引用本文： 廖天一, 劉碩, 張翔, 蔡輝. 雙層探測器光譜CT在胃癌影像診斷中的研究進展. 中國普外基礎與臨床雜志, 2023, 30(9): 1124-1129. doi: 10.7507/1007-9424.202305023 復制
胃癌是全球發病率第5位的常見惡性腫瘤，也是癌癥相關死亡的第3大原因，其中近70%的胃癌患者在確診時已處于疾病的局部進展期或晚期[1]。近年來，由于疾病的早發現、早診斷、早治療理念的提出，胃癌的早期檢出率及生存率都顯著提高，有數據[2]顯示，病灶局限于胃黏膜及黏膜下層的早期胃癌患者的5年存活率可達95%。可見早期診斷胃黏膜的惡性病變顯得尤為重要。根據《胃癌影像學檢查與診斷規范化流程專家共識（2022版）》 [3]推薦，胃癌患者影像學檢查首選CT檢查（證據級別為Ⅱ級，推薦等級為強推薦，支持率100%）。然而胃作為空腔臟器，形態不固定，且在上腹部毗鄰臟器組織關系復雜，導致胃癌的影像學檢出、定位、診斷與鑒別診斷、分型、分期等方面存在一定的困難。隨著醫療技術的快速發展，近年來在多層螺旋CT基礎上研發應用了雙層探測器光譜CT（簡稱“光譜CT”）檢查，它不僅能獲得常規CT掃描的影像圖，同時也能提供物質成分相關的能譜參數等信息，使得它在臨床實際應用中獲得了較多關注。筆者現就光譜CT檢查及它在胃癌影像學診斷方面的應用和最新的研究現狀作一綜述。
1 光譜CT簡介
1.1 關于光譜CT
光譜CT的內部有一層以釔為基礎的閃爍晶體，可以有效地吸收低能的電磁波；其外部有一層硫氧化釓，可以有效地捕獲和傳輸更多的電磁波[4]。光譜CT作為目前唯一由探測器驅動的雙能量CT，采用雙層探測器，在固定單一管電壓（通常為120 kV）下進行雙能量數據采集，通過相互垂直的發射信號組成了立體的探測網絡，進而確保了掃描數據的完整性；此外，該系統還擁有立體式的數據采集技術，能快速地收集高低能量的信號，然后通過光譜工作站對收集的信號數據進行相關的能譜數據分析，比如后處理系統把X射線混合能量分解成40～140千電子伏特（kilo-electron voltage，keV）能級間連續的多個單能量keV圖像、有效原子序數圖、碘密度圖等有關參數信息[5-6]；該檢查實現了圖像的同源、同時、同向和同步能量分離掃描，檢查者在進行一次掃描后不僅可獲得常規的形態學圖像，還能得到物質密度信息，實現了影像檢查從影像圖片分析到物質成分分析，以及從形態學診斷進入功能學診斷的人體能譜成像的轉變；而且光譜CT采用同步能量分離掃描技術，它可以有效地抑制噪聲，改善圖像質量[7]，還具有提高疾病診斷的準確性[8]、有效減少掃描偽影[9]等諸多優勢。
1.2 光譜CT的參數特點
光譜CT檢查不需要預先選擇掃描方案，只需一次掃描就可以獲得常規CT影像信息和各種能譜信息。在實際應用中，常用的能譜參數包括：常規CT影像、虛擬單能量影像、基物質圖（碘密度圖）、能譜曲線、有效原子序數圖、虛擬平掃、尿酸圖等，通過分析這些參數信息可以更好地輔助影像診斷。① 虛擬單能量影像。光譜CT掃描可以得到40～140 keV能級間連續的多個單能量圖像，它能降低混合能量帶來的噪聲影響及硬化偽影，同時可以增強組織對比度。有研究[10]發現，圖像在高于80 keV時可以減少硬化效應及圖像偽影，在低于70 keV時可以增強組織間的對比度，從而幫助診斷人員快速發現病灶。② 基物質圖（碘密度圖）。基物質圖可用來揭示檢查部位的物質結構、性質、比例等，臨床上多選擇碘和水作為基物質對。其中碘密度圖可以將影像信息轉化為數值化的碘濃度值，進而直觀地分析物質成分的差異性。通過分析組織碘濃度值可以提高隱匿性病灶的檢出率，有利于惡性病變的早期發現；同時能更清晰地顯示攝碘區域及病變范圍，它既可以直觀地觀察組織有無異常碘攝取，也可以通過測量獲得具體的碘攝入量，從而提高對病灶診斷的敏感性[11]。③ 能譜曲線。它是在選定感興趣區后系統生成的物質特異性曲線，它的橫坐標為單能級水平，縱坐標為CT值，曲線反映了物質的CT值隨能級高低的變化情況。