葉蘭靜，吳英寧

(1.右江民族醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，廣西百色 533000；2.右江民族醫(yī)學(xué)院研究生學(xué)院，廣西百色 533000)

原發(fā)性肝癌(primary hepatic carcinoma，PHC)，又簡(jiǎn)稱肝癌，是發(fā)生在肝臟最常見(jiàn)的惡性腫瘤之一，我國(guó)是肝癌負(fù)擔(dān)最重的國(guó)家之一，患病數(shù)約占全球人數(shù)近一半[1]。其病理分型分為肝細(xì)胞癌(hepatocellular carcinoma，HCC)、肝內(nèi)膽管癌(intrahepatic cholangiocarcinoma，ICC)和混合型肝細(xì)胞癌-膽管癌(combined hepatocellular cholangiocarcinoma，cHCC-CCA)三種。肝癌的治療一般分為外科手術(shù)類及非手術(shù)類，后者常使用的是經(jīng)皮肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)。由于早期的肝癌臨床癥狀不明顯，等到患者來(lái)院檢查時(shí)多已經(jīng)處于中晚期，因此對(duì)肝癌的診斷時(shí)間越早，對(duì)于治療方案的制定、患者的生存預(yù)后越有很高的價(jià)值。如今肝癌的影像確診以常規(guī)計(jì)算機(jī)斷層成像(computer tomography，CT)及磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)為主，當(dāng)在動(dòng)態(tài)增強(qiáng)影像上病灶表現(xiàn)出典型的“快進(jìn)快出”征象時(shí)，對(duì)肝癌的診斷明確，但是對(duì)于一些不典型強(qiáng)化的小肝癌來(lái)說(shuō)，此時(shí)的常規(guī)影像易漏診，甚至與肝臟其他腫瘤鑒別困難[2]。隨著近年CT技術(shù)的發(fā)展，能譜CT(Spectral energy CT)以一種提供多種參數(shù)成像定量定性結(jié)合分析的診斷方式，例如單能量圖、物質(zhì)分離基圖、有效原子序數(shù)、能譜曲線等，不僅為臨床醫(yī)生提供病變?cè)诔Ｒ?guī)影像上所見(jiàn)的解剖結(jié)構(gòu)，還提供其肉眼所不能見(jiàn)的內(nèi)部成分信息?，F(xiàn)今能譜CT在腹部的臨床應(yīng)用日漸成熟、較為廣泛?，F(xiàn)就能譜CT成像技術(shù)在原發(fā)性肝癌的應(yīng)用新進(jìn)展進(jìn)行闡述。

1 能譜CT成像原理及各項(xiàng)參數(shù)

隨著CT技術(shù)的不斷發(fā)展，從以往的頭顱CT、單螺旋CT等到現(xiàn)在多排螺旋CT、全身CT技術(shù)，能譜CT則是近幾年較為熱門的一項(xiàng)新技術(shù)，目前在臨床上較多運(yùn)用的主要以雙X線球管為中心的雙源CT和本文闡述的單球管為中心的能譜CT。后者能在0.5 s內(nèi)進(jìn)行高低能量(40～140 kev)的切換模式掃描，在縮短檢查時(shí)間的同時(shí)采集到同源、同時(shí)及同向的數(shù)據(jù)，最終可以產(chǎn)生101組單能量圖像，為臨床醫(yī)生后期進(jìn)行圖像分析處理提供多種信息。這一成像技術(shù)是由GE公司在十三年前所推出，而此項(xiàng)技術(shù)中使用的硬件材料和迭代算數(shù)重建法相比于傳統(tǒng)CT來(lái)說(shuō)較大提高了圖像清晰度及空間分辨率，患者在檢查時(shí)所受到輻射劑量也減低，同時(shí)能減少CT掃描里不能避免的偽影，提高病灶與周圍組織的對(duì)比度[3-4]。能譜CT最大的優(yōu)勢(shì)是其不僅能觀察病變的形態(tài)、大小及影像表現(xiàn)，還擁有特有的多參數(shù)成像方式，這些參數(shù)如單能量圖像、能譜曲線、物質(zhì)分離基圖、有效原子序數(shù)等技術(shù)能將疾病定量化展現(xiàn)在人們面前。

