雙能CT增強掃描對鼻咽癌頸部轉移淋巴結放療敏感性的預測研究

王仕軍 湯春貴 郜發寶 李自康 張麗 謝應朗 馬婉軍 郝淑彬

鼻咽癌是頸部常見的惡性腫瘤之一，早期即可發生頸部淋巴結轉移[1]。延長病人生存期的關鍵是提高頸部轉移性淋巴結的控制率。由于鼻咽癌病人對放療敏感性存在個體差異，可導致放療療效和預后的不同，因此放療前選擇一種快速、準確、敏感的指標預測其放療敏感性并制定相應的個體化治療方案具有重要臨床意義。與傳統CT掃描（混合能量掃描）相比，雙能 CT（dual-energy CT,DECT）是一種快速、準確反映碘含量高低及碘濃度變化的技術，可進行定量分析，并能準確、客觀地對腫瘤治療療效進行評價[2]。目前有關DECT增強掃描對鼻咽癌頸部轉移淋巴結放療敏感性的相關研究少見報道，故本研究擬在放療前模擬定位掃描時運用雙源CT進行雙能量成像，根據不同能量下的CT值變化所對應的能譜參數，探討DECT增強掃描對鼻咽癌頸部轉移淋巴結放療敏感性的預測和應用價值，為臨床個體化治療提供新的思路和依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2014年5月—2017年12月期間52例在雅安市人民醫院進行放療的有頸部轉移淋巴結的鼻咽癌病人資料，其中男28例，女 24 例，年齡 29～77 歲，平均（52.65±10.07）歲。 根據放療療效分為無效組[13例，男8例，女5例；平均年齡（47.77±6.83）歲]和有效組[39 例，男 20 例，女19 例；平均年齡（54.62±10.66）歲]。 納入標準：①病理確診為鼻咽癌的病人；②頸部轉移性淋巴結的能譜曲線與鼻咽癌病人鼻咽部病灶的能譜曲線平行、接近[3]；③未接受任何藥物治療的首診病人；④分別于首次檢查后1、2、3個月后按時復查的病人。排除標準：①淋巴結內見壞死灶者；②合并其他部位腫瘤者；③最大淋巴結長徑<0.5 cm者。

1.2 設備與方法 采用Simens Somatom Definition Flash炫速第2代雙源CT進行掃描，在雙源螺旋CT掃描設備上安裝模擬定位儀。掃描范圍從顱底至胸鎖關節平面。掃描參數：管電壓80 kV、140 kV，采用自動管電流調節（CARE Dosed4D）技術，參考管電流320 mAs，準直 128×0.6 mm，轉速 0.5 s/r，掃描層厚5 mm，螺距0.7。采用迭代重組（sinogram affirmed iterative reconstruction,SAFIRE）技術進行重組，重組層厚1.5 mm，層間距1 mm。采用高壓注射器經肘正中靜脈注射對比劑碘佛醇 （含碘320 mg/mL，恒瑞制藥），注射劑量1~1.5 mL/kg體質量，注射流率為3mL/s，選取頸總動脈為檢測點，閾值設為100HU，延時20、60 s后行DECT增強掃描。放療前模擬定位時行頸部DECT增強掃描，1、2、3個月后復查在相同條件下完成檢查。

1.3 影像分析 數據傳至西門子MWWP（mulimodality workplace with Syngo software version VA20）工作站，使用Syngodual energy專用后處理軟件中的“Liver VNC”程序進行能譜曲線特征分析。在不同單能量（40、45、50、55…120、125、130、135、140 keV）條件下及影像對比噪聲比（CNR）值最高時對應的單能量條件下，在每例病人最大的淋巴結上選取興趣區（ROI）并測算其CT值，ROI包括盡量多的實性部分，對于邊界不清的應避開目標淋巴結以外的區域，由3位副主任醫師采用盲法對每個病灶分別測量3次，并取其平均值。同時測量病灶的碘基物質濃度（IC-L）以及同層頸動脈的碘基物質濃度（ICC），并計算標化碘基物質濃度（sIC=IC-L/IC-C）、能譜曲線斜率（λHU）及能譜曲線下面積（AUC）。