通過觀察能譜曲線，可以更好地了解不同物質和結構之間的能量衰減特征，從而更好地判斷腫瘤的來源和轉移情況[12]。如當多個區域的能譜曲線斜率類似，即曲線表現為平行或重疊時，則可認為它們是同源的物質，相反則表現為不同斜率的曲線，從而更加直觀地反映組織間的同源性或差異性。④ 有效原子序數圖。它是利用X射線的衰減特性推測物質的來源，即當某種混合物的衰減效應與某元素相似時，則可以認為兩者的有效原子序數接近[13]；當觀察某種混合物的X射線吸收率與特定元素的X射線吸收率相當時，在圖像上呈現出相似的顏色特點，即認為它們是同一來源的物質，從而與周圍其他成分相區分。⑤ 虛擬平掃、尿酸圖等其他參數。這些參數也能幫助疾病的早期檢測，在物質定量分析、定性檢測、各種物質的分離成像等方面的應用，為疾病診斷提供了全新的思路。
2 光譜CT在胃癌影像診斷中的應用
2.1 在提高影像質量中的應用
腹部增強CT作為診斷胃癌的首選影像學檢查，良好的圖片質量是疾病診斷的基礎。研究[14]表明，光譜CT提供的圖像質量要優于常規CT檢查。光譜CT掃描可以獲取基物質密度分布情況后生成碘-水密度圖，然后通過計算機對碘-水密度圖進一步處理，虛擬“減去”碘含量，可以得到虛擬的無反差圖像即虛擬平掃圖像[15]。有研究者[16]指出，光譜CT中虛擬平掃動脈期圖像相較于常規CT圖像的清晰度更高。在虛擬平掃圖像中，胃內癌-水對比噪聲比要高于常規平掃圖像。使用計算機重建可以有效降低圖像噪聲，圖像噪聲越低，對比噪聲比越高，較高的對比噪聲比與更清晰的病變顯示和更好的圖像質量有關，進一步提高了虛擬平掃圖像的對比噪聲比和圖片質量。虛擬平掃圖像可以代替常規平掃檢查，并且已被應用于肝腎疾病、腦出血等研究[17-18]中。由于虛擬平掃圖像可以得到常規的非增強掃描圖像的效果，所以光譜CT掃描成像中動脈期虛擬平掃圖像可以作為替代常規平掃圖像顯示胃癌病變和評估淋巴結轉移的一種選擇；而且通過虛擬平掃的應用也減少了患者CT掃描的次數，相應地減少了患者接受的輻射劑量，并縮短了患者的檢查時間。
2.2 在評估胃癌血管生成中的應用
腫瘤血管生成的定義是在已有的血管基礎上形成新的血管[19]，它是胃癌生長、侵襲和轉移的基礎。目前表示血管生成的標準方法是組織病理學計數微血管密度。既往研究[20]發現，微血管密度與CT值的高低呈正相關。另有研究[21]發現，CT灌注成像可以作為胃癌微血管狀態的評價工具，通過注入對比劑的攝取來定量分析感興趣區的血流信息，可以無創地定量分析腫瘤內的血管情況。雖然CT灌注成像顯示出了評估腫瘤血管生成的潛力，但其測量復雜、輻射劑量大，限制了其應用。相較于微血管密度計數，采用術前影像成像方式對腫瘤血管生成進行無創評估更易被接受和可行。光譜CT中的碘密度圖可以直觀地觀察組織有無碘攝取并量化分析。有研究[22]發現，光譜CT成像中碘的定量具有反映晚期胃癌血管生成的潛力，碘濃度被認為是灌注和腫瘤血管供應的間接標志；并且發現動脈期和靜脈期的標化碘濃度與微血管密度呈正相關，其中動脈期碘濃度可反映分化較好的胃癌血管生成情況，而靜脈期碘濃度與分化較晚、分化較差的胃癌血管生成有關，這可能是由于動脈期碘濃度主要反映了胃癌的血供和毛細血管密度，而靜脈期碘濃度反映在動脈期后血供的流動和血管內及血管外間隙造影劑的滯留情況。另有研究[23]揭示了腫瘤血管生成程度與病理分級密切有關，即腫瘤分化程度越差，微血管密度值越高。因此，可通過碘濃度值評估晚期胃癌的新生血管情況，進而評估腫瘤的分化程度。總之，應用光譜CT檢查中碘濃度的定量分析，可為無創評估胃癌的血管生成提供一種新的選擇，同時可以進一步評估胃癌的組織學情況，當然還需要更多的臨床試驗進行相關驗證。
2.3 在鑒別胃良、惡性病變中的應用
