CT虚拟结肠镜对早期筛查结直肠癌的研究进展

黄天骄 史学森 孙凯

引用本文:
Citation:

CT虚拟结肠镜对早期筛查结直肠癌的研究进展

    通讯作者: 史学森, 1953461154@qq.com

Research progress of CT virtual colonoscopy for early screening of colorectal neoplasmas

    Corresponding author: Xuesen Shi, 1953461154@qq.com ;
  • 摘要: CT虚拟结肠镜(CTVC)应用临床以来,在结直肠癌(CRC)的诊断方面越来越显示出其独特的优势,较短的检查时间、较低的辐射剂量和高质量的成像使其成为CRC的早期筛查手段。笔者主要对CTVC在CRC早期筛查方面的进展和临床价值进行综述。
  • [1] Chen W, Zheng R, Zhang S, et al.Annual report on status of cancer in China, 2010[J].Chin J Cancer Res, 2014, 26(1):48-58. DOI:10.3978/j.issn.1000-9604.2014.01.08.
    [2] Siegel RL, Miller KD, Jemal A.Cancer statistics, 2016[J].CA Cancer J Clin, 2016, 66(1):7-30. DOI:10.3322/caac.21332.
    [3] Chen W, Zheng R, Baade PD, et al.Cancer statistics in China, 2015[J].CA Cancer J Clin, 2016, 66(2):115-132. DOI:10.3322/caac.21338.
    [4] Vining DJ.Virtual endoscopy:is it reality[J].Radiology, 1996, 200(1):30-31. DOI:10.1148/radiology.200.1.8657938.
    [5] Gasia MF, Ghosh S, Panaccione R, et al.Targeted Biopsies Identify Larger Proportions of Patients with Colonic Neoplasia Undergoing High-Definition Colonoscopy, Dye Chromoendoscopy, or Electronic virtual Chromoendoscopy[J].Clin Gastroenterol Hepatol, 2016, 14(5):704-712. DOI:10.1016/j.cgh.2015.12.047.
    [6] 孙凯, 史学森, 王吉凌, 等.双源计算机断层扫描双能量结肠镜检测结肠肿瘤确性的临床研究[J].中华消化杂志, 2015, 35(6):382-385. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-1432.2015.06.005.
    Sun K, Shi XS, Wang JL, et al.Clinical study on the accuracy of dual-energy computed tomography colonography in colorectal neoplasia detection[J].Chin J Dig, 2015, 35(6):382-385. doi: 10.3760/cma.j.issn.0254-1432.2015.06.005
    [7] Abraham HD, Andrea L.Atlas of virtual colonoscopy[M].New York:Springer, 2011.
    [8] Pooler BD, Kim DH, Pickhardt PJ.Potentially important extracolonic findings at screening CT colonography:incidence and outcomes data from a clinical screening program[J].AJR Am J Roentgenol, 2016, 206(2):313-318. DOI:10.2214/AJR.15.15193.
    [9] Pickhardt PJ, Hassan C, Halligan S, et al.Colorectal cancer:CT colonography and colonoscopy for detection-systematic review and meta-analysis[J].Radiology, 2011, 259(2):393-405. DOI:10.1148/radiol.11101887.
    [10] Badiani S, Hernandez ST, Karandikar S, et al.CT colonography to exclude colorectal cancer in symptomatic patients[J].Eur Radiol, 2011, 21(10):2029-2038. DOI:10.1007/s00330-011-2151-1.
    [11] Pickhardt PJ, Choi JR, Hwang I, et al.Computed tomographic virtual colonoscopy to screen for colorectal neoplasia in asymptomatic adults[J].N Engl J Med, 2003, 349(23):2191-2200. DOI:10.1056/NEJMoa031618.
    [12] De Haan MC, Van Gelder RE, Graser A, et al.Diagnostic value of CT-colonography as compared to colonoscopy in an asymptomatic screening population:a meta-analysis[J].Eur Radiol, 2011, 21(8):1747-1763. DOI:10.1007/s00330-011-2104-8.
    [13] Lara LF, Erim T, Schneider A, et al.Initial experience with a variable width and extreme tip angulation colonoscope[J].Tech Coloproctol, 2014, 18(12):1173-1175. DOI:10.1007/s10151-014-1223-z.
    [14] Pickhardt PJ.CT colonography for population screening:ready for prime time?[J].Dig Dis Sci, 2015, 60(3):647-659. DOI:10.1007/s10620-014-3454-2.
    [15] Chung SY, Park SH, Lee SS, et al.Comparison between CT colonography and double-contrast barium enema for colonic evaluation in patients with renal insufficiency[J].Korean J Radiol, 2012, 13(3):290-299. DOI:10.3348/kjr.2012.13.3.290.
