乌云其其格 宋晓彪 孙 凯 胡 江

结直肠癌(colorectal cancer，CRC)是全世界的主要公共健康问题之一，癌症预防永远大于治疗，早期CRC的5年生存率可达 90%, 较进展期显著提升，早发现、早治疗具有重要的临床意义[1]。筛查作为主要的二级预防形式，需要一种精确、安全、成本效益高并可以广泛推广的CRC筛检方式。CT仿真结肠镜(computed tomography virtual colonoscopy，CTVC)是对结直肠应用计算机断层扫描，通过2D和3D成像技术将肠道情况以图像方式显示出来，再运用计算机后处理与自动模拟导航技术全面评估结直肠的一种新的无创检查手段。随着CT换代更新及相关软件和辅助技术的日臻成熟，经过国内外研究人员的临床验证与研究，已从一个概念进化成为国际上公认的唯一可以替代光学结肠镜(optical colonoscopy，OC)用于广泛筛查无症状人群CRC的影像检测手段[2～4]。

一、CTVC的起源及发展

CTVC是由美国的Vining于1994年在夏威夷举行的胃肠放射医师学会上首次提出的，其是将螺旋CT扫描技术与虚拟计算机成像技术结合而创造出来的一项肠道腔内3D影像检测技术[5]。

在CTVC发展初期，影像学研究人员就注意到了检查前的肠道准备工作：将标记技术糅合进CTVC技术能够提高其敏感度与特异性。Pickhardt等[6]于2003年对1233例无症状成人应用肠道标记技术行CTVC检查，证明其在结直肠相关病变的检测方面比OC更有利，并将这项具有奠基石意义的研究成果发表在《新英格兰医学杂志》。至今，大部分影像中心也依然延续着此种方法来提高CTVC筛检效率。21世纪伊始，计算机与可视化软件技术快速提升，CTVC也得到了多元化的飞速发展。孙凯等[7]于2009年将第一代双源CT应用于8例CRC患者行CTVC检查，表明结合双能量碘图成像有助于辨别隐藏在粪便中的息肉。2013年，荷兰Boellaard等[8]应用拥有更先进的Stellar探测器的第二代双源CT对18例CRC患者行CTVC检查，结论是CTVC结合双能量碘图对比传统CTVC可将诊断CRC的敏感度从90%提高到96.7%。最近，Sun等[9]应用此技术将粪便、腺瘤样息肉、腺瘤和腺癌摄取的碘值分别量化从而有助于鉴别病变良恶性(粪便碘值为负，腺瘤样息肉、腺瘤与腺癌的碘值均为正，且呈递增关系)。不仅得出CTVC结合双能量碘图检测CRC的敏感度为95.6%，特异性达到100%，是普通CTVC的2倍，印证了Boellaard等[8]的结论，而且此次研究(有效剂量为4.26±1.05mSv)突破了以往这项技术应用的辐射剂量。Sun等研究弥补了之前孙凯[7]与Boellaard等[8]应用辐射剂量过高和样本量过少的不足，但他们的研究存在一个共同的弊端同时也是之前CTVC技术的固有局限性：B管视野有限(SOMATOM Definition FOV: 23mm; SOMATOM Definition Flash FOV: 33mm)，限制了其广泛适用性，尤其是在人均BMI较高的西方国家，但这一缺点可能会被一种新型CT(SOMATOM Force CT，德国西门子公司)的更广泛的检测器和FOV(35mm)所克服。