1.1 單能量成像和能譜曲線單能量成像是當(dāng)某一水平能量X線穿過(guò)物質(zhì)后衰減所產(chǎn)生的圖像，其衰減的程度和物質(zhì)自身密度相關(guān)。相比于傳統(tǒng)CT的混合能量，由于能譜CT有101組單能量圖像，臨床上便能根據(jù)自身需求運(yùn)用能譜CT選擇出某一能量水平的最佳圖像進(jìn)行分析，這類圖像的噪聲低，即病灶與周圍組織的對(duì)比度增高，更有利于小病灶的診斷，特別是在傳統(tǒng)影像上難以用肉眼直接分辨出的病變。由于不同物質(zhì)對(duì)X射線的吸收衰減不同，隨著X射線能量的變化而變化所形成的曲線稱為能譜曲線，能譜曲線反映了物質(zhì)的能量衰減特性，其在判定物質(zhì)成分同源性應(yīng)用價(jià)值高，特別是對(duì)轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的來(lái)源判斷上應(yīng)用較多。

1.2 去偽影硬化束傳統(tǒng)CT掃描檢查的圖像因易受硬化效應(yīng)、電子饑餓效應(yīng)等因素對(duì)骨關(guān)節(jié)金屬植入物術(shù)和顱內(nèi)動(dòng)脈瘤栓塞術(shù)后的評(píng)估都較為欠佳，能譜CT的去金屬偽影技術(shù)能很大改善這一不足，在相關(guān)研究里發(fā)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)在前者對(duì)植入物周圍的軟組織結(jié)構(gòu)如肌肉和肌間隙的清晰度有很大提高，并且在高能量區(qū)間偽影相對(duì)減小較多，甚至還發(fā)現(xiàn)在110 kev水平的去偽影技術(shù)能使圖像質(zhì)量評(píng)分高于傳統(tǒng)CT的混合能量，在后者則發(fā)現(xiàn)在60～65 kev的低能量水平段對(duì)顱內(nèi)血管結(jié)構(gòu)顯示較好，同時(shí)偽影減少[5-7]。

1.3 物質(zhì)分離基圖任意兩種基本物質(zhì)的X線吸收系數(shù)能決定任何物質(zhì)的吸收系數(shù)，反之，這個(gè)物質(zhì)對(duì)于X射線的衰減改變?cè)谝欢ǔ潭壬峡傻扔趦煞N基物質(zhì)的密度。對(duì)于基物質(zhì)的選擇是沒(méi)有局限性的，在臨床上常常使用的有碘水基圖、水碘基圖及鈣脂基圖等，主要還是碘水圖，這是因?yàn)橛跋裆显鰪?qiáng)掃描所用的對(duì)比劑是以碘元素為主要成分，在能譜CT動(dòng)態(tài)增強(qiáng)各期通過(guò)測(cè)定碘的含量，可以間接反映所圈畫的病灶或者器官組織內(nèi)部的血流豐富缺乏情況，這一原理已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床腫瘤疾病的診斷，如對(duì)肝臟良、惡性疾病的鑒別、傳統(tǒng)CT難以診斷的小肝癌、強(qiáng)化方式不典型的肝癌或血管瘤、肝癌經(jīng)放療或化療后的療效評(píng)估等[8-11]。

1.4 有效原子序數(shù)如果某一元素對(duì)X射線的衰減系數(shù)約與某化合物質(zhì)的衰減系數(shù)相同，那么該物質(zhì)的原子序數(shù)是這一元素的原子序數(shù)。在臨床上這一參數(shù)常用于結(jié)石成分的分析，有研究表明能譜CT分析草酸鈣、尿酸、胱氨酸、磷酸鎂胺四類成分結(jié)石和體外光譜分析法沒(méi)有差異，能較準(zhǔn)確地分析出這四種純成分的結(jié)石，同時(shí)也有人將原子序數(shù)和直方圖像相互結(jié)合能準(zhǔn)確區(qū)分出尿酸和非尿酸類的結(jié)石[12-13]。

