能譜CT成像在胰腺癌術前精確TNM分期中的應用

　　胰腺癌是消化系統高發的惡性腫瘤，侵襲性強，預后不良。目前根治性手術切除仍然是胰腺癌主要治療方式，該病沒有特異性的臨床表現，85%的患者發現時已屬疾病晚期，失去了手術切除的機會。因此，早期發現胰腺癌并準確判斷其分期，是獲得最佳治療效果的關鍵。目前多層螺旋CT是胰腺癌主要的影像學檢查，而能譜CT成像（gemstone spectral imaging，GSI）是一種新興的檢查手段，優化觀察目標與背景的對比度和改善圖像質量，有助于發現小胰腺癌灶或與胰腺實質密度差異相近的癌灶，并準確顯示腫塊與周圍臟器、大血管之間的關系、淋巴結及腹腔轉移情況，進而判斷腫塊的TNM分期，提高臨床對胰腺癌術前可切除性評估水平。

　　1.GSI的基本原理與功能

　　1.1GSI的基本原理

　　GSI通過對高低（80\140）管電壓千伏峰值（kVp）下獲取的能量數據進行分析，然后通過碘/水等已知的物質隨能量變化的質量吸收函數獲取若干單能量（40-140KeV）圖像、能譜曲線、物質分離圖像及有效原子序數等多參數。實現更加精細的解剖成像，提高組織間的對比，更重要的是實現物質分離和定量分析，從而在形態和功能變化2個層面為全身各系統疾病提供更加準確、全面的診斷。

　　1.2GSI的四大工具

　　1.2.1單能量圖像（Monchromatic）

　　GSI可以通過計算最佳對比噪聲比（CNR）以及相應的能量值而獲得最佳單能量圖像，增加不同組織結構之間的對比，提高小胰腺癌灶或與胰腺實質密度相近的癌灶檢出率，清晰顯示各級動靜脈，從而為提高胰腺癌的檢出率及顯示病變與周圍臟器、血管的關系提供了可能。

　　1.2.2能譜曲線（Spectral HU curve）

　　GSI可以反映不同keV下感興趣區（ROI）的CT值變化規律。通過能譜曲線的比較，有助于分析病變的性質、比較病變之間的同質性及異質性。從而準確判斷胰腺癌是否存在淋巴結及遠處轉移，為臨床提供更確切、更精準的診斷。

　　1.2.3物質分離與定量（Material decomposition and density）

　　分析特定物質在X線吸收中的表達規律，選擇相適應的衰減高低不同的物質組成基物質對，進行物質分離及定量分析，可以發現組織器官以及病變間的病理變化規律，使得影像對胰腺癌的定性分析成為可能。

　　1.2.4有效原子序數（Effective-Z number）

　　在能譜分析中，有效原子序數檢測能對無機物進行定量分析，直接顯示感興趣區內無機物的原子序數，有助于物質檢測、鑒別及物質分離等，達到精確診斷和便于鑒別的目的。

　　1.3能譜圖像分析工具

　　1.3.1直方圖

　　直方圖在GSI分析中，可用于觀察不同興趣區的體素分布，有助于反映胰腺癌與周圍臟器、血管、淋巴結及遠處轉移的特性。

　　1.3.2散點圖

　　散點圖可反映物質和組織結構的特性，在反映病灶有無強化方面具有一定的優勢，可用來判斷胰腺癌是否存在淋巴結及遠處轉移。

　　2.GSI在胰腺癌術前精確TNM分期中的應用

　　2.1胰腺癌的分期研究進展

　　美國癌癥聯合會（AJCC）第8版胰腺癌TNM分期標準：腫瘤位于胰腺實質內，最大徑≤2 cm為T1期，將T1期腫瘤進一步分為T1a期，T1b期，T1c期，最大徑分別為0.5 cm，＞0.5-1.0 cm，＞1.0-2.0 cm；最大徑＞2-4 cm為T2期；腫瘤最大徑＞4 cm為T3期；腫瘤累及腹腔干，腸系膜上動脈和/或常見的肝動脈為T4期。臨床上，判斷腫瘤是否累及胰腺以外器官組織及周圍血管非常困難，導致T2期與T3期、T3期與T4期之間的界定非常困難。

　　無淋巴結轉移定義為N0期；轉移性淋巴結（1-3枚）為N1期；轉移性淋巴結（≥4枚）為N2期。未發生遠處轉移為M0期；發生遠處轉移為M1期。淋巴結及腹腔轉移是影響胰腺癌預后的重要指標，常規的混合能量CT只能發現較大的轉移灶，對于隱匿性的轉移灶則難以發現，由此造成胰腺癌可切除性中的假陰性比較高。GSI多參數圖像聯合應用，有利于提高對胰腺癌淋巴結及腹腔轉移檢出率。

