CT测量食管癌体积与预后的相关性

2014-03-07高红梅GAOHongmei

中国医学影像学杂志 2014年3期

关键词：横径勾画控制率

高红梅GAO Hongmei

沈文斌2SHEN Wenbin

池书平1CHI Shuping

肖国伟1XIAO Guowei

CT测量食管癌体积与预后的相关性

高红梅1GAO Hongmei

沈文斌2SHEN Wenbin

池书平1CHI Shuping

肖国伟1XIAO Guowei

目的探讨多层螺旋CT增强扫描所得食管癌大体肿瘤体积（GTV）在预测患者预后中的价值。资料与方法采用放射治疗计划系统对174例T1～4N0M0期食管癌患者的GTV进行勾画，分析肿瘤最大横径、长度及体积对患者预后的影响。结果患者1、3、5年生存率分别为79.89%、42.53%和27.63%。肿瘤最大横径（χ2=11.46, P＜0.001）、长度（χ2=4.59, P＜0.05）及体积（χ2=13.07, P＜0.001）对患者的预后均有显著影响，其中最大横径（χ2=11.05, P＜0.001）及体积（χ2=5.88, P＜0.05）显著影响患者的局部控制率。GTV（HR=1.010, P＜0.001）和最大横径（HR=2.167, P＜0.01）分别为影响患者生存率和局部控制率的独立因素。当肿瘤体积及最大横径分别取51.74 cm3和4.11 cm时为预测患者预后的效能临界值（P＜0.05）。结论多层螺旋CT扫描所得GTV大小能较准确地预测T1～4N0M0期食管癌患者的预后，可以为临床治疗提供指导；肿瘤体积≥51.74 cm3及肿瘤最大横径≥4.11 cm的食管癌患者预后较差，建议临床采取积极的治疗措施。

食管肿瘤；体层摄影术，螺旋计算机；大体肿瘤体积；预后

对于不能手术治疗的食管癌患者的预后影响因素较多，其中大体肿瘤体积（gross tumor volume, GTV）是影响患者预后的重要因素之一[1-3]。放射生物学研究发现，随着肿瘤体积增大，肿瘤细胞负荷增加，瘤内乏氧细胞增多，甚至可以出现肿瘤中心坏死，乏氧细胞对放射线的抗拒，导致放疗后局部控制率降低，进而影响患者的长期生存[4]。本研究拟通过选择接受放疗和（或）化疗的T1～4N0M0期食管癌患者，探讨多层螺旋CT（MSCT）扫描所得GTV大小与患者预后的关系，为明确食管癌GTV对患者预后的影响提供参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象选择2003-12～2007-12于河北医科大学第四医院行放疗和（或）化疗的174例T1～4N0M0期食管癌患者，均行胸腹部CT扫描及食管钡餐造影检查。所有患者治疗前均接受电子胃镜检查，且均经病理证实为鳞状细胞癌；治疗前胸部强化MSCT扫描证实无淋巴结及远处脏器血行转移。患者年龄37～83岁，平均（66.0±9.5）岁；卡氏评分≥70分，既往无其他恶性肿瘤病史及心、肺等重要脏器的严重疾病，且均有完整的病理资料。患者一般资料见表1。

表1 174例食管癌患者的一般资料

1.2 MSCT增强扫描采用Siemens Somatom Volume Zoom型64层螺旋CT扫描机，扫描参数：管电压120 kV，管电流240 mA，准直5.0 mm，螺距25 mm，床速50 mm/s，层厚6 mm，层距6 mm。扫描范围自下颈至肝门水平。增强扫描经肘静脉注射非离子型造影剂碘普罗胺注射液300（100 ml:30 g）或碘海醇注射液（350 mgI/20 ml）60～100 ml或1.5～2.0 ml/kg，速度2.0～3.0 ml/s，注药后延迟30 s开始扫描。记录病变的部位、长度、最大层面的直径、最大浸润深度、管壁增厚程度等，并观察气管、支气管、胸主动脉及心包等周边脏器受侵情况和椎前三角是否消失。

1.3 GTV的计算将存储的CT图像传输到三维治疗计划系统（ADAC Pinnacle 7.6c），由主治医师以上职称的CT室医师和放疗科医师共同协商并进行食管病变靶区勾画，以食管壁局限性或全周性增厚、管壁厚度＞5 mm、不含气食管直径＞10 mm和（或）伴有局部管腔不规则狭窄作为病变存在的标准，勾画病变层面上食管全周的轮廓，并参考食管钡餐造影所显示的病变部位及长度勾画出食管癌靶区，计算出肿瘤体积，定义为GTV。分别记录每例患者的肿瘤最大横径、长度及体积。

1.4 治疗方法 174例患者均接受三维适形放射治疗或调强适形放射治疗。CT扫描模拟扫描图像经数字化传输，三维重建进入三维适形治疗计划系统。根据食管造影和纤维食管镜显示的病变长度及CT扫描显示的外侵深度，勾画食管病变为GTV；GTV前、后、左、右各外放0.5～0.8 cm，上、下各外放2.0～3.0 cm为临床靶区（clinical target volume, CTV）；CTV再均匀外放0.5～1.0 cm为计划靶区（planning target volume, PTV）。同时勾画脊髓、气管、心脏及双侧肺等邻近组织和器官。通过剂量体积直方图与平面二维等剂量曲线图选择最佳治疗计划方案。采用6MV西门子直线加速器实施治疗，处方剂量50～70 Gy/25～35次/5～7周，中位剂量62 Gy。

