能谱CT在肺癌诊断与治疗评估中的应用价值

符丹卉 赖少侣 综述 苏丹柯 审校

作者单位：530021 南宁 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心

综述

能谱CT在肺癌诊断与治疗评估中的应用价值

符丹卉 赖少侣 综述 苏丹柯 审校

作者单位：530021 南宁 广西医科大学附属肿瘤医院影像中心

能谱CT使肺癌的研究从形态学、病灶组织的血流动力学提高到物质代谢等微环境层面，对肺癌的认识亦更加准确、深入和全面。本文就能谱CT在肺癌诊断、治疗评估中的应用价值进行综述。

肺肿瘤；能谱CT；能谱CT成像；临床应用

CT检查在肺癌等胸部疾病的诊断中占据重要地位，随着CT成像技术的不断发展，2008年能谱CT开始应用于临床，CT影像学由此进入全新时代。与常规CT相比，能谱CT具有多参数和定量分析的成像模式，可提供更多的定量指标和分析工具。CT功能成像的出现将肺癌的研究从形态学、病灶组织的血流动力学提高到物质代谢等微环境层面，对肺癌的认识亦更加准确、深入和全面。本文就能谱CT在肺癌诊断、治疗评估中的应用价值作一综述。

1 能谱CT的基本原理

宝石能谱CT以宝石探测器为基石，采用瞬时双能量切换达到同时、同源、同向，加之其独有的能谱栅成像技术，重建可得到40～140 kev范围的单能量图像及能谱曲线［1］。能谱CT成像过程中的物质解析是通过对组合选定的两种基物质对进行组合，从而得到对检测物质一种相对成分的表达，而不是对特定物质的确定。在一些特定情况下，基物质对可以表达真实的某一特定物质的含量，如宝石能谱CT增强扫描中，用碘基值图像计算所得数据表示肿物内碘的含量［2］。在临床应用中常选择两种原子序数相差较大的物质作为合适的基物质进行配对，如选择碘-水配对，因为其包含了从软组织到含碘对比剂以及医学中常见物质的范围。通过测量所检物质内的碘浓度，可间接反映物质所在组织的供血状况［3］，并通过能谱曲线反映物质的特性。

根据能谱CT成像的主要技术特征，目前能谱CT主要用于单能量图像、物质分离与定量、能谱曲线和有效原子序数。

2 能谱CT在肺癌定性诊断中的应用

孤立性肺结节（solitary pulmonary nodule，SPN）是指发生于肺部直径小于或等于3 cm的圆形或类圆形肺内病灶，病灶一般无钙化或空洞，不伴肺不张、卫星病灶和局部淋巴结肿大［4］。SPN可表现于肺癌、炎性假瘤、结核球、错构瘤等疾病中，其中前三种疾病是肺部肿瘤或肿瘤样病变鉴别的重点与难点。以往有文献［5］报道CT增强扫描诊断SPN的敏感度为96%，而特异度仅为58%。CT灌注鉴别SPN良恶性的敏感度和特异度分别为91%和86%，而活动性炎性结节与恶性结节的灌注参数差别不明显［6］。近年来，能谱CT在SPN中的应用取得一些成果，林吉征等［7］将79例SPN患者分为恶性组、炎性组及结核组，分别测量增强早期及晚期病灶的能谱曲线斜率（HU curve slope，λHU）、碘浓度（iodine concentration，IC）及标化碘基浓度（normalized iodine concentration，NIC），结果两期扫描中，λHU、IC及NIC均为炎性组最大、结核组最小。匡敏等［8］将38例SPN患者分为恶性组、炎性组及结核组，3组病灶动脉期的能谱40～90 kev区间单能量水平CT值、NIC值及λHU有差异，炎性组最高，结核组最低。吴维等［9］选取33例SPN患者，其中恶性组17例，炎性组8例，良性组8例，分别测量动脉期、静脉期及延迟期病灶的λHU以及NIC值，测定各病灶区混合能量CT值，结果三期扫描3组病变混合能量CT值、λHU以及NIC值均为炎性病变最高，良性病变最低。炎性组与恶性组比较，仅λHU及NIC值在动脉早期及延迟期有差异。各研究的IC值或NIC值均为炎性病变高于肺癌，肺癌高于结核或其他良性病变，原因可能与病理特征有关，即炎性病变主要为肉芽组织，血供丰富，而肺癌组织浸润血管壁造成管壁不均匀狭窄，使造影剂进入慢，结核等良性病变由于存在无强化的坏死组织，导致IC值或NIC值更低。在肿瘤发生的过程中，细胞内组织成分发生变化，多数还会发生血供改变。能谱CT不仅具有传统CT的功能，而且能应用能谱曲线、物质分离（碘基定量）等对组织成分及血供的异常改变进行多种参数的定量分析，使其在肺部炎性病变与恶性肿瘤的鉴别以及肺癌的诊断、分型中均具有重要的价值［10］。李明英等［11］对70例肺癌患者进行能谱CT检查，结果显示炎症组和肿瘤组的IC值、λHU及各组40 kev对应的CT值差异均具有统计学意义，说明能谱CT成像可对肺癌提供定性、定量的相关信息。魏达等［12］对中心型肺癌患者行CT能谱成像，其中小细胞肺癌（small cell lung cancer，SCLC）9例，腺癌8例，鳞癌12例，结果发现SCLC与腺癌、鳞癌在不同kev下CT值均有差异，而腺癌与鳞癌仅在40～50 kev间CT值才有差异。孟晓燕等［13］测量71例肺癌患者，其中鳞癌组27例，腺癌组34例，SCLC组10例。以NIC值为标准，曲线下面积为0.775。以0.2508为诊断临界值，鉴别SCLC与非小细胞肺癌（non-small cell lung cancer，NSCLC）的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确性，结果分别为86%、70%、95%、50%和78%，认为能谱CT定量指标对鳞癌与腺癌无鉴别意义，NIC值对SCLC与NSCLC预判有一定临床价值。上述研究结果存在差异的原因可能与测量方法（是否避开了坏死区）、测量误差和样本数偏少有关。