臨床上對胃癌的診斷以及它與良性胃黏膜疾病相鑒別的標準方法為消化道內鏡檢查[24]，結合活檢組織病理學結果提示其診斷準確性高。但是消化道內鏡檢查屬于侵入性檢查，且在常規內鏡檢查中，一些與周圍黏膜不易區分的早期胃癌可能會被漏診；此外，內鏡檢查并不能評估腫瘤的胃壁浸潤深度和遠處轉移情況。所以臨床上將多層螺旋CT視為判斷胃癌患者胃壁及胃周組織侵犯情況有效且無創的檢查工具。然而常規CT的平均衰減效應和硬化偽影會影響對病灶的檢測能力，尤其是胃的微小黏膜病變。光譜CT掃描提供了物質分解圖像，應用光譜CT中的基物質圖像（如水基和碘基材料分解圖像）可以反映正常胃黏膜和胃癌的不同吸收情況，定量測量碘濃度可有效反映病變的強化程度及血供情況。惡性腫瘤病灶中的碘濃度會高于良性病變，這可能與腫瘤發展過程中血管生成增加有關，導致它在CT掃描中呈現強化表現。有文獻[25]報道，碘濃度值鑒別胃癌和良性胃黏膜病變的敏感性在靜脈期分別為88.89%和90.48%，動脈期分別為71.43%和88.89%。有研究[26]結果表明，無論是在動脈期還是靜脈期，胃癌的碘濃度都明顯高于正常胃黏膜，提示碘濃度在鑒別正常胃黏膜和胃癌中具有較高的敏感性和特異性，該研究中還特別指出，光譜CT掃描參數的碘定量分析可以有效地鑒別胃良惡性黏膜病變，尤其是在靜脈期定量測量碘濃度在惡性病灶中要明顯高于良性病變，其診斷準確性高于常規CT檢查，同時因為血管生成是腫瘤發生的基礎過程，由于腫瘤血管生成的差異性，碘濃度的定量測定也有助于區分分化不良和分化良好的胃癌，即在高分化胃癌中碘濃度值明顯低于在低分化胃癌中。許多研究者[27-28]提出了使用碘濃度對良惡性疾病進行鑒別，如Li 等[28]的研究表明，碘濃度能有效區分甲狀腺微癌和微結節性甲狀腺腫。從以上研究結果提示，相較于胃鏡活檢侵入性檢查，選擇光譜CT檢查中碘濃度值也能有效鑒別胃良惡性改變，并表現出較多層螺旋CT更高的敏感度。
2.4 在胃癌臨床分期中的應用
美國國立綜合癌癥網絡指南[29]建議，術前通過CT掃描、超聲內鏡、正電子發射CT、MRI和腹腔鏡檢查來確定胃癌的TNM分期，其中CT檢查是臨床實踐中最常用的影像學方式，增強CT可評估腫瘤浸潤深度、淋巴結及遠處器官轉移情況，可指導胃癌術前分期，輔助術后隨訪。光譜CT同常規CT一樣，除了能夠辨別胃壁的各層結構，以及顯示胃惡性病變對胃壁浸潤深度及其鄰近組織臟器是否累及外，還可通過能譜相關參數對腹腔異常淋巴結、可疑轉移灶進行同源性分析，從而更準確地判斷腫瘤術前的臨床TNM分期。
2.4.1 光譜CT與胃癌臨床T分期
臨床T分期通常是根據腫瘤對胃壁各層結構的浸潤深度不同來判定。常規CT增強掃描是胃癌檢測和分期的一線影像學手段，它結合多平面重建對胃癌患者胃壁侵犯的診斷已被證明是有效的[30]。然而常規CT增強掃描技術僅依賴于形態學標準，缺乏定量分析的參數。以往關于CT檢查對胃癌T分期的報道結果存在較大差異，且當炎癥反應使病變和周圍組織的界面模糊時會發生錯誤診斷。而光譜CT檢查提供的物質分解圖像，可以定量地繪制組織增強圖像中的碘濃度，從而更精確地識別出胃癌的早期階段，它可以根據CT檢查中每個部位的特征以及腫瘤病灶侵及范圍來估計癌細胞的擴散情況；通過成分分析、同源性分析等手段可以更容易且準確地判斷是否存在胃惡性轉變，同時通過觀察胃壁受累情況判斷腫瘤侵犯程度。一項胃癌回顧性研究[31]結果顯示，應用多種能譜參數對圖像進行分析，可觀察到胃壁增厚情況、癌腫浸潤深度、強化方式及程度、周圍浸潤轉移情況，并用能譜分析軟件獲得能譜曲線，利用能譜曲線斜率變化等參數可對胃癌術前T分期做出精確評估，其T1、T2、T3、T4期診斷準確率分別為89.36%、93.28%、96.57%、95.62%。另有研究[32]發現，在單能級為70 keV左右時，可為胃癌提供最好的對比度噪聲比，選擇最佳的能量水平時，其圖像對比度分辨率更高，可更準確評估腫瘤對胃壁的浸潤深度，并識別腫瘤與鄰近器官之間的薄脂肪平面，避免CT檢查中的部分容積效應，從而提高了T分期的診斷準確率，尤其是對于T3和T4a期胃癌，T3期胃癌的胃周圍脂肪組織的碘濃度明顯更高，提示，隨著胃癌惡性程度升高，其血管生長會變得更加快速。因此，CT增強效果取決于腫瘤的微血管密度、對比劑充盈程度以及未完全發育的血管壁狀況，當微血管密度顯著增高時，腫瘤細胞的吸收碘能力也會提高，從而使得胃癌的T分期也會提高[22]。