    [16] 姜军, 李颖, 蒋力明, 等.气钡双重造影与CT仿真内镜技术对结直肠肿瘤诊断价值的前瞻性研究[J].中国医刊, 2015, 50(4):76-79. DOI:10.3969/j.issn.1008-1070.2015.04.023.
    Jiang J, Li Y, Jiang LM, et al.Prospective study of double-contrast barium enema and CT colonography in diagnostic value of colonrectal neoplasm[J].Chin J Med, 2015, 50(4):76-79. doi: 10.3969/j.issn.1008-1070.2015.04.023
    [17] Iafrate F, Iussich G, Correale L, et al.Adverse events of computed tomography colonography:an Italian National Survey[J].Dig Liver Dis, 2013, 45(8):645-650. DOI:10.1016/j.dld.2013.02.020.
    [18] Singh S, Kalra MK, Thrall JH.Automatic exposure control in CT:applications and limitations[J].J Am Coll Radiol, 2011, 8(6):446-449. DOI:10.1016/j.jacr.2011.03.001.
    [19] Flicek KT, Hara AK, Silva AC, et al.Reducing the radiation dose for CT colonography using adaptive statistical iterative reconstruction:A pilot study[J].AJR Am J Roentgenol, 2010, 195(1):126-131. DOI:10.2214/AJR.09.3855.
    [20] Perisinakis K, Seimenis I, Tzedakis AA, et al.Screening computed tomography colonography with 256-Slice scanning should patient radiation burden and associated cancer risk constitute a major concern?[J].Invest Radiol, 2012, 47(8):451-456. DOI:10.1097/RLI.0b013e318250a58c.
    [21] Berrington de González A, Kim KP, Knudsen AB, et al.Radiation-related cancer risks from CT colonography screening:a risk-benefit analysis[J].AJR Am J Roentgenol, 2011, 196(4):816-823. DOI:10.2214/AJR.10.4907.
    [22] Chang KJ, Yee J.Dose reduction methods for CT colonography[J].Abdom Imaging, 2013, 38(2):224-232. DOI:10.1007/s00261-012-9968-1.
    [23] Lambert L, Ourednicek P, Briza J, et al.Sub-milliSievert ultralow-dose CT colonography with iterative model reconstruction technique[J/OL], Peer J, 2016, 4: e1883[2016-04-01].https://peerj.com/articles/1883.pdf. DOI: 10.7717/peerj.1883.
  • [1] 李文婵刘甫庚姚稚明王宇芃刘秀芹张竹 . 偶发18F-FDG PET/CT结直肠局灶性摄取增高对结直肠早期腺癌及高风险腺瘤的预测价值. 国际放射医学核医学杂志, 2023, 47(5): 274-280. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202211008-00305
    [2] 于军张莺任东栋陈聪李洋任春玲蔡君18F-FDG PET/CT与PET/MRI在结直肠癌肝转移诊断中的比较分析. 国际放射医学核医学杂志, 2021, 45(2): 75-82. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202003009-00013
    [3] 胡红永汤建林李玉莹高柳燕唐秀萍 . 肿瘤标志物CEA、CA19-9、CA242联检在结直肠癌患者诊断中的应用. 国际放射医学核医学杂志, 2010, 34(2): 97-99. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2010.02.009
    [4] 马佶赟石洪成 . PET-CT在结直肠癌肝转移诊治中的应用进展. 国际放射医学核医学杂志, 2010, 34(4): 212-216. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2010.04.006
    [5] 田蓉蓉薄云峰张毅勋原凌赵铭张红雨18F-FDG PET/CT显像与结直肠癌治疗前分期的相关性研究. 国际放射医学核医学杂志, 2018, 42(1): 9-14. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2018.01.002
    [6] 张文成邓佳荣刘鑫张宏王治东沈丽萍 . 促癌基因SNORA72对结直肠癌细胞放射敏感性的作用研究. 国际放射医学核医学杂志, 2024, 48(2): 99-113. doi: 10.3760/cma.j.cn121381-202310003-00398
    [7] 张悦18F-氟脱氧葡萄糖PET和PET-CT在结直肠癌术后复发或转移中的应用价值. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(1): 34-36.
    [8] 郭仲秋刘启志潘桂霞张卫李潇王涛崔斌左长京程超18F-FDG PET/CT相关参数预测结直肠癌切除术预后的价值. 国际放射医学核医学杂志, 2019, 43(4): 295-302. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2019.04.001
    [9] 渠浩王振军陈大志王铁韩进杜燕夫李敏哲18F-氟代脱氧葡萄糖正电子放射导向手术在结直肠癌治疗中的初步应用. 国际放射医学核医学杂志, 2006, 30(3): 145-147.
    [10] 朱长春冯国兴董佳丽姜勉贺俊博樊赛军 . 应用生物信息学确定结直肠癌辐射抗性细胞的差异表达基因. 国际放射医学核医学杂志, 2018, 42(4): 340-345, 351. doi: 10.3760/cma.j.issn.1673-4114.2018.04.010
    [11] 汪太松赵晋华宋建华 . PET或PET-CT在肿瘤筛查中的应用价值. 国际放射医学核医学杂志, 2007, 31(6): 337-341.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  2963
  • HTML全文浏览量:  1828
  • PDF下载量:  2
出版历程
  • 收稿日期:  2016-08-06
  • 刊出日期:  2016-11-25