174例患者中，28例接受化疗，化疗方案以顺铂为基础，主要有LFP（亚叶酸钙200 mg/次，d1～5；替加氟1 g/次，d1～5；顺铂20 mg/次，d1～5）和TP（紫杉醇240 mg/次，d1；顺铂20 mg/次，d1～5）。疗程1～6周期，中位4周期，每周期间隔21 d；其中9例接受同步放化疗，19例接受序贯放化疗。

随访截止至2012-12-31日，所有患者均获得随访，随访时间1.5～87.7个月，中位时间34.1个月，其中随访满1、3、5年分别有142例、77例、25例。

1.5 统计学方法采用SPSS 11.5软件，采用Kaplan-Meier法分析患者的生存率和局部控制率，并进行Log-rank检验；肿瘤最大横径、长度及体积的相关性采用Spearman相关分析；多因素分析采用Cox回归模型，并采用向后筛选法（Backward: Wald）评估独立预后因素；采用ROC曲线评价GTV大小对患者预后的诊断效能，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 GTV测量依据放射治疗计划系统计算出肿瘤最大横径、长度及体积，见表2及图1。本组患者食管钡餐造影所得食管癌病变长度为1.0～15.0 cm，平均（5.549±2.408）cm。Spearman相关分析显示，食管造影所示食管病变长度与CT显示肿瘤长度呈正相关（r=0.582, P＜0.001），见图2。

表2 肿瘤测量指标（cm）

图1 男，56岁，食管鳞状细胞癌。肿瘤最大横径为4.87 cm，长度为6.0 cm，体积为49.04 cm3。胸部强化CT显示食管病变偏心性增厚，管腔变窄，周边血管强化明显（A）；胸部平扫CT显示食管病变偏心性增厚（B），箭示食管病变瘤床

2.2 GTV与患者生存率的关系本组患者治疗后1、3、5年生存率分别为79.89%、42.53%和27.63%。依据患者肿瘤最大横径、长度及体积大小进行分级分析，结果显示以上指标均显著影响患者的预后（χ2=11.46, P＜0.001; χ2=4.59, P＜0.05; χ2=13.07, P＜0.001），见表3。Cox回归模型分析结果显示，GTV为患者生存率的独立影响因素，见表4。

图2 食管造影所示食管病变长度与CT显示肿瘤长度的相关性

2.3 GTV与患者局部控制率本组患者治疗后1、3、5年局部控制率分别为81.88%、59.34%和50.04%。依据患者肿瘤最大横径、长度及体积大小进行分级分析，结果显示肿瘤最大横径及体积均显著影响患者的局部控制率（χ2=11.05, P＜0.001; χ2=5.88, P＜0.05），见表3。Cox回归模型分析结果显示，肿瘤最大横径为患者局部控制率的独立影响因素，见表4。

表3 肿瘤大小与患者生存率及局部控制率的单因素分析

表4 患者生存率及局部控制率的Cox回归模型分析

2.4 GTV预测患者预后的效能分别以GTV及肿瘤最大横径为检测变量，以分组为状态变量，定状态变量值为l，建立ROC曲线，结果提示GTV及肿瘤最大横径的临界值分别为51.74 cm3和4.11 cm，见图3及表5。

图3 GTV（A）及肿瘤最大横径（B）预测患者预后的ROC曲线

表5 GTV及肿瘤最大横径预测患者预后的ROC曲线分析

3 讨论

3.1 食管癌的诊断对于食管癌患者，治疗前的检查至关重要，检查的准确性有利于患者选择合适的治疗手段和预后评估。接受根治性切除手术的食管癌患者其术后病理分期往往为诊断的“金标准”；而对于不能接受手术治疗的食管癌患者，治疗前的相关检查为其重要判定标准。临床上用于检测食管癌的方法很多，内镜及食管钡餐造影在检测食管病变长度上有其优势，但由于很难找到病灶匹配点而无法融合到临床治疗计划中，因此不适用于临床治疗时的靶区勾画；近年PET/CT在临床肿瘤靶区勾画及诊疗方面应用广泛，但由于不同机器和不同研究中心的标准摄取值阈值选择不同，也可以影响病变测量的一致性[5-7]。MRI目前应用于食管病变的诊断及临床靶区的勾画，其所示病变长度与食管钡餐造影相近，且易发现纵隔肿大淋巴结，还可以利用临床治疗计划系统与CT图像融合，从而有利于靶区勾画[8,9]，然而目前这种方法临床应用非常少。

