王明月，周悅，董軍強(qiáng)，高劍波

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，河南鄭州 450052

能譜CT評(píng)價(jià)兔VX2肝癌抗血管生成治療的實(shí)驗(yàn)研究

王明月，周悅，董軍強(qiáng)，高劍波

鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院 放射科，河南鄭州 450052

目的分析能譜CT對(duì)兔VX2肝癌模型抗血管生成療效評(píng)估的價(jià)值。方法將開(kāi)腹種植成功的68只肝癌模型，平均分為2組，對(duì)照組于移植瘤術(shù)后14 d開(kāi)始，每天靜脈注射和治療組相同劑量安慰劑，生理鹽水，連續(xù)注射7 d。治療組每天靜脈注射重組入血管內(nèi)皮抑制素連續(xù)注射7 d。對(duì)建模成功的兩組兔VX2肝移植瘤在種植后14 d、21 d均行能譜掃描。將重建圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)接跋窈筇幚砉ぷ髡具M(jìn)行分析。在碘基圖上定量測(cè)量腫瘤區(qū)域、鄰近無(wú)瘤肝組織、腹主動(dòng)脈的碘含量，分別計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（NIC），比較治療前后，腫瘤區(qū)域之間標(biāo)準(zhǔn)化碘含量的差異。結(jié)果治療前，實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組腫瘤組織NIC均大于鄰近無(wú)瘤肝組織，之間的差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），而實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組之間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。重組人血管內(nèi)皮抑制素（Endostar，恩度）治療后，治療組腫瘤區(qū)域NIC小于對(duì)照組，并且小于治療前腫瘤區(qū)域NIC，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論重組人血管內(nèi)皮抑制素（恩度）表現(xiàn)出明顯的抑制腫瘤血管生成作用，在化療的過(guò)程可通過(guò)能譜掃描評(píng)價(jià)抗血管治療的效果。

兔VX2肝癌模型；能譜CT；碘含量；血管內(nèi)皮抑制素；腫瘤血管生成

能譜CT（Energy Computed Tomography，Energy CT）是利用物質(zhì)在不同能量X線(xiàn)下所吸收的劑量不同，從而提供比常規(guī)CT更多的影像信息[1]?？梢酝ㄟ^(guò)能譜分析和基物質(zhì)密度圖像。例如，“碘-水”，用來(lái)分析組織病理學(xué)信息，并對(duì)其進(jìn)行定性、定量分析。在本實(shí)驗(yàn)欲通過(guò)能譜掃描中標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（Normalized Iodine Concentrations，NIC）的變化與兔VX2肝癌模型的血供變化的關(guān)系，來(lái)評(píng)價(jià)抗血管治療的療效，為臨床研究提供更好的診斷及評(píng)價(jià)腫瘤抗血管治療療效的無(wú)創(chuàng)的影像學(xué)評(píng)價(jià)手段和方法。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物

經(jīng)鄭州大學(xué)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。由河南省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供新西蘭大白兔68只，體重2.6～2.9 kg，雌雄不限。VX2荷瘤兔購(gòu)置于中山大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心。

1.2 肝癌模型的建立

動(dòng)物需術(shù)前12 h禁食，4 h禁水。采用開(kāi)腹種植接種瘤組織塊的方法進(jìn)行兔VX2肝移植瘤模型的種植，所有模型均由同一組醫(yī)師（1名外科主治醫(yī)師，1名住院醫(yī)師）進(jìn)行。于劍突下1 cm腹部正中線(xiàn)逐層切開(kāi)，切開(kāi)皮膚后，結(jié)扎手術(shù)區(qū)域腹壁血管，于結(jié)扎線(xiàn)中間，進(jìn)一步切開(kāi)，刀口長(zhǎng)約1.5 cm。開(kāi)腹后，可見(jiàn)肝左葉位于切口正下方，用無(wú)菌紗布輕輕拉出肝臟，用無(wú)齒鉗在肝左葉打一小斜行隧道，深約4 mm。棉簽輕壓止血后，用眼科鑷將瘤塊置于隧道底部，然后夾取2 mm×2 mm大小明膠海綿1小塊植入隧道內(nèi)。填塞后，用組織膠粘合隧道口，并腹腔噴曬4萬(wàn)單位慶大霉素，逐層縫合關(guān)腹。碘伏消毒手術(shù)區(qū)域。術(shù)后肌肉注射慶大霉素8萬(wàn)單位，連續(xù)3 d。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

