能谱CT对TACE治疗原发性肝癌疗效的评估

张 旋，张 林，刘兵元

能谱CT对TACE治疗原发性肝癌疗效的评估

张 旋，张 林，刘兵元

目的通过能谱计算机X线断层扫描（computed tomography, CT）与常规CT的对比，探讨能谱CT在原发性肝癌（primary hepatic carcinoma，PHC）经导管动脉化疗栓塞术（transcatheter arterial chemoembolization，TACE）治疗后早期疗效评估中的价值。方法收集于2015-12至2016-05在新疆石河子大学医学院某附属医院被诊断为PHC并且需要进行第二次TACE治疗的患者共39例，每位患者在行第二次TACE治疗前均进行能谱CT检查，所有患者均获得常规CT图像（即混合能量图像）及能谱CT图像，并通过后处理工作站对能谱CT图像进行碘基图像重建，然后对瘤体进行CT值、碘浓度的测量，并进行对比。结果能谱CT判断PHC经TACE治疗后肿瘤复发或残留的灵敏度为96.77%（30/31），特异度为100.00%（8/8），误诊率为0.00%（0/8），漏诊率为3.23%（1/31）；常规CT判断PHC经TACE治疗后肿瘤复发或残留的灵敏度为67.74%（21/31），特异度为100.00%（8/8），误诊率为0.00%（0/8），漏诊率为32.26%（10/31）。结论能谱CT和常规CT均可通过判断是否有肿瘤残留或复发来对TACE治疗PHC的疗效进行评估，但能谱CT的评估准确性较常规CT高，对于TACE治疗PHC疗效的评估及指导再次介入手术的时机选择可提供更详细、更准确的影像资料，是一种更为可靠的评估方法。

原发性肝癌；能谱 CT；碘基图像；经导管动脉化疗栓塞术

原发性肝癌（primary hepatic carcinoma，PHC）是最常见的恶性肿瘤之一[1]。在我国，肝癌的发生主要与乙型肝炎相关，每年的新发病例占全世界新发病例的55%左右[2]。目前除手术切除及肝移植外，介入局部治疗等日渐受到重视，其中经导管动脉化疗栓塞（transcatheter arterial chemoembolization，TACE）是手术不能切除肝癌的主要治疗方法，其在抑制肿瘤生长、提高患者生存率等方面具有明显效果[3]，术后及时随访和准确评价疗效是TACE术取得良好临床疗效的重要保证。临床上常借助影像学方法对肝癌TACE术进行疗效评价，进而帮助判断预后及修改后续治疗方案。

近年来，能谱计算机X线断层扫描（computed tomography, CT）在肿瘤诊断及疗效评价方面的潜在优势日益凸显。能谱CT既有常规CT 的优点，可以多平面显示肿瘤、肿瘤供血动脉及周围结构的关系，提供比数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）更多的影像信息；同时能谱CT还有自己的特性：能真实反映碘含量（iodine content，IC），对化疗栓塞术后瘤体中的碘物质进行定性、定量分析，通过定量测量瘤体内实质碘含量（IC病灶）与周围正常肝组织碘含量（IC肝脏），从而较为准确判断术后瘤体血供情况[4-6]。本研究旨在探讨能谱CT对TACE治疗PHC疗效的评估价值。

1 对象与方法

1.1对象 收集2015-12至2016-05就诊于新疆石河子大学医学院某附属医院确诊为PHC并准备行第二次TACE治疗的患者39例，所有患者均签署知情同意书再行TACE治疗，且术前1～3 d均行能谱CT及常规CT检查，然后又经DSA复查证实，包括男35例（89.7%），女4例（10.3%），年龄42～79岁，平均（55.4±11.1）岁。