二、CTVC的辐射问题

随着CTVC越来越被作为大规模筛检CRC的工具，政府机构、患者、医生都对其辐射的风险表示担忧[10]。事实上，健康物理学会在2010年就指出：与CT相关的辐射风险“要么太小，要么无法观测到，要么根本不存在”[11]。在实际风险评估方面，CTVC已经是一个相对低剂量的CT检查而且胸腔也被排除在扫描之外，此外，其多用于老年人，可见与辐射相关的理论风险对比CTVC筛检CRC所带来的的益处是相形见绌的。另一方面，随着CT技术进步及重建算法升级，辐射剂量也愈将微乎其微。摒弃以往依靠降低管电流或单纯降低管电压来降低辐射剂量而不能兼顾图像质量的方法，双低(低浓度对比剂、低辐射剂量)研究联合迭代重建逐渐成为CTVC领域的重要研究热点，迭代重建(iterative reconstruction, IR)不是个新概念，但早期受到计算能力的制约，近年来得益于计算机的飞速发展，这些方法变得更加高效，如全模型迭代重建技术(iterative model reconstruction, IMR)、自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)、基于模型迭代重建(model-based iterative reconstruction, MBIR )、自适应迭代剂量减少-三维技术(adaptive iterative dose reduction using three dimensional processing, AIDR3D)等都很大程度地降低了辐射剂量同时又保证了高质量的图像[11～15]。最近投入市场的第三代双源CT(SOMATOM Force)不仅较常规CT辐射剂量降低90%,而且与之同时推出的高级模拟迭代重建(advanced modeled iterative reconstruction, ADMIRE)是目前强度等级最高的重建算法，可以预期随着计算机与IR技术的不断发展，这些方法在临床上将更加可行，会让更多患者受益。公众对CTVC辐射的误解与担忧也将被消除。

三、CTVC在各国的应用及推广

早发现、早诊断、早治疗CRC不仅是单纯的医学问题也是一种降低病死率的国家战略。因此，CRC的筛查及规范化诊疗势在必行。1998年，美国举办了世界首个CTVC跨学科国际研讨会。自此，在全世界范围内，CTC作为CRC筛检工具的验证及实施逐渐展开，相关教学也逐渐推广开来。

1.验证阶段：我国、美国、意大利、德国、加拿大、爱尔兰、英国、瑞典、法国等国家在20世纪末期,就已开展了CTVC临床验证工作并取得了初步的成绩，以色列、韩国等国家后续也引进了此技术[16]。Fenlon[17]于1999年提出将CTVC与OC在筛检结肠病变方面进行前瞻性对比研究(但如今，笔者认为以OC为标准评估CTVC的效用实际上并不十分可靠)。中国在2000年开创的一项用“融化的石蜡注射进猪大肠”做成非常接近人体肠道息肉的大小、形态各异的“息肉”模型来探讨CTVC显示结肠息肉样病变的能力，既非常新颖，又保证了研究质量以及作为一项新技术验证阶段的保守应用[18]。

2.实施及推广：2001～2003年，美国国防部(DOD)发起了大型多中心筛查实验，同期，梅奥的Johnson以及胃肠病学家Cotton和Rockey等先后进行了3次较大人群样本量的CTVC研究，结果都不同程度地肯定了CTVC的意义[6]。随后，意大利放射学会(SIRM)在欧洲分别针对CTVC筛查准确度与计算机辅助技术(computer-aided diagnosis, CAD)的评估成立了两个多中心研究组。自此，CTVC迅速发展和普及开来，但世界各地经济、文化、医疗水平差异等使得CTVC的发展并不均衡，而专家应用CTVC的敏感性与特异性明显高于经验较少的医生，因此CTVC工作组在2005年提出了一项标准化共识方案(C-RADS-CT Colonography Reporting and Data System)，意在创建一个标准、结构一致化的全世界共享的大数据库，这将是全世界放射科医生的宝贵工具[19]。与此同时，各国有关CTVC的规范化教材的编写、交流研讨会以及实践培训班也日渐兴起，奥地利、英国、日本、韩国等都开设了一年一度的培训课程，都一致强调了CTVC相关教育工作的必要性。美国癌症协会(ACS)、美国多学会与美国放射学会(ACR)也于2008年联合修订了CRC筛检指南：CTVC是 50岁以上、具有潜在征候的成年人进行早期CRC筛查的恰当选择，并提出将CTVC纳入国家医保的主张，这一系列指导方针标志着CTVC终于被列入推荐的预防性筛选试验[4]。值得一提的是，第44任美国总统奥巴马于2010年在自己常规体检时选用了CTVC,对其起到了宣传与促进作用。