68只成功種植的模型兔平均隨機(jī)分為兩組：生理鹽水滴注對(duì)照組（B組）和抗血管生成藥（恩度）治療組（A組）每組34只。于種植后14 d均做CT能譜掃描（Gemstone Spectral Imaging，GSI）成像。掃描后，動(dòng)物蘇醒后，將恩度和生理鹽水均采用耳緣靜脈滴注的方法，按照3 mg/kg的劑量進(jìn)行注射，連續(xù)注射7 d。每天滴注完畢后，拔出留置針，將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物放回實(shí)驗(yàn)籠內(nèi)，由專(zhuān)門(mén)的飼養(yǎng)人員飼養(yǎng)。種植后21 d（治療后7 d）對(duì)所有移植瘤模型做能譜CT掃描。用藥及后續(xù)觀(guān)測(cè)采用單盲法進(jìn)行，給藥人員在治療及觀(guān)側(cè)整個(gè)過(guò)程中不知道動(dòng)物具體的分組用藥情況。

1.4 檢查設(shè)備

GE Discovery CT750 HD 掃描儀進(jìn)行掃描。先掃平掃，然后進(jìn)行三期增強(qiáng)掃描，采用能譜模式采集圖像。管電壓：80 kVp和140 kVp快速瞬時(shí)切換；管電流，采用管電流選擇在噪聲指數(shù)（Noise Index，NI=8.0）的條件下選擇Auto mA。層厚與層間距均為5 mm，轉(zhuǎn)速為0.6 s/rot，螺距0.984：1。檢測(cè)血管選擇腹主動(dòng)脈，采用智能追蹤技術(shù)（Smart Prep）觸發(fā)掃描，監(jiān)測(cè)掃描間延遲（Monitoring ISD）選擇2.0。

1.5 GSI能譜分析

感興趣區(qū)（ROI）選擇在腫瘤組織和鄰近無(wú)瘤肝組織，注意感興趣選取時(shí)要避開(kāi)大血管，腫瘤感興趣選取時(shí)要選擇腫瘤周邊強(qiáng)化明顯的區(qū)域，盡量避開(kāi)液化壞死，并盡可能多的包括腫瘤組織。在生成的碘基圖上連續(xù)三個(gè)層面測(cè)量腫瘤組織、鄰近無(wú)瘤肝組織的碘含量ICtICl以及相應(yīng)層面腹主動(dòng)脈的碘含量ICaa。每個(gè)層面均測(cè)量三次，取平均值。然后計(jì)算分別計(jì)算治療前后標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（Normalized Iodine Concentrations，NIC）計(jì)算公式為NIC=ICROI/ICaa，標(biāo)準(zhǔn)化碘含量為感興趣區(qū)的碘含量與同層面腹主動(dòng)脈碘含量的比值。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 16.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，對(duì)模型種植后14、21 d腫瘤組織以及無(wú)瘤肝組織標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（NIC）采用兩個(gè)獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)。治療后治療組、對(duì)照組腫瘤組織的標(biāo)準(zhǔn)化碘含量分別比較采用兩個(gè)獨(dú)立樣本的t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

從建模后14 d到治療后，治療組腫瘤的大小無(wú)明顯變化，而對(duì)照組腫瘤體積明顯增大，部分肝癌模型出現(xiàn)腹水、轉(zhuǎn)移征象（圖1）。

圖1 能譜CT圖像

實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組腫瘤組織和無(wú)瘤肝組織的NIC比較差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。治療前（建模后14 d）分別比較試驗(yàn)組、對(duì)照組腫瘤組織的標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（NIC）和無(wú)瘤肝組織的NIC，均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）。治療后，治療組腫瘤區(qū)域和無(wú)瘤肝組織區(qū)域的NIC均較對(duì)照組減低（P＜0.001）（表1，圖2）。

表1對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組，在治療前和治療后7 d前腫瘤組織和正常肝組織碘含量比較

圖2 對(duì)照組、實(shí)驗(yàn)組治療前后腫瘤組織、正常肝組織碘含量

治療后，治療組腫瘤區(qū)域的NIC（0.570±0.029）較治療前（0.725±0.073）明顯減低（P＜0.001），而無(wú)瘤肝組織區(qū)域的NIC（0.482±0.046）較治療前（0.487±0.043）無(wú)明顯差異（P＞0.05）。對(duì)照組腫瘤區(qū)域與無(wú)瘤肝組織的NIC較治療前均增高。