2 能譜CT成像在原發(fā)性肝癌的臨床應(yīng)用

2.1 肝癌的檢出大部分原發(fā)性肝癌在影像學(xué)動(dòng)態(tài)增強(qiáng)上因典型的強(qiáng)化方式而較易診斷，但對(duì)于臨床癥狀不突出的早期小肝癌或者乏血供肝癌而言，因?yàn)閺?qiáng)化方式不顯著則容易漏診，能譜CT在這一診斷上較傳統(tǒng)影像有著高敏感、特異性。在YOO等人[14]研究里受到相同輻射劑量時(shí)，應(yīng)用能譜CT在40 kev能量水平顯示出更高的HCC對(duì)比度噪聲比(contrast-to-noise ratio，CNR)，即生成的圖像的質(zhì)量更好，病灶顯示更清晰，對(duì)HCC的檢出更有利。另外YOON等人[15]的研究發(fā)現(xiàn)能量處于50 kev時(shí)顯示HCC的CNR最佳。與前兩者結(jié)果相反的研究中[16]發(fā)現(xiàn)能量值與圖像主觀質(zhì)量評(píng)分之間呈正比，即隨著能量的增加，病灶顯示更清晰，同時(shí)研究得到在能量處于140 kev水平時(shí)，圖像的主觀質(zhì)量最高，意味著病灶與周圍肝實(shí)質(zhì)間的對(duì)比度有所提高，同時(shí)圖像噪聲被降低，能有效提高肝臟病變的檢出，這對(duì)于早期小肝癌及時(shí)檢出有著較大應(yīng)用價(jià)值。王朝軍等[17]研究發(fā)現(xiàn)相對(duì)于傳統(tǒng)CT影像，能譜CT的單能量參數(shù)檢出小肝癌準(zhǔn)確率較高，其中在動(dòng)脈期(arterial phase，AP)及門靜脈期(portal vein phase，PVP)增強(qiáng)兩期的對(duì)比度信噪比以及圖像質(zhì)量評(píng)分上，能譜CT比傳統(tǒng)CT有較大的優(yōu)勢(shì)。而在鄭應(yīng)心等[18]研究中兩類掃描方式得出的圖像質(zhì)量、CNR值上無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但應(yīng)用能譜方式掃描的輻射劑量明顯低于常規(guī)CT方式掃描，表明當(dāng)擁有相同診斷需求的圖像時(shí)，為了減少輻射劑量對(duì)患者的影響，可以選擇能譜CT成像方式。對(duì)于肝癌病灶診斷的敏感性，多個(gè)研究均表明能譜CT成像的優(yōu)勢(shì)，在ANZIDEI等人[19]研究中發(fā)現(xiàn)處于80 kev水平時(shí)對(duì)HCC的診斷更敏感。ALTENBERND等人[20]研究表明低能量圖像在檢測(cè)HCC病變方面更敏感，這一點(diǎn)和李衛(wèi)俠等[21]的研究結(jié)論相似，后者得出處于AP的50 kev水平的CT值對(duì)肝血管瘤(hepatic hemangioma，HH)和HCC鑒別有較高的敏感性、特異性，HH低于HCC。在XU等人[22]研究中得到HCC和局灶性結(jié)節(jié)增生(focal nodular hyperplasia，F(xiàn)NH)的CNR與能量增加呈反比，即隨著能量增大，圖像質(zhì)量越差，病灶和周圍肝實(shí)質(zhì)對(duì)比度減低，肉眼分辨較困難；并且該研究得出在40～70 kev水平時(shí)對(duì)兩者的檢出率更高。也有人得出在55～75 kev范圍的值對(duì)兩者更敏感[23]。對(duì)比能譜CT和MRI對(duì)肝癌成像上，PFEIFFER等人[24]的研究結(jié)果則是能譜CT的單能量圖像在HCC圖像質(zhì)量改善上有著較大的提升，從而病灶的檢出率較高。