CT虚拟结肠镜对早期筛查结直肠癌的研究进展

    通讯作者: 史学森, 1953461154@qq.com
  • 1. 014030, 包头医学院
  • 2. 014030, 包头市肿瘤医院消化科
  • 3. 014040, 包头市中心医院影像科

摘要: CT虚拟结肠镜(CTVC)应用临床以来,在结直肠癌(CRC)的诊断方面越来越显示出其独特的优势,较短的检查时间、较低的辐射剂量和高质量的成像使其成为CRC的早期筛查手段。笔者主要对CTVC在CRC早期筛查方面的进展和临床价值进行综述。

English Abstract

  • 结直肠癌(colorectal cancer,CRC)是全世界发病率和病死率分别位居第3位和第4位的恶性肿瘤[1]。据美国癌症协会最新研究数据显示,CRC的病死率在美国所有癌症中位居第2位,每年约4.9万人死于此疾病[2]。在我国,CRC发病人数呈明显上升趋势,2015年已突破37.6万人/年,上升至各类肿瘤的第4位[3],严重威胁我国国民健康。

    • CTVC是1994年由Vining[4]首次提出应用于临床评估结直肠病变的成像方法。它对清洁并充气后的结肠进行容积扫描,扫描结束后采用融合图像调入Colon后处理软件获得CTVC图像,用Flythrough半自动软件沿肠腔观察病变,用三维表面遮盖法重建、容积重建技术对图像进行观察。

    • CTVC检查成功与否与肠道准备好坏密切相关。肠道准备方法与光学结肠镜(optical colonoscopy,OC)相同,即检查前进食低渣食物,检查当天禁食,口服复方聚乙二醇电解质溶液4000 mL。除口服药物清洁结直肠,粪便和流体的标记也很重要。许多影像中心利用碘水造影剂标记流体、稀钡标记粪便,从而提高残余流体和粪便的CT密度,有助于鉴别残渣与潜在的息肉和肿块,提高结直肠息肉以及CRC检测的准确率[5]