目前国际上已达成共识，CTVC用于筛检CRC具有与OC一样的敏感度，推荐将CTVC作为CRC的广泛筛检工具[2～4]。2013年，美国食品药品监督管理局(FDA)联合专家组支持CTVC的使用，所有联合小组成员一致认为：风险-利益评估的结果支持CTVC作为无症状者CRC的重要筛检手段。随后，CTVC也被积极地纳入军事治疗设施使得CRC的筛查率总体增加15%以上[20，21]。欧洲胃肠内镜学会(ESGE)和欧洲胃肠和腹部放射学学会(ESGAR)于2014年联合提出了首个 CTVC的临床适应证指南并肯定了其筛检CRC的效用改[22]。美国联邦预防医学工作组(USPSTF)最近也更新了2008年颁布的CRC筛查方针并包含了CTVC的“A”级推荐：用于筛查50～75岁的人群[23]。

文献证明，近20年，美国CRC发生率一直在下降，这归功于筛查手段的引入与普及，不可否认CTVC发挥着重要的作用[24]。然而我国CRC发生率却呈逐年升高趋势，这在某种程度上说明了我国CTVC的开展以及相关的培训和推广工作相对滞后[25]。

四、CTVC技术方法

1.肠道准备：虽然日臻成熟的计算机与CAD等技术使CTVC对肠道要求逐渐宽泛：刘欣等于2011年对65例患者应用“电子清肠(electronic colon cleansing, ECC)”技术行CTVC得出了与OC类似的准确性[26]。Boellaard等[8]于2013年应用CTVC结合碘图技术筛检18例未接受任何肠道准备的CRC患者并取得了成功。但在患者可接受范围内，优良的肠道准备可促进CTVC顺利进行。大多数影像中心常规：检查前2天少渣饮食；检查前1天流质饮食；晚餐后给予导泻药进行肠道准备并大量饮水。另外，肠道标记技术对促进影像的正确解读也很重要。

2.扫描过程：结肠充气选择安全、可控的自动注入方式和易被人体吸收的二氧化碳，可从有利于首先给乙状结肠和降结肠充气的右侧卧位开始操作，过程中顺势变换体位。根据CT定位扫描图像确认肠腔气体充盈程度至满意为止。常规给予仰、俯卧位双体位屏气扫描，扫描范围膈顶至盆底。

3.图像解读及诊断:将原始数据传至工作站，以CTVC仿真肠腔内虚拟成像为基础，结合多平面重建(multiple planar reformation，MPR)、容积再现(volume rendering，VR)、表面遮盖显示(SSD)、透明法(Raysum)、结肠平铺(virtual dissection，VD)等后处理方式，采用“360度自动飞行”模式观察及标记肠黏膜，同时观察切线位形态并在2D图像上标记，综合评估肠壁内外情况(肿瘤浸润深度、范围、淋巴结、周围脏器等)作出诊断。

五、CTVC与其他筛检方式对比及优势

CRC的筛检方法有很多:粪便隐血试验仅提示消化道出血性病变，临床价值有限；粪便DNA、血清CEA检查对CRC特异性低，对已发生的癌症较敏感，缺乏实质性的癌症预防；PET/CT 主要用于评估CRC的复发和转移且价格昂贵，不能被广泛应用。由于OC一直被作为诊断CRC的金标准，气钡双重造影(double contrast barium enema, DCBE)又是常用于筛检CRC的另一种影像手段，笔者在这里主要将CTVC与OC和DCBE进行比较。