2.4.2 光譜CT與胃癌臨床N分期
淋巴結轉移是胃癌最重要的轉移方式。術前淋巴結狀態的準確評估直接影響治療策略和手術方案的選擇，且有助于預測胃癌患者的預后情況。CT檢查因其空間分辨率高、掃描速度快、圖像質量穩定，是最常用的胃癌術前分期方法。然而CT對淋巴結的評價主要取決于淋巴結的大小、形態和增強情況，準確率一般。在CT檢查中，判斷胃癌患者是否存在淋巴結轉移是根據影像圖中在胃所屬的第12組淋巴結區域是否有異常強化的腫大淋巴結及其數量，當強化淋巴結最大直徑 ≥1.0 cm或直徑為0.7～1.0 cm且表現為強強化、圓形、中央壞死或淋巴結周圍浸潤時，可認為淋巴結陽性即提示轉移，然而對陽性淋巴結數量的準確診斷具有一定難度，尤其是小淋巴結轉移，其N分期診斷準確率為56.9%[33]。有研究[34]顯示，常規CT掃描對胃癌的臨床N分期的N0、N1、N2、N3a、N3b的診斷準確率分別為82.9%、83.3%、85.7%、92.3%、88.2%。而另有研究[35]表明，使用光譜CT在最佳能級水平的圖像中對N0、N1、N2和N3的臨床T分期準確率分別為85.4%、84.4%、91.7%和98.9%。研究者們分析光譜CT提高分期準確率的原因，與最佳能級圖像顯示了更好的對比度分辨率有關，同時光譜CT顯示的異常淋巴結所表現出的碘濃度值、有效原子序數圖像等參數也有助于更好地評估胃癌淋巴結轉移情況，其多參數輔助診斷的特點使得它對轉移淋巴結的診斷更簡便且有效。
2.4.3 光譜CT與胃癌臨床M分期
晚期胃癌可通過血液或淋巴結轉移擴散到鄰近器官或發生遠處轉移。有證據[36]表明，晚期胃癌中有50%會發生腹膜轉移。然而，影像學上判斷是否發生腹膜轉移是通過觀察腹膜是否有增厚或伴強化、腹水和多發性腸系膜或網膜結節等其他表現確定的，其診斷準確性不高。有研究者[37]報道，通過分析包括動靜脈期40～140 keV單能量CT值、碘濃度值、能譜曲線斜率等參數對晚期胃癌進行臨床M1分期，其準確性可達94.59%，該研究中還指出，通過能譜曲線斜率可了解到病灶形態學特征并客觀地評價轉移病灶與胃癌原發灶的同源一致性，能對胃癌臨床M分期準確性的定性評估提供較為可靠的數據支持。有研究[38]顯示，淋巴管道和神經周圍侵犯在胃癌患者中是復發和轉移的獨立危險因素，淋巴管道侵犯和神經周圍侵犯作為重要的病理因素，兩者常合并分析，均提示腫瘤具有較高的侵襲性。另有相關研究[39]顯示，在CT掃描的動脈期和靜脈期中，淋巴管道侵犯和神經周圍侵犯陽性者的有效原子序數值和碘濃度值均高于其陰性者，且研究還指出，靜脈期的有效原子序數值和碘濃度值較動脈期具有更高的預測性能。當患者出現肝轉移等遠處轉移時，通過光譜CT的多參數輔助可較好地被發現。目前，國內外針對胃癌遠處轉移的影像學研究報道及相關文獻資料較有限，還需更多的臨床研究進行論證。
3 總結與展望
光譜CT作為近年來推行的一種CT檢查技術，它不僅具備了較常規CT更好的形態學診斷效能，而且還能提供更多的能譜數據，其中虛擬平掃、碘密度圖、有效原子序數圖等參數在對胃癌早期診斷、胃癌血管生成評估、胃良惡性疾病鑒別、胃癌臨床分期、分級等應用中表現出明顯的優勢。盡管目前的研究取得了一定的成效，但仍存在一些問題，如目前大多數相關研究中納入的樣本量較小，且多為回顧性、單中心研究，這可能會影響研究結果的可靠性和通用性，未來的相關研究應向大樣本量、前瞻性、多中心研究發展，更好地為臨床推廣應用光譜CT提供理論與實踐數據；目前與胃癌相關的光譜CT研究多集中于碘密度，后續的研究應該多關注光譜CT中其他有用的參數在臨床實際應用中的優勢，同時進一步評估光譜CT各參數的診斷準確性。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：廖天一負責查閱文獻、設計選題及撰寫文章；劉碩和張翔參與查閱文獻；蔡輝校對文章及指導選題設計。