3 能谱CT在肺癌TMN分期中的应用

3.1 明确病变范围

传统CT在诊断中央型肺癌合并阻塞性肺实变时，区别瘤灶组织与肺不张组织有一定困难。段海峰等［14］将能谱CT单能量图像应用于上述病例中，发现能谱CT支气管动脉期单能量图像能很好地显示肿瘤和阻塞性肺实变组织的部位、大小和分界等信息，为临床分期及治疗提供有效的依据。

3.2 与肺癌微血管密度的关系

肿瘤微血管密度（microressel density,MVD）的研究表明，IC值可反映组织灌注状态，与肿瘤组织的MVD存在相关性，对肿瘤定性诊断及预后判断均有应用价值。邴晶等［15］对50例肺癌组织IC值与CD105标记的MVD的相关性进行研究，结果发现不同IC值组别之间CD105-MVD值比较有统计学意义，且呈正相关；IC值、CD105-MVD值与肺癌的各项临床指标（肿瘤大小、病理分型）比较无统计学意义。

3.3 纵隔淋巴结转移的定性诊断

能谱CT在肺癌淋巴结转移诊断方面的价值，目前存在不同的观点。孟晓燕等［13］认为鳞癌与腺癌转移淋巴结间各能谱定量指标均无显著差异，能谱对鉴别不同病理分型的NSCLC转移淋巴结无意义，能谱CT定量指标（IC值、NIC值、λHU）均对淋巴结转移诊断具有较高的敏感度和一定准确度，但特异度低于淋巴结短径标准。利用斜率与淋巴结短径标准联合诊断，可提高预测准确度，其敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值和准确度分别为75%、95%、94%、79%和85%。同样，毕正宏等［16］亦认为传统CT下测量的径线更有益于鉴别良恶性淋巴结。其研究47枚恶性淋巴结（恶性组）和65枚良性淋巴结（良性组），发现恶性组长短径明显大于良性组，认为传统CT成像对鉴别良恶性淋巴结有帮助。而两组正常肺组织、胸壁肌肉组织和淋巴结在40 kev、70 kev、140 kev虚拟单能量的CT值和λHU（CT变化值）、IC值、Zeff间无差异。恶性及良性组淋巴结λHU近似，认为单期增强CT能谱成像难以对纵隔淋巴结进行良恶性鉴别诊断。而王松松等［17］对肺癌纵隔淋巴结转移的56例病例（鳞癌组23例、腺癌组28例、SCLC组5例）及未转移组18例病例进行研究，结果发现不同能量CT值（40～100 kev）、λHU、IC值两组间差异有统计学意义，转移组均高于未转移组。不同能量CT值在40～70 kev时差异具有统计学意义，其中SCLC组最高，腺癌组次之，鳞癌组最低。与其观点相似的还有魏达等［12］发现SCLC转移性淋巴结与鳞癌转移性淋巴结、腺癌转移性淋巴结与鳞癌转移性淋巴结在40～60 kev、40～50 kev之间的CT值有差异，而SCLC转移性淋巴结与腺癌转移性淋巴结的λHU无差异。SCLC、腺癌转移性淋巴结较鳞癌转移性淋巴结碘含量高，这些转移性淋巴结的特点与原发病灶的特点有一定相关性。笔者认为研究结果差异的主要原因有：⑴定量参数的选择不同；⑵CT选取的淋巴结很难与手术、病理一一对应；⑶测量方法不完全相同和测量误差；⑷病例数较少等。