    • 患者采取仰卧位或俯卧位,先根据结直肠充气情况进行定位扫描。在呼气末屏气过程中采集图像,从而减小肺横向膨胀对结直肠的影响。扫描范围包括腹部及骨盆部。

    • 为了获得理想的容积扫描数据,要求在一次屏气内用尽可能薄的层厚、小的螺距准直比、小的扫描野、高的电流和电压扫描靶器官。通常情况扫描层厚1.00~1.25 mm,扫描野350~450 mm,管电流80~120 mA,管电压80~120 kV,重建层厚≤1 mm最佳。最新一代CT扫描仪适用于双能量CTVC,孙凯等[6]利用双能量技术,即使用不同能量的X射线(不同千伏),其优势是能更好地自动清除粪便,可有效区分出粪便残渣和肿块,有助于良恶性肿块的识别,可进一步提高CTVC检查的准确率。

    • CTVC技术自应用起在CRC的诊断中扮演着越来越重要的角色。它最初用于具有CRC患病风险而又拒绝传统结肠镜检查患者的结直肠筛查。接受抗凝治疗的患者尤为适合应用CTVC作为筛查方法,因为OC检查可能增加穿孔和出血的风险。CTVC技术刚发明时的检查结果是应用CT单探测仪扫描的二维图像,其检查的准确率不高。随着CT的不断发展,多排螺旋CT实现从单排到128排甚至更多排的CT快速扫描。图像重建和后处理算法的进步使CT数据实现了快速的可视化,任何视图可以实时重建。CTVC呈现三维图像的Flythrough模式视觉上类似于结肠镜检查,可在患者行CTVC检查后反复阅读图片。CTVC检查准确率的提升也提高了检查速度,多排螺旋CT可在患者单次呼吸时间内完成扫描,降低了呼吸伪影的发生率。低呼吸伪影发生率结合强大的多排螺旋CT设备及薄层使CTVC获得更加准确和丰富的图像信息。CTVC成像现已成为公认的筛查CRC的常规方式,美国癌症协会、美国放射学院以及美国结直肠癌多学会工作组联合发布文件指出,CTVC是每隔5年对无症状人群筛查CRC风险的恰当选择[7]。将CTVC的二维和三维图像结合起来可以同时显示腔内肿瘤和远处转移情况,可以对可疑肿瘤进行监测并监测肿瘤治疗后的复发情况,以便对治疗和预后作出指导[8]

    • 早期筛查CRC并进行合理治疗可有效延长患者的生存期,因此美国癌症协会建议无症状人群从50岁开始进行CRC筛查。CTVC可以清楚地显示结直肠内的肿瘤,一项纳入了49项研究的荟萃分析显示,CTVC诊断CRC的灵敏度与OC接近,分别为96%和95%[9]。另一项包含1171例有症状人群的研究显示,CTVC诊断CRC的灵敏度和特异度分别为95%和99%[10]。由于CRC的发生与腺瘤性息肉数目增多有关,早期筛查出腺瘤性息肉,并进行有效治疗可以有效地干预其演变为CRC,达到早期筛查CRC的目的。CTVC对CRC相关性息肉检测有较高的灵敏度。Pickhardt等[11]进行大样本研究,结果显示CTVC对于直径小于10、8、6 mm的腺瘤性息肉的灵敏度分别为93.8%、93.9%和88.7%,而OC对于这3种大小的腺瘤性息肉灵敏度分别为87.5%、91.5%和9.3%,CTVC对于直径小于10、8、6 mm的腺瘤性息肉的特异度分别为96%、92.2%和79.6%。一项针对5项临床研究的荟萃分析显示,CTVC对于大小在<6 mm、6~9 mm、≥10 mm的腺瘤性息肉的灵敏度分别为78%、83%和88%,特异度分别为95%、91%和98%[12]。另外,CTVC还可以识别OC漏检的息肉[10]。一项回顾性研究分析了CTVC联合OC检测腺瘤性息肉的准确率,结果显示通过CTVC检出OC漏检的腺瘤性息肉的比例为20/180,这些息肉可能是由于在结肠皱襞中、清肠不充分而被遮挡或者退镜中被遗漏的[13]。另外,CTVC可以同时显示肠腔外的肠道表现,增加了CTVC临床价值,Pickhardt等[14]在最近的研究中提出可以通过CTVC筛查肠外肿瘤。

    • 粪便隐血试验操作简单、无创、廉价、易于被检查者接受,但其仅提示消化道内出血性病变,不能准确地提示肿瘤,对腺瘤性息肉的灵敏度只有10%,而通常认为结肠息肉直径超过10 mm就有潜在的恶性病变可能,CTVC检查则具有高灵敏度的优势,其灵敏度在90%以上[11-14]