1.2检查方法

1.2.1CT检查方法 所有患者在行第二次TACE术前1～3 d均行能谱CT及常规CT检查，包括平扫、动脉期、门静脉期及延迟期。患者检查前8 h空腹准备，检查前15 min行肘前静脉穿刺置留置针，口服1000～1500 ml清水充盈上消化道。扫描采用GE Discovery 750 HD CT，患者体位为仰卧位、足先进、双臂上举，嘱其均匀呼吸。首先进行上腹部定位像扫描，确定扫描范围（膈顶至肝脏下缘），再进行平扫和三期增强扫描。平扫后动脉期扫描采用Smart Prep 技术在腹主动脉进行动态监测，监测开始时间为造影剂注射后10 s，监测阈值为100 HU，造影剂为高浓度（370 mg/ml）的非离子造影剂-碘帕醇（碘比乐），经肘前静脉由高压注射器注入1 ml/kg，生理盐水40 ml，注射流速为3.0 ml/s；门脉期为动脉期扫描结束后25 s开始；延迟期为门脉期扫描结束后90 s开始。

1.2.2DSA检查方法 采用的设备型号为GE3100，所有患者均经股动脉入路，常规行腹股沟区备皮、消毒、铺巾、局部麻醉穿刺点后，18 G单壁穿刺针Seldinger改良穿刺法穿刺右侧股动脉，造影剂为浓度300 mg/ml的碘海醇，至腹腔动脉常规造影明确肿瘤供血动脉分布，根据靶血管选择剂量及注射流率，经高压注射器注入，行动脉造影，连续采集图像，观察动脉期、实质期和静脉期表现。每例患者均根据TACE治疗前的造影结果，先行原供血动脉的造影观察有无血管再通及肝内侧支循环开放。超选择插入远端肿瘤供血动脉，必要时放于其他肝外侧枝动脉，造影剂总量6～10 ml，流速2～6 ml/s，观察肿瘤血管及染色情况。

1.3数据处理 将采集到的常规CT图像（即混合能量图像）及能谱CT图像传至GE adw4.6工作站，并重建出1.25 mm层厚平扫及3期（动脉期、门脉期、延迟期）碘基图像；在每一时相栓塞瘤体不同的层面上以“复制”“粘贴”方法选出5个感兴趣区，尽可能覆盖全部病灶，同时在其附近正常肝组织上用相同方法选取相同大小的感兴趣区；之后对每个感兴趣区进行碘浓度测量，包含各期的瘤体内实质碘含量IC病灶（3期增强IC病灶为该期病灶测量的碘浓度—平扫病灶的碘浓度）、周围正常肝组织碘含量IC肝脏（为该期周围正常肝组织的碘浓度）。常规CT亦用上述方法选取感兴趣区，进行CT值测定。所测量指标均为感兴趣区平均值。

1.4图像分析及评价 收集的所有常规CT、能谱CT及DSA检查的图像均由两名有经验的影像医师按照评估标准进行评判。评估标准如下，常规CT：若增强CT图像上病灶的碘油沉积呈斑片状或碘油稀少，动脉期扫描发现病灶仍有可辨强化区或有新发病灶（通过CT值的测量），判断病灶有残留或复发，为阳性；反之，判断病灶完全灭活或未复发，为阴性。能谱CT：在碘基图像上进行碘含量测量，若患者动脉期IC病灶明显高于IC肝脏，门脉期IC病灶与IC肝脏趋向平衡，判断病灶有残留或复发，为阳性；反之，IC病灶的波动与IC肝脏相当，判断病灶完全灭活或未复发，为阴性。DSA：行DSA检查发现病灶供血动脉未完全闭塞或有新增供血动脉，可见肿瘤血供及肿瘤染色，判断为肿瘤残留或复发，为阳性；反之，判断为肿瘤完全坏死或未复发，为阴性。以DSA结果为“金标准”进行对照，分别得出能谱CT、常规CT判断是否有肿瘤残留或复发的灵敏度、特异度、漏诊率、误诊率，从而来判断能谱CT对TACE治疗PHC疗效的评估价值。

1.5统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件进行分析，通过能谱CT及常规CT与金标准DSA的比较，得到真阳性、假阳性、真阴性、假阴性的例数，分别计算两种方法的灵敏度、特异度、漏诊率、误诊率、诊断指数，绘制受试者工作特征曲线 （receiver operating characteristic curve，ROC），通过曲线下面积来比较二者的检验效能。