2.2 肝癌的鑒別診斷在肝癌和肝臟常見(jiàn)病變的鑒別研究中，通過(guò)測(cè)量基物質(zhì)圖的參數(shù)值進(jìn)行不同比較這一主題如今也是較為熱門，有研究得出處于PVP的碘濃度(iodine concentration，IC)、病灶與周圍肝實(shí)質(zhì)碘濃度比值(lesion to normal ratio，LNR)、能譜曲線斜率這些參數(shù)值上富血供肝轉(zhuǎn)移瘤(hypervascular hepatic metastasis，HM)均高于HCC[25]。這一點(diǎn)和楊傳紅等[26]研究結(jié)果相反，該研究中發(fā)現(xiàn)處于PVP的三個(gè)能量下HCC的IC比HM高。這一點(diǎn)可能與HCC也有一定程度門靜脈供血，而轉(zhuǎn)移瘤多無(wú)肝硬化背景，門靜脈未見(jiàn)供血改變有關(guān)。有研究[9]表明在40～140 kev范圍的HH、HCC、FNH的CT值都隨著能量增加而下降，并且HH的平均值最低，F(xiàn)NH則是三者中最高，這表明不同能量水平對(duì)于鑒別不同肝臟病變有較高價(jià)值。另外AP的碘攝取率(iodine uptake ratio，IUR)在HCC與FNH的鑒別中具有更好的性能，IUR為病灶和周圍肝實(shí)質(zhì)碘濃度比值。FNH是由正常肝細(xì)胞異常排列形成的良性病變，不伴有肝硬化，除中心瘢痕以外呈富血供均勻強(qiáng)化改變，HCC則以肝動(dòng)脈供血為主，且多伴有肝硬化背景，兩者的IUR對(duì)比顯著；碘濃度比(iodine concentration ratio，ICR)在區(qū)分HCC與HH較好，考慮HCC增強(qiáng)以“快進(jìn)快出”方式強(qiáng)化，HH呈“快進(jìn)慢出”強(qiáng)化方式，兩者碘濃度差值較顯著。在彭誠(chéng)初等[10]研究中能量處于70 kev時(shí)對(duì)PHC和HH的鑒別診斷效果最好。也有相關(guān)研究得出FNH在AP、PVP中參數(shù)值均比肝癌高。同樣在張晨彩等[27]的研究中得到處于某一低能量范圍時(shí)HH的CT值低于肝癌，反之能量處于較高水平時(shí)則肝癌CT值低于HH，同時(shí)觀察得出兩者能譜曲線均呈下降趨勢(shì)。在LAROIA等人[28]研究里用能譜CT碘基圖參數(shù)來(lái)區(qū)分肝硬化背景下肝臟結(jié)節(jié)的良惡性以及潛在惡性，并將所得結(jié)果與病理相對(duì)比，最終證明結(jié)節(jié)處于AP的標(biāo)準(zhǔn)化碘濃度(normalize iodine concentration，NIC)、碘濃度差值(iodine concentration difference，ICD)的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異能夠?qū)⒉±碜C實(shí)的 HCC 或潛在惡性結(jié)節(jié)與再生結(jié)節(jié)區(qū)分開(kāi)。少數(shù)學(xué)者[29]研究HCC和肝神經(jīng)內(nèi)分泌腫瘤之間的鑒別，通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)碘攝取(normal iodine uptake，NIU)是區(qū)別兩者的最佳參數(shù)。