　　2.2GSI對胰腺癌的診斷

　　胰腺癌屬乏血供腫瘤，低千伏GSI使得富血供的正常胰腺和乏血供病變的CT值差異更加顯著。研究表明胰腺癌最佳單能量的中位數40KeV，其所對應的CNR值較70KeV（相當于常規120KeV圖像）CNR值提高了10%以上。碘圖圖像對胰腺實質與腫瘤CNR及強化差異的顯示較其余各序列有著獨特的優勢。碘圖能夠消除平掃圖像中胰腺實質與病灶間的CT值不同的影響，突出其強化特征，使得腫瘤實質顯示更佳，提高小胰腺癌灶或與胰腺實質強化程度類似的病灶的檢出率，同時使病灶邊界更好的顯示，有助于胰腺癌病灶的體積測量及早期T分期的術前精準預測。

　　胰腺癌易累及鄰近臟器及血管，勾畫胰腺癌與鄰近臟器、胰腺癌與鄰近血管的ROI，分析能譜曲線斜率差異可以判斷臟器及血管是否受累。GSI評估動脈受侵的特異性為98.9%，敏感性為95%；評估靜脈受侵的特異性為100%，敏感性為90.6%；判斷總體血管受侵的特異性為99.2%，敏感性為93.5%，有助于術前胰腺癌T2期與T3期，T3期與T4期精確界定。

　　2.3GSI對轉移的診斷

　　2.3.1GSI對胰腺癌淋巴結轉移的診斷

　　胰腺癌早期即可發生淋巴結轉移，胰周淋巴結轉移率為40%-65%。是否存在淋巴結轉移以及淋巴結轉移數目是決定手術難易程度的關鍵因素。影像學檢查在評估淋巴結與轉移方面起著重要作用。普通CT上僅能測定淋巴結的短徑及數目，最大短徑≥10mm則高度提示轉移，但是，轉移或反應性炎性增生均可導致淋巴結腫大，因此，以淋巴結直徑為判斷指標，難以同時保證診斷的準確性。而GSI可以通過碘濃度定量分析和能譜曲線斜率比較來進行鑒別。

　　對原發灶與轉移性淋巴結碘基值比率、轉移性與非轉移性淋巴結的碘基值比率進行統計學分析，結果表明胰腺癌原發灶與轉移性淋巴結在動靜脈期的碘基值比率大致相似，而轉移淋巴結與非轉移淋巴結碘基值比率顯著不同。比較胰腺癌原發灶與淋巴結能譜曲線的斜率，轉移性淋巴結能譜曲線斜率與胰腺癌原發灶大致相仿，而非轉移性淋巴結能譜曲線斜率與原發灶差別顯著。

　　2.3.2GSI對胰腺癌遠處轉移的診斷

　　腹腔轉移是影響胰腺癌預后的重要指標，常規的混合能量CT只能發現較大的轉移灶，對于隱匿性的轉移灶則難以發現，由此造成胰腺癌可切除性中的假陰性比較高。GSI多參數圖像聯合應用，有利于提高對胰腺癌腹腔轉移檢出率。在檢出胰腺癌合并腹腔轉移方面，不同GSI下門脈期圖像均優于動脈期，可能為胰腺癌轉移灶與原發灶有共同的組織學起源，為乏血供病灶，門脈期病灶與周圍組織形成明顯的對比，但在碘基圖上對比度欠佳以及部分容積效應使得檢出率低。肝臟是胰腺癌最常見的遠處轉移的發生部位，因此，明確有無肝臟轉移是患者的治療方案的取舍的關鍵。

　　胰腺癌的肝臟轉移灶多為乏血供病灶，增強掃描動脈期強化程度難以分辨，僅部分病灶可有轉移瘤的典型強化方式。若胰腺癌肝轉移患者同時存在肝內小囊腫，普通螺旋CT通常較難鑒別二者。由于轉移灶與原發灶在組織學及血供特點等方面存在一定的相關性，能譜CT可以借助GSI的直方圖和能譜曲線對胰腺癌患者肝內低密度病灶是否與胰腺癌病灶同質加以判定，若這兩種病灶的直方圖和能譜曲線圖大致相仿，則證明肝內低密度病灶與胰腺癌病灶為同源性，胰腺癌肝轉移的診斷成立；若兩者的直方圖和能譜曲線圖差別顯著，則證明肝內低密度病灶與胰腺病灶為非同源性，排除胰腺癌肝臟轉移的診斷，從而打破了普通CT僅依靠形態學單一診斷的局面。

　　3.展望

　　GSI打破了普通螺旋CT單一形態學的疾病診斷模式，可以從功能學對疾病進行定性分析，推動了醫學影像學的發展，大大提高了胰腺癌CT影像診斷的精準性。GSI及其強大的后處理功能，使得對胰腺癌病灶的檢出、癌腫周圍臟器、大血管的受累程度、淋巴結及遠處轉移的診斷更加接近病理結果，使得影像科醫生術前精準預測胰腺癌的TNM分期成為可能，對于臨床醫師治療方案的取舍及病人的預后具有非凡的意義。