能谱CT对原发性肝癌TACE疗效评估价值研究

张泽轶　赵卫东

[摘要] 肝动脉栓塞化疗（TACE）是原发性肝癌首选非手术治疗方法，TACE术后疗效评估一直是研究的热点，本文就能谱CT对原发性肝癌TACE术后疗效评估进行综述。

[关键词] 原发性肝癌；肝动脉栓塞化疗；能谱成像；体层摄影

[中图分类号] R814.42 [文献标识码] A [文章编号] 1673-9701（2014）35-0149-03

原发性肝癌的发病率有逐年升高的趋势，我国是原发性肝癌的高发国家，肝癌发病率约占全球的55%，死亡率居第二位。原发性肝癌的病因尚未完全清楚，与多种因素协同作用有关。原发性肝癌早期症状不明显，中、晚期可出现典型症状和体征。但多数患者已失去手术机会，肝动脉栓塞化疗（TACE）成为非手术治疗的首选方法。目前影像学方法对TACE术后疗效的评估均有一定的局限性。能谱CT的多参数成像可为TACE术后疗效提供更全面的评价。

1 能谱CT的临床应用

能谱CT以双能（80 kVp和140 kVp）瞬时切换为核心技术，采用全新的硬软件平台[1]使能谱CT的多参数成像成为现实，能谱CT的临床应用主要基于以下三个方面：高清成像、低剂量、能谱成像。

1.1 高清成像

能谱CT 采用宝石分子结构探测器、动态变焦球管、高压发生器瞬时电压切换技术、全新的数据采集系统及迭代重建技术（ASiR），提高了空间分辨率和密度分辨率。传统CT对手足肌腱解剖结构显示不清，能谱CT在65 KeV的图像上可清晰显示大多数肌腱结构和疾病[2]。对小血管的显示优于传统CT，冠脉直径的分辨率达1 mm，可显示肝脏7级细小血管。能谱CT的高清成像可显示特定的解剖结构和微小的肿瘤供血动脉，为治疗方案的制定提供参考。

1.2 低剂量成像

随着CT 检查的普及，CT辐射致癌风险得到了广泛关注。张博等的研究表明普通CT检查，照射剂量在30～90 mSv范围内，可引起癌症风险率增加[3]。研究表明在美国CT检查带来的电离辐射患癌风险由0.4%增加至1.5%～2.0%[4]，如何降低CT检查的辐射剂量，已日益引起人们的重视。能谱成像中的自适应统计迭代重建技术（adaptive statistical iterative reconstruction，ASiR），利用迭代的方法对噪声加以校正和抑制，在保证图像质量的前提下，全身平均扫描剂量下降约50%。能谱CT的冠脉成像，利用ASiR技术可使辐射剂量下降27%且图像质量也完全满足诊断需要[5]。目前宝石能谱CT有0.11 mSv的世界最低剂量的病例报道，显著降低了冠脉成像的照射剂量，使冠心病的早期筛查成为可能。

1.3 能谱成像

多参数成像是能谱CT的显著特征，所涉及参数主要包括单能量图像、能谱曲线、物质分离图像及有效原子序数。能谱CT的多参数成像可以提供更多诊断信息，在临床上有着巨大的应用价值。①单能量图像：能谱CT能提供40～140 KeV的101个单能量图像，较低的单能量图像可以提高密度分辨率，有助于病灶显示，较高的单能量图像会降低图像的分辨率，但可去除金属伪影。与传统CT相比，能谱CT的单能量图像有更好的图像质量，在临床上有广泛的应用。传统CT颅脑成像时，由于受到线束硬化伪影的干扰，颅后窝结构显示欠佳。单能量图像可有效消除硬化伪影，使颅后窝结构显示更加清晰。Lin等[6]的研究表明，与混合能量相比，70 KeV单能量图像可以有效去除颅后窝的线束硬化伪影，具有更好的图像质量。65～70 KeV单能量图像有最佳对比噪声比（optimal CNR），图像噪声最低，结合单能CTPA图像和物质分离图像，可以定量描述肺血流和灌注缺损情况，有助于肺动脉栓塞的诊断[7]。CT图像上的金属伪影严重影响图像质量，干扰周围结构显示，能谱CT单能量成像结合去伪影技术（MARs），可以有效抑制金属伪影，提高图像质量。研究表明[8]高KeV（110～140KeV）单能量图像可以明显减少金属伪影，清晰显示金属植入物与周围结构的关系。②能谱曲线：能谱基础实验表明相同CT值的糖水、盐水，其能谱曲线不同。能谱曲线反映了物质能量衰减特性，而不同的组织结构和病理类型其能谱曲线也不同，相似的能谱曲线提示相同或类似的组织结构或病理类型。因此能谱曲线可以应用于鉴别肿瘤的来源、良恶性肿瘤的判断和恶性肿瘤分级等方面。张晓鹏[9]研究表明胃癌与正常胃壁的能谱曲线不同，且肺癌患者转移性淋巴结与原发病灶的能谱曲线高度相似，良性淋巴结的能谱曲线与原发灶的能谱曲线存在较大差异。林晓珠等[10]的研究表明能谱曲线有助于肝肾间隙肿瘤性质的确定和肾癌Fuhrman核分级。③物质分离与定量：能谱成像中，任何结构或组织能通过两种基物质的组合产生相同的衰减效应，即任何物质的X线衰减图可以表达为两种物质的密度图，医学上最常用的是碘基图和水基图。能谱CT的碘基图，对含碘对比剂敏感，常规CT上强化不明显的小病灶，能谱CT可以清晰显示病灶，从而提高小病灶的检出率。能谱碘基图可以直接测量甲状腺中的碘含量，评估甲状腺功能，对甲状腺疾病的鉴别有一定的帮助[11]。研究报道碘基图上碘含量的不同有助于胃癌的分型及TNM分期[12]。能谱CT碘基图上碘含量，可以提高肝硬化诊断的灵敏度与特异度，并鉴别肝硬化的程度[13]。能谱CT的水基图由于不含碘，可以代替平扫，使传统三期扫描略去平扫，减少了辐射剂量，节约了扫描时间。