胃癌是全球發病率第5位的常見惡性腫瘤，也是癌癥相關死亡的第3大原因，其中近70%的胃癌患者在確診時已處于疾病的局部進展期或晚期[1]。近年來，由于疾病的早發現、早診斷、早治療理念的提出，胃癌的早期檢出率及生存率都顯著提高，有數據[2]顯示，病灶局限于胃黏膜及黏膜下層的早期胃癌患者的5年存活率可達95%。可見早期診斷胃黏膜的惡性病變顯得尤為重要。根據《胃癌影像學檢查與診斷規范化流程專家共識（2022版）》 [3]推薦，胃癌患者影像學檢查首選CT檢查（證據級別為Ⅱ級，推薦等級為強推薦，支持率100%）。然而胃作為空腔臟器，形態不固定，且在上腹部毗鄰臟器組織關系復雜，導致胃癌的影像學檢出、定位、診斷與鑒別診斷、分型、分期等方面存在一定的困難。隨著醫療技術的快速發展，近年來在多層螺旋CT基礎上研發應用了雙層探測器光譜CT（簡稱“光譜CT”）檢查，它不僅能獲得常規CT掃描的影像圖，同時也能提供物質成分相關的能譜參數等信息，使得它在臨床實際應用中獲得了較多關注。筆者現就光譜CT檢查及它在胃癌影像學診斷方面的應用和最新的研究現狀作一綜述。
1 光譜CT簡介
1.1 關于光譜CT
光譜CT的內部有一層以釔為基礎的閃爍晶體，可以有效地吸收低能的電磁波；其外部有一層硫氧化釓，可以有效地捕獲和傳輸更多的電磁波[4]。光譜CT作為目前唯一由探測器驅動的雙能量CT，采用雙層探測器，在固定單一管電壓（通常為120 kV）下進行雙能量數據采集，通過相互垂直的發射信號組成了立體的探測網絡，進而確保了掃描數據的完整性；此外，該系統還擁有立體式的數據采集技術，能快速地收集高低能量的信號，然后通過光譜工作站對收集的信號數據進行相關的能譜數據分析，比如后處理系統把X射線混合能量分解成40～140千電子伏特（kilo-electron voltage，keV）能級間連續的多個單能量keV圖像、有效原子序數圖、碘密度圖等有關參數信息[5-6]；該檢查實現了圖像的同源、同時、同向和同步能量分離掃描，檢查者在進行一次掃描后不僅可獲得常規的形態學圖像，還能得到物質密度信息，實現了影像檢查從影像圖片分析到物質成分分析，以及從形態學診斷進入功能學診斷的人體能譜成像的轉變；而且光譜CT采用同步能量分離掃描技術，它可以有效地抑制噪聲，改善圖像質量[7]，還具有提高疾病診斷的準確性[8]、有效減少掃描偽影[9]等諸多優勢。
1.2 光譜CT的參數特點
光譜CT檢查不需要預先選擇掃描方案，只需一次掃描就可以獲得常規CT影像信息和各種能譜信息。在實際應用中，常用的能譜參數包括：常規CT影像、虛擬單能量影像、基物質圖（碘密度圖）、能譜曲線、有效原子序數圖、虛擬平掃、尿酸圖等，通過分析這些參數信息可以更好地輔助影像診斷。① 虛擬單能量影像。光譜CT掃描可以得到40～140 keV能級間連續的多個單能量圖像，它能降低混合能量帶來的噪聲影響及硬化偽影，同時可以增強組織對比度。有研究[10]發現，圖像在高于80 keV時可以減少硬化效應及圖像偽影，在低于70 keV時可以增強組織間的對比度，從而幫助診斷人員快速發現病灶。② 基物質圖（碘密度圖）。基物質圖可用來揭示檢查部位的物質結構、性質、比例等，臨床上多選擇碘和水作為基物質對。其中碘密度圖可以將影像信息轉化為數值化的碘濃度值，進而直觀地分析物質成分的差異性。通過分析組織碘濃度值可以提高隱匿性病灶的檢出率，有利于惡性病變的早期發現；同時能更清晰地顯示攝碘區域及病變范圍，它既可以直觀地觀察組織有無異常碘攝取，也可以通過測量獲得具體的碘攝入量，從而提高對病灶診斷的敏感性[11]。③ 能譜曲線。它是在選定感興趣區后系統生成的物質特異性曲線，它的橫坐標為單能級水平，縱坐標為CT值，曲線反映了物質的CT值隨能級高低的變化情況。通過觀察能譜曲線，可以更好地了解不同物質和結構之間的能量衰減特征，從而更好地判斷腫瘤的來源和轉移情況[12]。