3 討論

病變的血流動(dòng)力學(xué)變化是診斷疾病及判斷預(yù)后的重要因素之一[2]，腫瘤的血管對(duì)于腫瘤的生長(zhǎng)有著非常重要的作用，腫瘤實(shí)質(zhì)中只有擁有大量的供血血管時(shí)，腫瘤才能持續(xù)生長(zhǎng)，如果腫瘤的供血血管減少，腫瘤的生長(zhǎng)就會(huì)受到明顯的抑制，甚至出現(xiàn)凋亡和壞死，影像學(xué)中對(duì)于判斷腫瘤的血流動(dòng)力學(xué)變化，以往文獻(xiàn)中報(bào)道[3-4]有灌注成像，灌注成像的缺點(diǎn)是輻射劑量較高，對(duì)于肝癌化療后需多次影像學(xué)檢查判斷化療效果的患者，增加了風(fēng)險(xiǎn)。李劍穎[5]指出能譜CT是通過(guò)后處理軟件處理在不同基物質(zhì)的條件下例如碘-水，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分析，在碘基圖上可以測(cè)量碘含量。雙源CT的體模實(shí)驗(yàn)[6-8]以及大量的臨床實(shí)踐已證實(shí)通過(guò)相應(yīng)軟件可以獲得組織器官以及病變的碘含量，碘含量值和血管生成因子之間有一定的相關(guān)性。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)建立肝癌模型，并采用抗腫瘤血管生成藥物重組人血管內(nèi)皮抑制素（Endostar，恩度）進(jìn)行干預(yù)，在能譜CT上做了能譜分析，通過(guò)測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)化碘含量（NIC）判斷在治療過(guò)程中肝癌的血流動(dòng)力學(xué)。

本實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，動(dòng)脈期，實(shí)驗(yàn)組、對(duì)照組腫瘤組織的NIC均高于鄰近無(wú)瘤肝組織的NIC，肝癌模型中移植瘤是肝動(dòng)脈供血，動(dòng)脈期，移植瘤的血供較鄰近無(wú)瘤肝組織血供豐富。治療后，治療組腫瘤區(qū)域的NIC 較對(duì)照組減低，且較治療前減低，而對(duì)照組腫瘤區(qū)域的NIC較治療前增高，說(shuō)明重組人血管內(nèi)皮抑制素有抗血管生成的作用。對(duì)照組鄰近無(wú)瘤肝組織較治療前NIC升高，是因?yàn)椋瑹o(wú)抗血管生成藥物的干預(yù)，移植瘤的血管生成向鄰近正常肝組織浸潤(rùn)。本研究結(jié)果能很好的為肝癌抗血管治療中血流動(dòng)力學(xué)變化提供影像學(xué)信息。

隨著更先進(jìn)的影像掃描設(shè)備及后處理軟件的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，特別是高空間分辨率的多層螺旋CT成像及能譜單能量成像有助于肝臟小病灶的檢出，同時(shí)聯(lián)合功能學(xué)變化信息，能譜CT將會(huì)有更廣闊的臨床應(yīng)用前景。

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Experimental Study on the Evaluation of Anti-Angiogenesis Therapy in Rabbit VX2 Liver Cancers by Spectrum CT

WANG Ming-yue, ZHOU Yue, DONG Jun-qiang, GAO Jian-bo
Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou Henan 450052, China

ObjectiveTo explore the effectiveness of application of the spectral CT for the treatment of endostatin of the rabbit VX2 liver cancer model.MethodsThe 68 rabbits with VX2 liver tumors were randomly and evenly divided into Control Group and Trial Group with 34 rabbits in either group. From the 14 d after tumor transplantation, Group A was injected with endostain at the dose of 0.3 mg/kg continuously for 7 d; while, Group B was injected with saline and endostain at the same dose of 0.3 mg/kg with Group A continuously for 7 d, The rabbits were scanned to obtain gemstone spectral images. The reconstructed image data were transmitted to the image processing workstation for analysis. The iodine content of the tumor, area without tumor and the abdominal aorta were measured in the iodine map to calculate NIC (Normalized Iodine Concentrations). And the pre- and post-treatment NIC was compared.ResultsThe NIC of the tumor tissue in both Group A and Group B were higher than the liver tissue without tumor, with statistically significant difference (P＜0.05). After the endostatin Endostar treatment, the NIC of tumor of Trail Group was less than that of Control Group, and less than pre-trestment NIC, with statistically significant (P＜0.05).ConclusionThe endostain Endosar showed obvious antiangiogenic effects in spectrum CT scan to evaluate the tumor angiogenesis and the effect of the anti-angiogenesis therapy.

rabbit VX2 liver cancer model; spectral computed tomography; iodine content; endostatin; tumor angiogenesis

R735.7

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.07.006

1674-1633(2016)07-0019-03

2015-12-28

河南省醫(yī)學(xué)科技攻關(guān)項(xiàng)目（201204008）。

高劍波，教授。

通訊作者郵箱：cjr.gaojianbo@vip.163.com