1.4 有效原子序数

有效原子序数是指某元素的X线吸收衰减系数与某化合物或混合物的吸收衰减系数相同，那么该元素的原子序数就是某化合物或混合物的有效原子序数。利用有效原子序数可以对CT值相近的物质进行物质化学分析。目前有效原子序数主要用于尿道结石成分的分析。常规CT对尿道结石成分的判定有一定的局限性，能谱CT的有效原子序数可以判定结石成分，确定肾结石类型，有助于治疗方案的确定[14]。endprint

2 原发性肝癌的流行病学及治疗现状

原发性肝癌（primary liver carcinoma，PLC）的发病率在全球范围内有增加趋势，居恶性肿瘤的第五位，死亡率居恶性肿瘤的第三位。我国的PLC发病率逐年升高，发病人数约占全球新发病例的55%[15]，死亡率仅次于肺癌，位居第二，严重威胁着我国人民的健康[16]。原发性肝癌的病因尚未完全清楚，可能是多种因素共同作用结果，主要与病毒性肝炎、肝硬化、黄曲霉毒素及遗传因素有关。原发性肝癌主要分为三型：肝细胞肝癌（hepatocellular carcinoma）、肝内胆管细胞癌（cholangio carcinoma）、混合细胞型肝癌，以肝细胞癌为主，约占95%。原发性肝癌早期症状不明显，出现典型症状和体征时一般已属中、晚期。原发性肝癌的治疗主要分为手术治疗和非手术治疗两大类，手术治疗是国内外治疗PHC的首选方法，是唯一可使患者长期生存的方法[17]。手术有着严格的适应证，不仅与肿瘤的大小、数目有关，而且与肝功能的分级、肝硬化程度等有着密切关系[16]，许多患者就诊时已经丧失手术机会，适合手术的患者仅有20%～30%[18]，而不能手术切除的原发性肝癌患者自然生存期仅3～6个月。原发性肝癌的非手术治疗方法主要包括：经导管肝动脉栓塞化疗（TACE）、射频消融术（RA）、三维适形放疗（3DCRT）、生物治疗、分子靶向治疗、中医药治疗等。肝脏为双重血供器官，75%～80%的血供由门静脉供应，肝癌则90%～95%的血供来自肝动脉，这成为TACE治疗PLC的理论基础。自TACE用于治疗PLC以来，取得了良好的效果，适用于不能手术的中晚期患者以及由于其他原因不能或不愿接受手术者[19]。TACE的主要方法为：采用Seldinger法经皮股动脉穿刺进入肝动脉，行DSA检查，观察肿瘤的位置、大小及血供情况，再用微导管超选进入靶动脉，将化疗药物与碘油充分乳化，通过导管缓慢注入病灶，碘油用量（mL）按病灶直径（cm）1：1配比，栓塞后再行DSA检查，肿瘤血供大部中断即可拔管。TACE治疗总体是安全有效的，术后严重并发症并不多见，与年轻患者相比，老年患者TACE治疗后并发症发生率并未增加，生存率也未下降[20]。