1.4 療效評價和分期 通過后處理軟件的MM oncology三維影像查看工具進行淋巴結分割成像，并測量淋巴結體積。參考實體瘤療效評價標準（response evaluation criteria in solid tumors,RECIST）1.1版，根據淋巴結體積的變化進行療效評價，分為完全有效 （病灶消失）、部分有效 （體積縮小30%以上）、病灶穩定（體積縮小小于30%）和病變進展（體積增加20%以上）。完全有效、部分有效病人的病灶變化已反復證實；病灶穩定的病人在治療后間隔1個月復查，且病灶測量中至少有一次病灶穩定。根據療效將病人分為有效組 （完全有效和部分有效）和無效組（病灶穩定和病變進展）。腫瘤的TNM分期標準采用2010年國際抗癌協會 （UICC）的TNM及臨床分期標準。

1.5 統計學方法 采用SPSS22.0統計軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，2組間比較采用獨立樣本t檢驗。計數資料以個（%）表示，2組間比較采用χ2檢驗。通過放療前淋巴結的sIC及λHU值的受試者操作特征（ROC）曲線分析評估放療療效的敏感度和特異度。計算能譜曲線斜率，采用“GraphPad”軟件計算能譜曲線的AUC。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 2組不同T分期分布的比較 放療無效組和有效組不同T分期的分布差異無統計學意義（P>0.05），見表1。

表1 2組T分期的分布比較 個/%

2.2 2組能譜曲線參數比較 有效組的sIC和λHU均高于無效組（均 P<0.05），見表 2、圖 1、2。 放療無效組和有效組能譜曲線的AUC差異無統計學意義（P＞0.05），見表 2。

表2 2組能譜曲線參數和AUC比較

2.3 ROC曲線分析 sIC的ROC曲線AUC=0.753，以放療前淋巴結的sIC≥26.50×10-2為閾值，敏感度為 74.4%，特異度為 84.6%；λHU的 AUC=0.689，以放療前淋巴結的λHU≥4.90為閾值，敏感度為69.2%，特異度為76.9%（圖3）。

3 討論

圖1 病人男，46歲，鼻咽癌頸部淋巴結轉移。A圖為治療前67 keV單能量圖，可見右側頸動脈鞘周圍淋巴結腫大；B 圖為 ROI能譜曲線，λHU=4.64；C 圖為碘基物質圖，IC-L=1.5 mg/mL，sIC=22.86×10-2；D-F 圖為單純放療結束2~3個月后與A-C圖相同層面的影像，可見淋巴結體積稍增大，療效評為無效。

圖2 病人男，52歲，鼻咽癌頸部淋巴結轉移。A圖為治療前66 keV單能量圖，可見左側頸動脈鞘周圍淋巴結腫大；B 圖為 ROI能譜曲線，λHU=5.63；C 圖為碘基物質圖，IC-L=1.8 mg/mL，sIC=30.00×10-2；D-F 圖為單純放療結束2~3個月后與A-C相同層面的影像，可見淋巴結明顯變小，療效評為有效。