如當多個區域的能譜曲線斜率類似，即曲線表現為平行或重疊時，則可認為它們是同源的物質，相反則表現為不同斜率的曲線，從而更加直觀地反映組織間的同源性或差異性。④ 有效原子序數圖。它是利用X射線的衰減特性推測物質的來源，即當某種混合物的衰減效應與某元素相似時，則可以認為兩者的有效原子序數接近[13]；當觀察某種混合物的X射線吸收率與特定元素的X射線吸收率相當時，在圖像上呈現出相似的顏色特點，即認為它們是同一來源的物質，從而與周圍其他成分相區分。⑤ 虛擬平掃、尿酸圖等其他參數。這些參數也能幫助疾病的早期檢測，在物質定量分析、定性檢測、各種物質的分離成像等方面的應用，為疾病診斷提供了全新的思路。
2 光譜CT在胃癌影像診斷中的應用
2.1 在提高影像質量中的應用
腹部增強CT作為診斷胃癌的首選影像學檢查，良好的圖片質量是疾病診斷的基礎。研究[14]表明，光譜CT提供的圖像質量要優于常規CT檢查。光譜CT掃描可以獲取基物質密度分布情況后生成碘-水密度圖，然后通過計算機對碘-水密度圖進一步處理，虛擬“減去”碘含量，可以得到虛擬的無反差圖像即虛擬平掃圖像[15]。有研究者[16]指出，光譜CT中虛擬平掃動脈期圖像相較于常規CT圖像的清晰度更高。在虛擬平掃圖像中，胃內癌-水對比噪聲比要高于常規平掃圖像。使用計算機重建可以有效降低圖像噪聲，圖像噪聲越低，對比噪聲比越高，較高的對比噪聲比與更清晰的病變顯示和更好的圖像質量有關，進一步提高了虛擬平掃圖像的對比噪聲比和圖片質量。虛擬平掃圖像可以代替常規平掃檢查，并且已被應用于肝腎疾病、腦出血等研究[17-18]中。由于虛擬平掃圖像可以得到常規的非增強掃描圖像的效果，所以光譜CT掃描成像中動脈期虛擬平掃圖像可以作為替代常規平掃圖像顯示胃癌病變和評估淋巴結轉移的一種選擇；而且通過虛擬平掃的應用也減少了患者CT掃描的次數，相應地減少了患者接受的輻射劑量，并縮短了患者的檢查時間。
2.2 在評估胃癌血管生成中的應用
腫瘤血管生成的定義是在已有的血管基礎上形成新的血管[19]，它是胃癌生長、侵襲和轉移的基礎。目前表示血管生成的標準方法是組織病理學計數微血管密度。既往研究[20]發現，微血管密度與CT值的高低呈正相關。另有研究[21]發現，CT灌注成像可以作為胃癌微血管狀態的評價工具，通過注入對比劑的攝取來定量分析感興趣區的血流信息，可以無創地定量分析腫瘤內的血管情況。雖然CT灌注成像顯示出了評估腫瘤血管生成的潛力，但其測量復雜、輻射劑量大，限制了其應用。相較于微血管密度計數，采用術前影像成像方式對腫瘤血管生成進行無創評估更易被接受和可行。光譜CT中的碘密度圖可以直觀地觀察組織有無碘攝取并量化分析。有研究[22]發現，光譜CT成像中碘的定量具有反映晚期胃癌血管生成的潛力，碘濃度被認為是灌注和腫瘤血管供應的間接標志；并且發現動脈期和靜脈期的標化碘濃度與微血管密度呈正相關，其中動脈期碘濃度可反映分化較好的胃癌血管生成情況，而靜脈期碘濃度與分化較晚、分化較差的胃癌血管生成有關，這可能是由于動脈期碘濃度主要反映了胃癌的血供和毛細血管密度，而靜脈期碘濃度反映在動脈期后血供的流動和血管內及血管外間隙造影劑的滯留情況。另有研究[23]揭示了腫瘤血管生成程度與病理分級密切有關，即腫瘤分化程度越差，微血管密度值越高。因此，可通過碘濃度值評估晚期胃癌的新生血管情況，進而評估腫瘤的分化程度。總之，應用光譜CT檢查中碘濃度的定量分析，可為無創評估胃癌的血管生成提供一種新的選擇，同時可以進一步評估胃癌的組織學情況，當然還需要更多的臨床試驗進行相關驗證。
2.3 在鑒別胃良、惡性病變中的應用