    • DCBE和CTVC均能发现CRC并且能对其部位进行精确定位。国外有研究表明,CTVC在病变检出方面优于DCBE[15]。姜军等[16]通过研究对比DCBE和CTVC对CRC的检出效能,发现CTVC在检出结直肠癌的效能方面明显优于DCBE,尤其对于 < 2 cm的病灶,CTVC更具优势。

    • CTVC相比OC筛查CRC具有潜在的优势。CTVC在非麻醉的状态下进行,避免了无痛肠镜的麻醉意外和吸入性肺炎产生的可能。它是一种快速的检查方式,大约需要10 s完成,且不需要麻醉师和护士在场,可以有效节省人员。CTVC是非侵入性检查,具有安全性高的特点,其穿孔率极低,最近的一项回顾性研究调查结果显示,4000多例接受CTVC检查的患者无死亡情况,其穿孔率为0.02%[17],其中与CTVC相关的穿孔病例主要涉及人工充气,由于可以通过自动CO2充气机取代人工充气,因此穿孔风险可以忽略不计。

    • 虽然CTVC作为CRC常规诊断的检查项目具有诸多的优点,但因其具有辐射性,该项检查存在一定的辐射暴露风险,因此降低CTVC的辐射剂量是临床工作者始终追求的目标。自动曝光控制技术可以根据患者体积自动调节管电流,从而显著降低辐射剂量,特别是对于体型较瘦的患者。腹部的CT扫描中使用自动曝光控制可降低20%~35%的辐射剂量[18]。另一种降低辐射剂量的方法是迭代重建,它采用传统滤波反投影后处理CT数据。迭代重建技术结合低管电流可以降低图像噪声并保持图像质量,有研究表明在CTVC中使用迭代重建技术降低辐射剂量并保持图像质量是可行的[19]。CTVC在不影响图像质量的前提下使用迭代重建技术可降低50%的辐射剂量。

    • CTVC作为筛查CRC的手段有着诸多优势,但相关研究人员也曾提出其辐射性可能对个体产生潜在危害。一项研究表明,CTVC作为筛查CRC的方法,每5年使用一次,个体筛查从50岁至80岁,其辐射剂量使个体致癌风险的增加值小于0.02%[20]。另一项研究比较CTVC筛查CRC的有效辐射剂量(其中男性为7 mSv,女性为8 mSv)诱导产生癌症的风险,结果显示50岁开始每做一次CTVC,致癌风险增加0.06%,并随个体年龄的增加而下降。应用各种模型计算显示,CTVC筛查50岁个体CRC的效益与风险比值在24:1至35:1之间,结果表明每5年对50~80岁人群进行CTVC筛查的益处明显大于其辐射风险[21]。目前进行CTVC检查的医疗机构评估CTVC检查平均有效辐射剂量<5 mSv(范围在3~8 mSv)[7],相当于检查者每年的背景辐射。最新一代CT有剂量减少机制(如自动剂量调制和迭代重建技术),将进一步减少辐射剂量[22-23],使辐射剂量小于1 mSv。

    • 随着CT及其后处理技术的发展,CTVC技术显著提高。现有技术条件下,辅助以良好的检查前准备,CTVC可逐步取代DCBE。在传统结肠镜检查不理想的情况下,CTVC可以作为良好的补充检查,其不但可以准确地做出诊断,而且可以就腹部情况对CRC进行分期。在进一步优化扫描参数的前提下,低剂量CTVC的辐射剂量甚至可低于DCBE,同时因其具有相对的安全性和非侵入性,有望取代传统结肠镜。

    • 综上所述,CTVC具有无创、快捷、准确和低辐射的特点,不仅可以筛查CRC,还可以了解肿瘤转移情况,实现了CRC检查无创性和准确性的结合,更有利于CRC的普遍筛查。随着CT设备及技术的不断发展,特别是第3代双源CT(SOMATOM Definition Flash)的问世,其空间分辨率及后处理功能极大地提高,有望进一步提高图像质量,降低辐射剂量,值得进一步探究。

参考文献 (23)

目录

    /

    返回文章
    返回