2.3 肝癌預(yù)后相關(guān)因素評(píng)估小肝癌早期手術(shù)切除后病灶仍容易復(fù)發(fā)，微血管侵及是引起此現(xiàn)象的一個(gè)重要的因素，確診微血管侵及情況主要依靠術(shù)后病理。能譜CT技術(shù)在預(yù)測(cè)肝癌微血管侵犯方面有研究[30]發(fā)現(xiàn)血管未侵犯組在AP的參數(shù)值均低于侵犯組，且AP的IC及曲線斜率對(duì)于二者的鑒別效能最好，測(cè)量碘濃度可間接反映腫瘤血流微循環(huán)情況，而肝癌微循環(huán)變化和肝癌血管侵及有關(guān)，當(dāng)肝癌內(nèi)見(jiàn)微血管侵及時(shí)，其血管內(nèi)皮細(xì)胞因子表達(dá)異常，致使新生微血管異常增生，血管通透性增加，碘含量相應(yīng)增加，這一結(jié)論與一些文獻(xiàn)結(jié)果相一致[31-32]，且在前者文獻(xiàn)研究里新增了有效原子序數(shù)參數(shù)；在YANG等人[33]研究里研究人員得出當(dāng)選擇0.188作為NIC閾值時(shí)對(duì)區(qū)別血管是否有侵及效能最大，這一值與李迪等人[30]研究得出的值(0.2)相近。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移是另一影響肝癌預(yù)后的重要因素，為了更好區(qū)分轉(zhuǎn)移性和非轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)，在ZENG等人[34]研究中將經(jīng)能譜CT模式掃描的淋巴結(jié)的可量化參數(shù)和病理結(jié)果相比較，得出在PVP中的IC、NIC診斷效率是最好的，其敏感度和特異度均高。

2.4 肝癌TACE術(shù)后療效監(jiān)測(cè)目前肝癌主要以外科手術(shù)切除為主，但是對(duì)于處于中晚期及不符合手術(shù)切除指征的病灶則經(jīng)皮肝動(dòng)脈化療栓塞術(shù)(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)作為首選方法，但因腫瘤血管再生等因素，術(shù)后復(fù)發(fā)、轉(zhuǎn)移率較高，對(duì)肝癌術(shù)后療效、預(yù)后的監(jiān)測(cè)便成為關(guān)注的重點(diǎn)，DSA是診斷的金標(biāo)準(zhǔn)，但DSA是一項(xiàng)有創(chuàng)檢查，因此暫時(shí)不能成為首要選擇；能譜CT作為無(wú)創(chuàng)的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)于術(shù)后監(jiān)測(cè)不論是靈敏性還是特異度均高于傳統(tǒng)CT掃描[35]；在另一研究中[36]將能譜CT技術(shù)和MRI相對(duì)比，得出其對(duì)TACE術(shù)后的殘余病灶、復(fù)發(fā)病灶的檢出靈敏度高于MRI，漏診低于MRI。而在訾學(xué)榮等[37]研究中將兩者成像方式聯(lián)合檢測(cè)得出以能譜成像和DWI功能成像結(jié)合對(duì)TACE術(shù)后效果預(yù)后檢測(cè)比單獨(dú)應(yīng)用較好。另外有研究[11]得出PVP的NIC在區(qū)分腫瘤活力區(qū)和相鄰正常肝實(shí)質(zhì)背景方面效率較低，能譜單能量CT值和AP的NIC在區(qū)別腫瘤壞死區(qū)及活動(dòng)區(qū)有很高的性能，可有效評(píng)估TACE術(shù)后的腫瘤活力。

3 小結(jié)與展望

能譜CT作為一項(xiàng)無(wú)創(chuàng)的新技術(shù)，其在腹部疾病的應(yīng)用上較為廣泛，除了像傳統(tǒng)CT掃描技術(shù)能觀察人體各個(gè)部位的解剖結(jié)構(gòu)以外，其特有的多參數(shù)成像方式還能分析肉眼無(wú)法分辨的病理組織信息，對(duì)病灶進(jìn)行定性定量分析，使得病變可視化、定量化將其展現(xiàn)在人們面前，如上述單能量成像檢出小病灶能力、鑒別肝臟各類良惡性病變、預(yù)測(cè)術(shù)后療效及肝癌預(yù)后影響因素的評(píng)估等。隨著多方面深入研究，今后若將能譜CT成像技術(shù)和其他先進(jìn)影像技術(shù)相結(jié)合，如影像組學(xué)、機(jī)器深度學(xué)習(xí)、分子影像學(xué)等，應(yīng)會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景及相應(yīng)的應(yīng)用價(jià)值。