臨床上對胃癌的診斷以及它與良性胃黏膜疾病相鑒別的標準方法為消化道內鏡檢查[24]，結合活檢組織病理學結果提示其診斷準確性高。但是消化道內鏡檢查屬于侵入性檢查，且在常規內鏡檢查中，一些與周圍黏膜不易區分的早期胃癌可能會被漏診；此外，內鏡檢查并不能評估腫瘤的胃壁浸潤深度和遠處轉移情況。所以臨床上將多層螺旋CT視為判斷胃癌患者胃壁及胃周組織侵犯情況有效且無創的檢查工具。然而常規CT的平均衰減效應和硬化偽影會影響對病灶的檢測能力，尤其是胃的微小黏膜病變。光譜CT掃描提供了物質分解圖像，應用光譜CT中的基物質圖像（如水基和碘基材料分解圖像）可以反映正常胃黏膜和胃癌的不同吸收情況，定量測量碘濃度可有效反映病變的強化程度及血供情況。惡性腫瘤病灶中的碘濃度會高于良性病變，這可能與腫瘤發展過程中血管生成增加有關，導致它在CT掃描中呈現強化表現。有文獻[25]報道，碘濃度值鑒別胃癌和良性胃黏膜病變的敏感性在靜脈期分別為88.89%和90.48%，動脈期分別為71.43%和88.89%。有研究[26]結果表明，無論是在動脈期還是靜脈期，胃癌的碘濃度都明顯高于正常胃黏膜，提示碘濃度在鑒別正常胃黏膜和胃癌中具有較高的敏感性和特異性，該研究中還特別指出，光譜CT掃描參數的碘定量分析可以有效地鑒別胃良惡性黏膜病變，尤其是在靜脈期定量測量碘濃度在惡性病灶中要明顯高于良性病變，其診斷準確性高于常規CT檢查，同時因為血管生成是腫瘤發生的基礎過程，由于腫瘤血管生成的差異性，碘濃度的定量測定也有助于區分分化不良和分化良好的胃癌，即在高分化胃癌中碘濃度值明顯低于在低分化胃癌中。許多研究者[27-28]提出了使用碘濃度對良惡性疾病進行鑒別，如Li 等[28]的研究表明，碘濃度能有效區分甲狀腺微癌和微結節性甲狀腺腫。從以上研究結果提示，相較于胃鏡活檢侵入性檢查，選擇光譜CT檢查中碘濃度值也能有效鑒別胃良惡性改變，并表現出較多層螺旋CT更高的敏感度。
2.4 在胃癌臨床分期中的應用
美國國立綜合癌癥網絡指南[29]建議，術前通過CT掃描、超聲內鏡、正電子發射CT、MRI和腹腔鏡檢查來確定胃癌的TNM分期，其中CT檢查是臨床實踐中最常用的影像學方式，增強CT可評估腫瘤浸潤深度、淋巴結及遠處器官轉移情況，可指導胃癌術前分期，輔助術后隨訪。光譜CT同常規CT一樣，除了能夠辨別胃壁的各層結構，以及顯示胃惡性病變對胃壁浸潤深度及其鄰近組織臟器是否累及外，還可通過能譜相關參數對腹腔異常淋巴結、可疑轉移灶進行同源性分析，從而更準確地判斷腫瘤術前的臨床TNM分期。
2.4.1 光譜CT與胃癌臨床T分期
臨床T分期通常是根據腫瘤對胃壁各層結構的浸潤深度不同來判定。常規CT增強掃描是胃癌檢測和分期的一線影像學手段，它結合多平面重建對胃癌患者胃壁侵犯的診斷已被證明是有效的[30]。然而常規CT增強掃描技術僅依賴于形態學標準，缺乏定量分析的參數。以往關于CT檢查對胃癌T分期的報道結果存在較大差異，且當炎癥反應使病變和周圍組織的界面模糊時會發生錯誤診斷。而光譜CT檢查提供的物質分解圖像，可以定量地繪制組織增強圖像中的碘濃度，從而更精確地識別出胃癌的早期階段，它可以根據CT檢查中每個部位的特征以及腫瘤病灶侵及范圍來估計癌細胞的擴散情況；通過成分分析、同源性分析等手段可以更容易且準確地判斷是否存在胃惡性轉變，同時通過觀察胃壁受累情況判斷腫瘤侵犯程度。一項胃癌回顧性研究[31]結果顯示，應用多種能譜參數對圖像進行分析，可觀察到胃壁增厚情況、癌腫浸潤深度、強化方式及程度、周圍浸潤轉移情況，并用能譜分析軟件獲得能譜曲線，利用能譜曲線斜率變化等參數可對胃癌術前T分期做出精確評估，其T1、T2、T3、T4期診斷準確率分別為89.36%、93.28%、96.57%、95.62%。另有研究[32]發現，在單能級為70 keV左右時，可為胃癌提供最好的對比度噪聲比，選擇最佳的能量水平時，其圖像對比度分辨率更高，可更準確評估腫瘤對胃壁的浸潤深度，并識別腫瘤與鄰近器官之間的薄脂肪平面，避免CT檢查中的部分容積效應，從而提高了T分期的診斷準確率，尤其是對于T3和T4a期胃癌，T3期胃癌的胃周圍脂肪組織的碘濃度明顯更高，提示，隨著胃癌惡性程度升高，其血管生長會變得更加快速。因此，CT增強效果取決于腫瘤的微血管密度、對比劑充盈程度以及未完全發育的血管壁狀況，當微血管密度顯著增高時，腫瘤細胞的吸收碘能力也會提高，從而使得胃癌的T分期也會提高[22]。