1.与结肠镜OC对比：OC最大的优势就是可以取材活检进行确诊，所以它更像一种诊断工具而非可广泛普及的筛查手段。CTVC发展至今，不仅诊断准确性可与OC相媲美，而且其对比OC还具有无创性、无镇静剂、检查时间短、检查范围广、并发症少、依从性强、无需恢复时间等优势，并且几乎所有的成本效益评估(cost-effectiveness analysis, CEA模型)和参与率分析CTVC都优于OC[10,19,20,27]。更重要的是，CTVC兼备功能学与解剖学效能，近年来我国CRC发生率一直在升高，大部分患者初诊时已是中晚期，那么检查的目的不只是要发现肿瘤，也必须要明确肿瘤的位置和分期，但OC无法对肿瘤进行精确的、立体的定位[25]。CTVC却可以全方位显示肿块、病变处血管形态及走形、淋巴结及周边脏器情况，为CRC的诊断及术前分期和下一步治疗方案的选择提供了巨大的保障[28～30]。尤其是随着腹腔镜手术的普及，对肿瘤精确定位诊断的要求也逐渐提高。事实上，对于结直肠疾病的评估，CTVC与OC是相辅相成的，笔者也提倡只做一次肠道准备在OC检查前进行CTVC检查来指导OC的定位和取材,避免了盲目性,也为临床提供了更丰富全面的信息,达到了优势互补。

2.与DCBE的对比：DCBE作为另一种常用于筛检CRC的影像手段，其敏感度和特异性均低于CTVC，并且不良反应较多。钡灌肠既无法像OC一样活检取材，又无法如CTVC一样观察病变整体情况，漏诊率高。因此，瑞典的国家与地方卫生技术评估机构于2009年就建议淘汰DCBE[17]。2014年9月ESGE和ESGAR也指出：推荐选用CTVC筛检CRC而非 DCBE[22]。

3.结肠外发现：前文已讨论了CTC对肠腔外的评估，与任何CT扫描一样，都有可能发现之前未注意到的疾病，尤其是“偶发瘤”——无任何临床症状，而经影像学检查偶然发现的肿瘤[21]。这种潜在的重要的发现使对CTVC作为筛查工具的萃取性评价会产生净效益，特别是如果某人选择了CTVC而发现“偶发瘤”，这算得机会性筛查的意义，同时也更加体现了CTC的成本—效益优势[4]。

4.提供了教学平台：肠管柔软不易定形，其在体内的真实形态不易于理解，CTVC以3D的形式，通过“漫游飞行”任意角度的旋转结合2D影像，全方位显示大肠及其周围结构，便于为解剖教学建立模型，为手术培训提供了教学平台，促进医学生对肠道器官有整体的认识。

六、CTVC发展的不足与存在的问题

1.关于肠道准备:不需要进行肠道准备的CTVC检查在多年前就已实现而且也切实可行，然而至今，检查前清肠仍是通用做法，医生对CTVC诊断结果的质量还是很依赖检查前的肠道准备，这就大大弱化了CTVC用于年老体弱、梗阻性CRC等无法清肠的患者的优势，对CTVC技术的迫切需求是不需要清肠[8,26]。

2.关于参考标准的准确性:以往评估CTVC准确性多以OC作标准，但这是一个错误的参考标准，OC假阴性可能被当做CTC误报，要注意使用OC做参考标准的临床试验通常会低估CTC的准确性[6]。

3.关于我国CTVC的培训和标准化:CTVC的诊断质量高度依赖于医生的专业知识和技术水平，世界各国也都在强调对CTVC医师的规范化培训和统一诊断标准的重要性，我国放射科医生分布不均且水平差异较大，更应强调CTVC规范化培训以及标准化的重要性，在这一方面，我国的进展还有所欠缺。

综上所述，CTVC凭借其安全、准确、无创、快速、依从性强、检查全面、无需恢复时间、成本-效益高等优势已被全世界广泛认可作为CRC的大规模筛检工具。随着CT与后处理技术的升级和迭代算法的优化，将有望使CTVC的辐射剂量会更低、适用性更广泛、实现真正的“不需进行肠道准备”也指日可待。该技术将会成为医疗领域一项具有较高价值的筛检手段。