2 结 果

2.1能谱CT判断是否有肿瘤残留或复发 在39例患者能谱CT重建出的碘基图像上测得肿瘤病灶及周围正常肝组织四期的碘浓度，并依据评估标准判断是否有肿瘤残留或复发的结果。以DSA作为“金标准”，能谱CT判断是否有肿瘤残留或复发的灵敏度为96.77%（30/31） ，特异度为100.00% （8/8），误诊率为0.00%（0/8） ，漏诊率为3.23%（1/31），诊断指数为196.77%。2.2 常规CT判断是否有肿瘤残留或复发 39例患者在获得的常规CT图像（即混合能量图像）上测得肿瘤病灶四期的CT值，并依据评估标准判断是否有肿瘤残留或复发的结果。以DSA作为“金标准”， 常规CT判断是否有肿瘤残留或复发的灵敏度为67.74%（21/31） ，特异度为100.00%（8/8） ，误诊率为0.00%（0/8） ，漏诊率为32.26%（10/31），诊断指数为167.74%。

2.3能谱CT与常规CT评估结果的比较 通过对能谱CT与常规CT数据的统计，并进行对比绘制出ROC曲线（图1），能谱CT的曲线下面积为0.984，常规CT的曲线下面积为0.839，能谱CT的曲线下面积更接近于1。

图1 能谱CT及常规CT检查的ROC曲线

3 讨 论

3.1能谱CT的特点 GE Discovery HD 750 CT 是采用宝石作为探测器，利用单球管在0.5 ms时间内瞬时完成高低能量切换，几乎在同时同角度得到了2个能量的采样。能谱CT的高压发生器采用了快速管电压开关的设计，可以使系统在0.5 ms周期内对X线进行80 kV和140 kV电压切换，实现瞬时变能。之所以采用宝石作为探测器材料，是因为与多层螺旋CT的稀土陶瓷探测器和钨酸镉探测器相比较，其稳定性高出20倍。宝石探测器具有的快初始速度、低余晖效应、良好的稳定性及通透性等优点。能谱CT各向同性分辨率达到0.23 mm，极大地提高了对细微结构和低密度分辨物的显示。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有用的诊断信息，在临床上有着巨大的应用价值。

3.2能谱CT评估TACE治疗PHC疗效的优势与不足 CT是对TACE治疗PHC疗效评估的主要手段[7]，而能谱CT具有多参数成像的优点，首先经过TACE治疗后肿瘤细胞将发生坏死，这种变化可导致CT值的改变；组织结构也会发生改变，而不同的组织结构和病理类型，其能谱曲线是不相同的[8]；其次经过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。TACE治疗使肿瘤细胞坏死，有效的治疗在早期即可引起肿瘤广泛坏死，正确了解肿瘤坏死程度对评价PHC介入治疗效果至关重要[9]。以此为基础，在PHC患者TACE术后随访中采用能谱CT多参数成像监测术后疗效，确定有无新发病灶，肿瘤坏死情况以及有无残留或复发的肿瘤活组织等较常规CT更为准确，通过ROC曲线下面积也不难看出，能谱CT的检验效能较常规CT高。但由于能谱CT图像数据量大，需后处理并进行测量，工作量相对较多，因此还未能完全取代常规CT来对TACE治疗后的PHC患者进行评估。

3.3能谱CT对TACE治疗PHC的指导意义 根据能谱CT显示肿瘤的数目、瘤体的大小、动脉期肿瘤增强的程度,可以大体估计碘油的用量；还可以根据肝动脉、门静脉等的显示，来判断肿瘤供血动脉的位置、名称、数量及与邻近血管的关系。对于多血供的患者,可以适当增加碘油的剂量；对于瘤体较大，超过肝脏体积70%，肝功能尚好者，可以少量分次栓塞；根据门静脉瘤栓形成部位考虑是否能够进行栓塞并估计碘油的用量。对于高流量的肝动脉门静脉瘤栓形成分流患者，可诱发或加重门静脉高压。临床表现为上消化道出血、大量腹水、顽固性腹泻、腹痛、消化不良等。此时应积极行肝动脉门静脉分流栓塞术，积极改善患者的症状，此种病例宜采取超选择至分流的供血动脉内，应用弹簧钢圈及无水酒精栓塞，达到安全栓塞，而不宜贸然行碘油栓塞。对于低流量的肝动脉门静脉分流患者，门静脉为顺肝方向流，则可用碘油直接栓塞化疗[10,11]。有了之前能谱CT对肿瘤供血动脉分析的基本信息，在行DSA检查时便可迅速、准确、有选择性的找到肿瘤供血动脉，从而进行化疗栓塞等治疗；这样既缩短了手术时间、减少了造影剂的用量，又降低了手术操作的复杂性、节约了一次性材料的使用。