2.4.2 光譜CT與胃癌臨床N分期
淋巴結轉移是胃癌最重要的轉移方式。術前淋巴結狀態的準確評估直接影響治療策略和手術方案的選擇，且有助于預測胃癌患者的預后情況。CT檢查因其空間分辨率高、掃描速度快、圖像質量穩定，是最常用的胃癌術前分期方法。然而CT對淋巴結的評價主要取決于淋巴結的大小、形態和增強情況，準確率一般。在CT檢查中，判斷胃癌患者是否存在淋巴結轉移是根據影像圖中在胃所屬的第12組淋巴結區域是否有異常強化的腫大淋巴結及其數量，當強化淋巴結最大直徑 ≥1.0 cm或直徑為0.7～1.0 cm且表現為強強化、圓形、中央壞死或淋巴結周圍浸潤時，可認為淋巴結陽性即提示轉移，然而對陽性淋巴結數量的準確診斷具有一定難度，尤其是小淋巴結轉移，其N分期診斷準確率為56.9%[33]。有研究[34]顯示，常規CT掃描對胃癌的臨床N分期的N0、N1、N2、N3a、N3b的診斷準確率分別為82.9%、83.3%、85.7%、92.3%、88.2%。而另有研究[35]表明，使用光譜CT在最佳能級水平的圖像中對N0、N1、N2和N3的臨床T分期準確率分別為85.4%、84.4%、91.7%和98.9%。研究者們分析光譜CT提高分期準確率的原因，與最佳能級圖像顯示了更好的對比度分辨率有關，同時光譜CT顯示的異常淋巴結所表現出的碘濃度值、有效原子序數圖像等參數也有助于更好地評估胃癌淋巴結轉移情況，其多參數輔助診斷的特點使得它對轉移淋巴結的診斷更簡便且有效。
2.4.3 光譜CT與胃癌臨床M分期
晚期胃癌可通過血液或淋巴結轉移擴散到鄰近器官或發生遠處轉移。有證據[36]表明，晚期胃癌中有50%會發生腹膜轉移。然而，影像學上判斷是否發生腹膜轉移是通過觀察腹膜是否有增厚或伴強化、腹水和多發性腸系膜或網膜結節等其他表現確定的，其診斷準確性不高。有研究者[37]報道，通過分析包括動靜脈期40～140 keV單能量CT值、碘濃度值、能譜曲線斜率等參數對晚期胃癌進行臨床M1分期，其準確性可達94.59%，該研究中還指出，通過能譜曲線斜率可了解到病灶形態學特征并客觀地評價轉移病灶與胃癌原發灶的同源一致性，能對胃癌臨床M分期準確性的定性評估提供較為可靠的數據支持。有研究[38]顯示，淋巴管道和神經周圍侵犯在胃癌患者中是復發和轉移的獨立危險因素，淋巴管道侵犯和神經周圍侵犯作為重要的病理因素，兩者常合并分析，均提示腫瘤具有較高的侵襲性。另有相關研究[39]顯示，在CT掃描的動脈期和靜脈期中，淋巴管道侵犯和神經周圍侵犯陽性者的有效原子序數值和碘濃度值均高于其陰性者，且研究還指出，靜脈期的有效原子序數值和碘濃度值較動脈期具有更高的預測性能。當患者出現肝轉移等遠處轉移時，通過光譜CT的多參數輔助可較好地被發現。目前，國內外針對胃癌遠處轉移的影像學研究報道及相關文獻資料較有限，還需更多的臨床研究進行論證。
3 總結與展望
光譜CT作為近年來推行的一種CT檢查技術，它不僅具備了較常規CT更好的形態學診斷效能，而且還能提供更多的能譜數據，其中虛擬平掃、碘密度圖、有效原子序數圖等參數在對胃癌早期診斷、胃癌血管生成評估、胃良惡性疾病鑒別、胃癌臨床分期、分級等應用中表現出明顯的優勢。盡管目前的研究取得了一定的成效，但仍存在一些問題，如目前大多數相關研究中納入的樣本量較小，且多為回顧性、單中心研究，這可能會影響研究結果的可靠性和通用性，未來的相關研究應向大樣本量、前瞻性、多中心研究發展，更好地為臨床推廣應用光譜CT提供理論與實踐數據；目前與胃癌相關的光譜CT研究多集中于碘密度，后續的研究應該多關注光譜CT中其他有用的參數在臨床實際應用中的優勢，同時進一步評估光譜CT各參數的診斷準確性。
重要聲明
利益沖突聲明：本文全體作者閱讀并理解了《中國普外基礎與臨床雜志》的政策聲明，我們沒有相互競爭的利益。
作者貢獻聲明：廖天一負責查閱文獻、設計選題及撰寫文章；劉碩和張翔參與查閱文獻；蔡輝校對文章及指導選題設計。