圖3 sIC和λHU預測鼻咽癌頸部轉移淋巴結放療療效的ROC曲線

鼻咽癌病人易發生頸部淋巴結轉移[4-5]，首先轉移的區域是咽后組淋巴結[6]。CT影像上鼻咽癌頸部轉移淋巴結常表現為邊緣規則，增強掃描后呈輕-中度強化，大多數強化均勻，少數呈不均勻強化且病灶內出現大片狀壞死區為淋巴結轉移征象。臨床上鼻咽癌療效評價主要根據RECIST和WHO標準，依據腫瘤的大小變化進行療效評估，但其敏感性和準確性非常有限。隨著醫學成像技術的發展，出現了各種功能成像技術，如CT灌注成像和MRI的擴散加權成像等，它們依據各種參數反映腫瘤微循環血流動力學改變。各種評價方法均有其獨特的優勢和應用范圍，分子成像技術（如PET/CT）通過代謝狀態間接反映血管的生成和分布[7]，但其對咽后淋巴結的檢出率較低。CT灌注參數能預測鼻咽癌頸部轉移淋巴結對放療的敏感性[8]，但其最主要的缺點是輻射劑量高[9]。擴散加權成像（DWI）上可采用ΔADC值（放療前后ADC值的差值）作為判斷鼻咽癌放療短期療效的獨立預后因素[10]，但MRI的禁忌證較多。Kim等[11]報道DECT增強掃描對腫瘤的療效評估具有一定價值。能譜CT單能量影像的CT值和碘濃度有較好的相關性，可以反映真實的碘濃度[12]，且雙能量CT的物質分離可以精準地測量碘濃度，進而反映腫瘤的血流動力學變化。能譜CT成像是通過掃描中管電壓在0.5 ms內完成80 kV和140 kV之間的瞬時切換技術，獲取2組不同能量的數據，同時生成40～140 keV連續的101個能量水平，并得到物質的能譜曲線和物質分離圖像，如碘基圖、水基圖等[13]，而且DECT能對組織中的碘基物質濃度進行準確的定量分析[14]。

鼻咽癌放療療效的影響因素主要有腫瘤的大小、分化程度、臨床分期、治療方式和放療敏感性等，其中最重要的影響因素為病灶的放療敏感性。DECT可以產生多種物質（主要為水、碘、鈣等）分離圖像，在不同的基物質圖像上可以對該物質進行定量分析，由此能夠得到反映組織化學成分的組織特性圖，并量化成分的濃度，從而得到物質的碘基圖。碘基圖的成像基礎是組織微血管中碘對比劑的充盈，因此病灶內的碘濃度可以直接反映病灶的血供情況，碘濃度越高，血供越豐富[15]，亦即可以反映轉移性淋巴結的血供。本研究中有效組sIC值高于無效組，可能是由于有效組淋巴結的新生腫瘤血管較多。腫瘤對放療的敏感性及治療效果與腫瘤內血供及氧含量密切相關，血供越豐富，含氧量越多，放射治療敏感性越高，治療療效越好。無效組療效差可能與腫瘤內含有抗輻射性的克隆源性細胞較多有關。有效組λHU值高于無效組，因為有效組淋巴結的碘濃度高于無效組。在低keV下，不同組織之間的CT值差異較大。相同keV下，隨著碘濃度的升高CT值隨之升高，故斜率越大。有效組與無效組的AUC值比較差異無統計學意義，表明AUC值無法預測鼻咽癌頸部轉移淋巴結的放療療效。T分期是影響鼻咽癌放療療效的重要因素之一，對療效的判斷可能產生一定的影響，但本研究中無效組與有效組不同T分期的差異無統計學意義，從而排除其干擾。本研究通過ROC曲線對sIC值及λHU值進行分析顯示，以放療前淋巴結的sIC≥26.50×10-2和λHU≥4.90為閾值時得出的敏感度和特異度均較高（均＞69%），因此當放療前淋巴結的 sIC≥26.50×10-2和λHU≥4.90時，可以提示鼻咽癌頸部轉移淋巴結具有放療敏感性，即對放療有效。

適形調強放射治療應用于鼻咽癌后，使原發性鼻咽癌獲得了較好的放療療效，但仍有19%～56%的病人放療后5年內發生局部復發，如果出現復發或轉移，預后極其不良[16]。根據2010版美國國立綜合癌癥網絡指南，除去分期為T1N0M0以外的鼻咽癌均有化療指征，因此化療在鼻咽癌治療中也非常重要，本研究在放療定位時采用雙能量掃描模式進行定位，在不增加輻射劑量的情況下同時獲取能譜曲線參數，通過sIC值及λHU值來預測放療的療效，對一些預測療效不敏感的病人采用同步化療，可使局部晚期病人生存獲益，提高其治療療效。

本研究的不足之處在于鼻咽癌放療無效組的樣本量不足，而且預測鼻咽癌頸部轉移淋巴結療效的能譜參數較單一，在今后的研究中將進一步探討更多的具有預測價值的能譜參數，以彌補本研究的不足。