目前用于检测食管肿瘤最常用的方法是CT检查，具有较高的密度分辨率和空间分辨力，能够较好地显示食管轮廓的变化及其与周围组织器官的关系，CT诊断食管癌T分期的准确率为45%～80%[10,11]，但由于从CT图像上观察食管壁厚度并不十分精确，尤其对于局限于黏膜层或黏膜下层的早期病变，管壁增厚并不明显，此时CT诊断T分期的准确率明显降低，可低于33%[12]。然而在实际工作中，多数不能接受手术治疗的食管癌患者已为中晚期，此时CT分期的准确率可高达54%～94%。因此，食管癌术前CT检查具有重要意义，可以为临床分期和判断手术切除的可能性提供重要依据[13-15]。

3.2 食管癌GTV大小对预后的影响本研究采用CT模拟定位三维重建后勾画食管病变，并利用计划系统计算出的肿瘤病变体积与肿瘤的实际大小比较接近，能够真实地反映肿瘤大体情况。为避免转移淋巴结对勾画GTV的影响，本研究选择T1～4N0M0期食管癌患者作为研究对象。近年来，食管病变肿瘤体积作为临床分期和影响预后的一个重要指标[1]受到临床医师的高度重视，孔洁等[2]对792例食管癌患者进行分析，结果显示肿瘤体积为患者预后的重要影响因素，肿瘤体积较大者预后较肿瘤体积小者差。李娟等[3]对接受放射治疗的375例食管癌患者进行分析，结果同样显示肿瘤体积为患者预后的重要影响指标。许茜等[16]对607例接受手术治疗的食管癌患者的术前CT扫描情况进行分析，结果同样认为食管癌GTV大小能够影响患者的预后，与本研究结果相似，本研究结果显示，患者GTV大小可以显著影响患者的生存率，而肿瘤最大横径能够显著影响患者的局部控制率。CT扫描图像可以清晰地显示病变与正常食管壁的分界，并根据食管壁外缘的光滑程度和周围脂肪间隙的密度、形态等征象判断食管肿瘤的表面和远、近端情况。CT扫描显示食管壁不对称性增厚是食管癌的特点，因此本研究采用测量食管病变最大层面的直径，取代以往多数临床分期测量食管壁厚度的方法，目前普遍认为食管癌多呈偏心性、无规则浸润生长[4]，测量食管病变最大径可以减少或避免因测量整个食管壁而可能会将部分正常的食管壁计算在内。本研究在明确GTV大小影响食管癌患者预后的基础上，进一步利用ROC曲线分析提出了相应GTV数值的大小来预测患者的预后，结果提示当GTV及肿瘤最大横径的临界值分别为51.74 cm3和4.11 cm时能很好地预测患者的预后。

总之，T1～4N0M0期食管癌患者经MSCT扫描所得的GTV大小能准确地预测患者的预后，可以作为指导临床治疗的参考指标。GTV≥51.74 cm3及肿瘤最大横径≥4.11 cm的食管癌患者预后较差，建议临床上对此类患者采取积极的综合治疗措施。

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（责任编辑张春辉）

CT Volumetry of Esophageal Carcinoma and Its Correlation with Prognosis

PurposeTo discuss the value of multiple spiral CT scan of esophageal carcinoma (EC) gross tumor volume (GTV) in predicting the prognosis of esophageal carcinoma.Materials and MethodsThe maximum transverse diameter, the length and the volume of GTV were respectively measured for 174 patients with T1-4N0M0EC by radiotherapy treatment planning system, and the effects of these indexes upon the prognosis of patients was further analyzed.ResultsThe 1-year, 3-year, and 5-year overall survival rates were 79.89%, 42.53% and 27.63%, retrospectively. The maximum transverse diameter of GTV (χ2=11.46, P＜0.001), the length (χ2=4.59, P＜0.05) and the volume (χ2=13.07, P＜0.001) all signifcantly affected the prognosis, among which the maximum transverse diameter of GTV (χ2=11.05, P＜0.001) and the volume (χ2=5.88, P＜0.05) signifcantly affected the patients' local control rate. The GTV (HR=1.010, P＜0.001) and the maximum transverse diameter (HR=2.167, P＜0.01) were independent factors which significantly affected the prognosis and local control rate respectively. The efficiency values of prognosis for the GTV volume and the maximum transverse diameter were 51.74 cm3and 4.11 cm respectively (P＜0.05).Conclusion The esophageal cancer GTV obtained by multiple spiral CT scan can predict the prognosis of patients with T1-4N0M0EC rather accurately, thus can be used to guide the clinical treatment. Those patients whose volume of GTV is ≥51.74 cm3and the maximum transverse diameter of GTV is ≥4.11 cm seem to have poor prognosis, so that active clinical treatment is recommended.

Esophageal neoplasms; Tomography, spiral computed; Gross tumor volume; Prognosis

1. 石家庄市第一人民医院放射科河北石家庄 050011

2. 河北医科大学第四医院放疗科河北石家庄 050011

沈文斌

Department of Radiation Oncology, the Fourth Hospital of Hebei Medical University, Shijiazhuang 050011, China

Address Correspondence to: SHEN Wenbin

E-mail: wbshen1979@sina.com

R735.1；R730.42

2013-07-09

修回日期：2014-01-23

中国医学影像学杂志

2014年第22卷第3期：172-176