3.4能谱CT的临床应用前景及意义 了解TACE 术后肿瘤的生存及血供情况是对临床治疗疗效评价的指标之一，也是判断下一步治疗的依据。 能谱 CT一次扫描产生两组图像（常规 CT图像、能谱图像），其既有常规CT的优点，通过MPR及MIP图像可多平面显示肿瘤、肿瘤供血动脉及周围结构的关系，提供比 DSA 更多的影像信息；通过VR 图像清晰显示血管的三维影像，并可任意角度旋转以弥补 DSA 重叠影像的不足[4,12,13]；又有自身优势，可绘制单能量图像、能谱曲线、物质分离与定量（碘基图、水基图等）及测量有效原子序数，可以通过不同KeV下的CT 值的改变、能谱曲线的变化，也可以真实反映肿瘤及正常肝组织的碘浓度[5,14,15]，对化疗栓塞术后瘤体中的碘物质进行定性、定量分析，通过了解碘含量的变化以了解瘤体的血供情况。从而对TACE治疗PHC的早期疗效进行定量评估，帮助判断预后，并指导选择再次介入手术的时机及后续治疗方案修改。

综上所述，能谱CT作为近年来新有的一种多功能、方便、快捷的检查方法，在判断TACE治疗PHC后是否有肿瘤残留或复发方面的特异性及敏感性均较常规CT高，可作为评估TACE治疗PHC疗效的更可靠的方法，为PHC患者经TACE治疗后的复查、预后判断及随访提供更多、更可靠、更详细的影像学依据及信息，具有广泛的临床应用前景。

[1]Karcaaltincaba M，Aktas A. Dual-energy C T revisited with multidetector CT: review of principles and clinical applications [J]. Diagnostic & Interventional Radiology, 2010, 17（3）:181-194. DOI:10.4261/1305-3825.DIR.3860-10.0.

[2]El-Serag H B, Rudolph K L. Hepatocellular carcinoma: epidemiology and molecular carcinogenesis[J]. Gastroenterology, 2007, 132（7）: 2557-2576. DOI: 10.1053/ j.gastro.2007.04.061.

[3]中华人民共和国卫生部.原发性肝癌诊疗规范（2011年版）[J].临床肝胆病杂志,2011, 20（11）:929-946. DOI:10.3760/cma.j.issn.1007-3418.2012.06.007.

[4]孙奕波,毛定飚,李 铭,等.原发性肝细胞癌供血动脉的能谱CTA与DSA的比较研究[J]. 医学影像学杂志, 2013, 23（11）:1718-1723. DOI: 10.3760/cma.j.issn. 1007-3418.2012.06.007.

[5]Zhang D,Li X,Liu B.Objective characterization of GE discovery CT750 HD scanner: gemstone spectral imaging mode[J]. Medical Physics, 2011, 38（3）：1178-1188. DOI: 10.1118/1.3551999.

[6]郑健辉，王秀河，张俊成，等.能谱 CT 碘基图对肝细胞癌化疗栓塞术后瘤体血供的分析[J].暨南大学学报（自然科学与医学版），2015，36（3）：269-274. DOI:10.11778/j.jdxb.2015.03.015.

[7]Maki S, Konno T, Maeda H. Image enhancement in computerized tomography for sensitive diagnosis of liver cancer and semiquantitation of tumor selective drug targeting with oily contrast medium [J]. Cancer, 1985, 56（4）:751-757. DOI: 10.1002/1097-0142（19850815）56:4＜751::AID-CNCR2820560409＞3.0.CO;2-Y.