4 能谱CT在肺癌治疗评估中的应用

肺癌治疗效果的评估，对临床工作有重要的指导意义。近年，学者对能谱CT在肺癌化疗、辅助放疗、射频治疗效果评估中的价值进行了一些研究。包如意等［18］对16例化疗的肺癌患者进行研究发现，平扫、静脉期肿瘤的CT值差、碘基值差与RECIST标准存在相关性，以碘基值差表现最为明显，认为能谱CT碘密度图对肺癌化疗的疗效评估具有一定价值。Kim等［19］提出虚拟平扫和增强碘基图能够发现及区分化疗后的瘤内出血灶。李梦颖等［20］提出肺癌周围肺组织普遍存在低灌注现象，这与之前学者提出肿瘤周围灌注缺损程度越高，肿瘤的恶性程度越高，治疗的敏感性越差的研究一致。孟晓燕等［13］发现肺癌癌周低灌注与肿瘤实质灌注的IC值存在正相关性，认为IC值可以对肺癌及癌周肺血容量的变化进行定量分析。Aoki等［21］收集50例肺癌患者中57个不能手术切除的肺肿物，行能谱CT检查后，完成50～60 Gy的立体定位放疗，在肿瘤组织中选择感兴趣区，测量不同大小肿瘤的平均CT值、水浓度及碘浓度，其中肿瘤最大直径小于2 cm、2～3 cm、大于3 cm组的碘浓度平均值分别为24.7、19.6及16.0（100 μg/cm3），肿瘤直径较大者平均碘浓度值较低；但肿瘤大小与平均CT值及平均水浓度均无相关性。张宽［22］通过比较31例NSCLC在普通CT及能谱CT肺原发灶大小、体积差异及纵隔淋巴结诊断的不同来评价能谱CT在NSCLC调强放疗中的应用价值，结果5例患者普通CT图像有部分容积效应、伪影等，而能谱CT各层面均显示了良好的空间分辨率和密度分辨率，并使6例患者临床分期发生改变。

能谱CT在射频治疗效果评估中的研究国内外均有报道，且结论相似，与肺癌组织射频消融后坏死的病理基础相吻合。Liu等［23］研究30例行射频治疗后的肺癌患者，发现其中22例体积增大，8例体积无明显变化；射频治疗前后水基图上所测浓度值分别为（1 014.76±6.83）mg/mL和（1 022.71±10.16）mg/mL，两者差异有统计学意义（P＜0.05）；射频治疗前，碘基图上测得碘浓度值为（2.49±0.74）mg/mL，而治疗后肿瘤组织大部分或全部坏死，其坏死区内碘浓度值减少至（0.45±0.29）mg/mL。认为通过比较肿瘤大小以及射频治疗前后水含量及碘含量，可反应肿瘤形态学及代谢状态并可评估治疗效果。国内亦有相关学者通过能谱CT研究射频消融后肺癌组织的代谢变化。任彦军等［24］发现20例患者射频消融治疗后病灶的IC值、70 kev水平CT值、λHU明显低于治疗前，认为能谱CT成像可反映NSCLC射频消融治疗前后病灶的血供特点变化，有助于评价射频消融治疗的早期疗效。

5 小结

能谱CT利用物质分离（碘基定量）及能谱曲线，在成像和定量分析方面显示出巨大优势，有助于肿瘤诊断与鉴别诊断、分期和评估疗效。单能量图像有助于确定肿瘤的浸润范围，并更多地应用于肺癌的定性、定量诊断及预后评估。对于肺癌的淋巴结定性，目前仍存在一些争议，有待进一步研究。

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［2016-08-19收稿］［2016-09-26修回］［编辑 江德吉］

R734.2

A

1674-5671（2016）06-04

10.3969/j.issn.1674-5671.2016.06.16

广西肿瘤学优势特色重点学科建设资助项目（02401212002）

赖少侣。E-mail：lsl1688@139.com