3 原发性肝癌TACE治疗后的能谱评价

目前TACE治疗后近期疗效主要是通过定期复查血常规、血生化、AFP（甲胎蛋白）值的变化及实体瘤治疗反应评价标准（RECIST）[21]来评价，均存在一定的局限性。远期疗效通过3年内生存率（1年、2年、3年生存率）来评价。目前虽然有扩散加权成像（DWI）结合常规MRI和18F-FDG PET/CT对TACE疗效的评价研究，但由于检测费用昂贵，临床应用受限。CT是TACE治疗后疗效评估的主要手段，常规CT主要是评价碘油在肿瘤内的沉积情况，以及通过增强图像与平扫图像的对比评价非碘油沉积区的血供情况，由于受到高密度碘油的干扰，常使判断不准。而栓塞后肿瘤的血供是否消失，关系到患者是否需要再次进行TACE治疗及治疗时机。能谱CT可以通过不同KeV下的CT值的改变、能谱曲线的变化、碘基图上碘含量的变化来反映原发性肝癌治疗前后病灶的变化，能谱CTA图像可以准确反映治疗前后肿瘤供血动脉的变化。

3.1单能量CT值及能谱曲线对疗效的评估

病灶经过治疗后肿瘤细胞发生坏死，这种变化导致CT值的改变，传统CT是混合能量成像，物质对X线的吸收系数不是一个固定值，所得CT值不能准确反映组织真实的CT值，单能量图像可以改善传统CT所带来的CT值漂移，得到准确的CT值。通过测量治疗前后非碘油沉积区上单能量CT值的改变可以在一定程度上反映病灶的变化情况。最佳单能量图像上组织的对比度最高，可以优化小病灶的显示，可以有效避免常规CT对小病灶的漏诊。研究表明[22]70 KeV是检测小肝癌的最佳单能量水平。在70 KeV最佳单能量图像上可以更清晰显示TACE治疗后是否有新病灶及病灶的数目，为进一步治疗提供指导。病灶经过TACE治疗后组织结构均发生了改变，而不同的组织结构和病理类型，其能谱曲线也不相同，通过比较治疗前后非碘油沉积区的能谱曲线斜率的变化，可以反映非碘油沉积区组织结构的变化。

3.2 碘基图对疗效的评价

能谱CT的碘密度图可以非常明确地显示碘油沉积区，准确评估栓塞的范围及碘油沉积情况。对于非碘油沉积区，能谱CT碘基图可以敏感识别病灶内对比剂中的碘，可以依据碘（水）密度测量进行定量评估，通过测量非碘油沉积区碘基图上碘含量的变化可以了解治疗前后非碘油沉积区血供的变化情况。约70%的肝癌患者AFP呈阳性[23]，AFP亦被广泛用于肝癌的诊断及疗效评估，而对于治疗前AFP不高及TACE术后AFP下降不明显的原发性肝癌患者，碘基图上非碘油沉积区碘含量的变化比病灶大小及CT值的变化更敏感，可为临床疗效评估提供进一步参考。

3.3 能谱CTA对肿瘤供血动脉的评价

TACE治疗后新生肿瘤供血动脉的形成及侧支循环的建立是导致复发的关键原因之一。多层螺旋CT的CTA图像（MSCTA）成为TACE治疗前、后评估肿瘤供血动脉的另一手段，而能谱CT最佳单能量重建图像，有利于肿瘤细小供血动脉的显示，研究表明[24]在50 KeV的单能量图像下，CTA图像质量明显优于混合能量下的CTA图像质量。最佳单能量下的CTA的MRP图像（多平面重建图像）、MIP图像（最大密度投影图像）、VR图像（容积再现图像）可提供更多的原发性肝癌病灶TACE治疗前后肿瘤供血动脉变化的信息，为后续治疗提供客观准确的临床依据。

4小结与展望

随着TACE成为原发性肝癌非手术治疗的首选方法以来，如何准确判断TACE的疗效逐渐成为研究的热点。能谱CT自2009年问世以来，其临床应用范围不断扩大，能谱CT的多参数成像可为原发性肝癌TACE治疗疗效评估提供更多的量化指标及客观依据，结合其他检查可以为后续治疗提供参考。endprint

[参考文献]

[1] 林晓珠，沈云，陈克敏. CT能谱成像的基本原理与临床应用研究进展[J]. 中华放射学杂志，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] 张博，龚建平. CT检查辐射致癌风险的研究进展[J]. 国际医学放射学杂志，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] 张晓鹏. 探索的精神与乐趣——CT能谱成像临床应用研究中的思考[J]. 中华放射学杂志，2011，45（8）：709-712.

[10] 林晓珠，李卫侠，朱延波，等.宝石能谱CT在肿瘤诊断中的初步应用[J].诊断学理论与实践，2010，9（2）：155-160.

[11] 李铭，郑向鹏，李剑颖，等. 甲状腺结节的能谱CT研究[J]. 中华放射学杂志，2011，45（8）：780-781.

[12] 陈丽红，薛蕴菁，段青，等. CT能谱成像定量评估胃癌分化程度[J].中国医学影像技术，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] 叶胜龙，秦叔逵，吴孟超，等. 原发性肝癌规范化诊治的专家共识[J].肿瘤，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