[8]张泽轶, 赵卫东.能谱CT对原发性肝癌TACE疗效评估价值研究[J].中国现代医生, 2014（35）: 149-151.

[9]Padhani A. Unresectable hepatocellular carcinoma: serial early vascular and cellular changes after transarterial chemoembolization [J]. Radiology, 2009, 250（2）:466-473. DOI: 10.1148/radiol.2502072222.

[10]黄海峰.多层螺旋CT增强扫描造影剂注射速度对小肝癌诊断的影响ROC分析[J].中国药物经济学, 2014（1）:97-98.

[11]Yu J S, Kim K W, Sung K B,et al. Small arterial-portal venous shunts: a cause of pseudolesions at hepatic imaging [J].Radiology,1997,203（3）:737-742.DOI:10.1148/ radiology.203.3.9169697.

[12]王贵生，高建华，赵 帅，等.肝脏增强扫描门静脉期能谱CT与传统多层螺旋CT辐射剂量和图像质量的比较[J].中华放射学杂志，2013，47（4）：340-343. DOI:10.3760/cma.j.issn.1005-1201.2013.04.011.

[13]付 珺，胡俊岭.颈部能谱CT与常规CT扫描辐射剂量与图像质量的差异分析[J].临床医学研究与实践，2016，1（2）：48.

[14]叶 靖，高大志，吴晶涛，等.能谱CT碘含量定量测定技术在脑动脉介入术后的运用[J].中国现代医学杂志，2014，24（5）：88-91. DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2014.05.019.

[15]岳倩倩，王新怡，杨志强，等. 富血供肝脏转移瘤与肝细胞肝癌的能谱CT成像定量分析[J].山东大学学报医学版, 2016，54（7）：50-55. DOI: 10.6040/ j.issn.1671-7554.0.2016.058.

（2017-01-06收稿2017-03-09修回）

（本文编辑 孙秀明）

Evaluation of TACE in treatment of primary hepatic carcinoma with energy spectral CT

ZHANG Xuan, ZHANG Lin, and LIU Bingyuan. Department of Radiology, The First Hospital Affiliated to Medical College of Shihezi University, Xinjiang Uygur Autonomous Region, Shihezi 832000, China
Corresponding author: LIU Bingyuan, E-mail: lby6803@163.com

ObjectiveThis study aimed to evaluate the efficacy of transcatheter arterial chemoembolization (TACE) in the treatment of primary hepatic cancer (PHC) in the early stage by comparing energy spectral computer tomography (CT) with the conventional CT.MethodsThe sample consisted of 39 patients that presented to an affiliated hospital of Xinjiang Medical College of Shihezi University, that were previously diagnosed with PHC and needed TACE for the second time; each patient received energy spectral CT scans before undergoing TACE for the second time. The conventional CT images (mixed energy images) and spectral CT images were obtained, iodine-based images were reconstructed for energy spectral CT images through a post-processing workstation, and then the CT value and the iodine concentration of the tumours of all patients was measured and compared between the two methods.ResultsThe sensitivity of energy spectral CT in determing the tumor recurrence or residue of PHC after TACE treatment was 96.77% (30/31), the specificity was 100% (8/8), the misdiagnosis rate was 0% (0/8), the,missed rate was 3.23% (1/31); The sensitivity of conventional CT in determining the tumour recurrence or residue of PHC after TACE treatment was 67.74% (21/31), the specificity was 100% (8/8), the misdiagnosis rate was 0% (0/8), the missed rate was 32.26% (10/31).ConclusionsThe energy spectral CT and conventional CT can both be used to evaluate the efficacy of TACE in treatment of PHC through the determination of the tumour residue or recurrence, but the energy spectral CT is more accurate than conventional CT. It is a more reliable method to evaluate the efficacy of TACE and to provide a more detailed and accurate image data for the time of a second intervention.

primary hepatic cancer; energy spectral CT; iodine-based image; transcatheter arterial chemoembolization

R735.7；R730.44

10.13919/j.issn.2095-6274.2017.04.008

832000，新疆维吾尔自治区石河子大学医学院第一附属医院放射科

刘兵元，E-mail: lby6803@163.com