面重建圖像)、MIP圖像(最大密度投影圖像)、VR圖像(容積再現(xiàn)圖像)可提供更多的原發(fā)性肝癌病灶TACE治療前后腫瘤供血?jiǎng)用}變化的信息,為后續(xù)治療提供客觀準(zhǔn)確的臨床依據(jù)。
4小結(jié)與展望
隨著TACE成為原發(fā)性肝癌非手術(shù)治療的首選方法以來(lái),如何準(zhǔn)確判斷TACE的療效逐漸成為研究的熱點(diǎn)。能譜CT自2009年問(wèn)世以來(lái),其臨床應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大,能譜CT的多參數(shù)成像可為原發(fā)性肝癌TACE治療療效評(píng)估提供更多的量化指標(biāo)及客觀依據(jù),結(jié)合其他檢查可以為后續(xù)治療提供參考。endprint
[參考文獻(xiàn)]
[1] 林曉珠,沈云,陳克敏. CT能譜成像的基本原理與臨床應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 中華放射學(xué)雜志,2011,45(8):798-799.
[2] Deng K,Zhang CQ,Li W,et al. Preliminary application of high-definition CT gemstone spectral imaging in hand and foot tendons[J]. Korean J Radiol,2012,13(6):743-751.
[3] 張博,龔建平. CT檢查輻射致癌風(fēng)險(xiǎn)的研究進(jìn)展[J]. 國(guó)際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志,2009,32(3):218-219.
[4] Brenner DJ,Hall EJ. Computed tomography an increasing source of radiation exposure[J]. N Engl J Med,2007,357(22):2277-2284.
[5] Tumur O,Soon K,Brown F,et al. New scanning technique using adaptive statistical iterative reconstruction(ASIR) significantly reduced the radiation dose of cardiac CT[J]. J Med Imaging Radiat Oncol,2013,57(3):292-296.
[6] Lin XZ,Miao F,Li JY,et al. High-definition CT gemstone spectral imaging of the brain: Initial results of selecting optimal monochromatic image for beam-hardening artifacts and image noise reduction[J].J Comput Assist Omogr,2011,35(2):294-297.
[7] Wu HW,Cheng JJ, Li JY,et al. Pulmonary embolism detection and characterization through quantitative iodine-based material decomposition images with spectral computed tomography imaging[J]. Invest Radiol,2012,47(1):85-91.
[8] Wang Y,Qian B,Li B,et al. Metal artifacts reduction using monochromatic images from spectral CT:Evaluation of pedicle screws in patients with scoliosis[J]. Eur J Radiol,2013,82 (8):360-366.
[9] 張曉鵬. 探索的精神與樂(lè)趣——CT能譜成像臨床應(yīng)用研究中的思考[J]. 中華放射學(xué)雜志,2011,45(8):709-712.
[10] 林曉珠,李衛(wèi)俠,朱延波,等.寶石能譜CT在腫瘤診斷中的初步應(yīng)用[J].診斷學(xué)理論與實(shí)踐,2010,9(2):155-160.
[11] 李銘,鄭向鵬,李劍穎,等. 甲狀腺結(jié)節(jié)的能譜CT研究[J]. 中華放射學(xué)雜志,2011,45(8):780-781.
[12] 陳麗紅,薛蘊(yùn)菁,段青,等. CT能譜成像定量評(píng)估胃癌分化程度[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2013,29(2):225-229.
[13] Lv P,Lin X,Gao J,et al. Spectral CT:Preliminary studies in the liver cirrhosis[J]. Korean J Radiol,2012,13(4):434-442.
[14] Qu M,Ramirez-Giraldo JC,Leng S,et al. Dual-energy dual-sourceCT with additional spectral filtration can improve the differentiationof non-uric acid renal stones:An exvivo phantom study[J]. Am J Roentgenol,2011,196(6):1279-1287.
[15] Chan HL,Sung JJ.Hepatocellular carcinoma and hepatitis B virus[J]. Semin Liver Dis,2006 ,26(2):153-161.
[16] 葉勝龍,秦叔逵,吳孟超,等. 原發(fā)性肝癌規(guī)范化診治的專家共識(shí)[J].腫瘤,2009,(4):295-304.
[17] L lovet JM,Bruix J,GoresGJ. Surgical resection versus transplantation for early hepatocellular carcinoma:Clues for the best strategy[J]. Hepatology,2000,31(4):1019-1021.
[18] Wang YH,Liu JF,Li F,et al. Radiofrequency ablation combined with transarterial chemoembolization forunresectable primary liver cancer[J]. Chin Med J(Engl),2009,122(8):889-894.endprint
[19] Luo J,Guo RP,Lai EC,et al. Transarterial chemoembolization for unresectable hepatocellular carcinoma with portal vein tumorthrombosis:A prospective comparative study[J]. Ann Surg Oncol,2011,18(2):413-420.
[20] Cohen MJ,Bloom AL,Barak O,et al. Trans arterial chemo embolization is safe and effective for very elderly patients with hepatocellular carcinoma[J]. World J Gastroenterol,2013,19 (16):2521-2528.
[21] Eisenhauer E A,Therasse P,Bogaerts J,et al. New response evaluation criteria in solid tumors:Revised RECIST guideline(Version 1.1)[J]. Eur J Cancer,2009,45(2):228-247.
[22] Lv P,Lin XZ,Chen K,et al. Spectral CT in patients with small HCC:Investigation of image quality and diagnostic accuracy[J]. Eur Radiol,2012,22(10):2012-2024.
[23] Shao YY,Lin ZZ,Hsu C,et al. Early alpha-fetoprotein response predicts treatment efficacy of antiangiogenic systemic therapy in patients with advanced hepatocellular carcinoma[J]. Cancer,2010,116(19):4590-4596.
[24] He J,Ma X,Wang Q,et al. Spectral CT demonstration of the superior mesenteric artery: comparison of monochromatic and polychromatic imaging[J]. Acad Radiol,2014,21(3):364-368.
(收稿日期:2014-07-31)endprint