宋之光(綜述)，李邦國(審校)

(遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 影像科，貴州 遵義 563099)

肺癌CT灌注成像研究進展

宋之光(綜述)，李邦國(審校)

(遵義醫(yī)學院附屬醫(yī)院 影像科，貴州 遵義 563099)

肺癌；灌注成像；體層攝影技術(shù);X線計算機

肺癌是嚴重危害人類健康的惡性腫瘤之一，我國每年大約有50萬人死于肺癌，據(jù)2008年衛(wèi)生部公布的第3次全國居民死亡原因調(diào)查結(jié)果顯示，肺癌已位居中國惡性腫瘤首位。CT是發(fā)現(xiàn)肺癌最基本、最常用的檢查方法。隨著CT成像設(shè)備與技術(shù)的快速發(fā)展，從單層CT發(fā)展到多層CT，從單源CT發(fā)展到雙源CT，以及對各種軟件和后處理功能應用的不斷完善，不但成像速度加快及圖像質(zhì)量不斷提高，CT成像也正從單純的以大體病理解剖為基礎(chǔ)的形態(tài)學檢查向著反映細胞、分子水平生理生化改變的功能學檢查相結(jié)合的方面發(fā)展，以CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTPI)為代表的功能成像技術(shù)逐步成為研究熱點?，F(xiàn)對CT灌注成像的原理及其在肺癌的臨床應用價值進行綜述。

1 CT灌注成像的原理

1991年Miles等首次提出CT灌注成像的概念[1-2]。CT灌注成像是指通過CT來直觀顯示活體灌注過程并作出定量分析的方法，即靜脈團注對比劑之后，通過CT對感興趣區(qū)域(ROI)在一定時間內(nèi)連續(xù)動態(tài)CT掃描，得到造影劑通過該組織的時間-密度曲線(time-density curves，T-DC)，時間為該曲線的橫坐標，注射造影劑后增加的CT值為縱坐標，對比劑在器官、組織內(nèi)的濃度變化可由該曲線反映，灌注量在組織器官內(nèi)的變化也間接得到了反映。

根據(jù)時間-密度曲線，可通過數(shù)學模型計算出反應組織血流灌注情況的各項參數(shù)，如血容量(blood volume，BV)、血流量(blood flow，BF)、表面通透性(permeability surface，PS)、強化峰值(peak enhancement，PE)、峰值時間(time to peak，TTP)、平均通過時間(mean transit time，MTT)等。為獲得相應的CT灌注圖只需對獲得的灌注參數(shù)進行圖像重組和偽彩染色處理。

CT灌注成像的理論是來源于核醫(yī)學的放射性示蹤劑稀釋原理和中心容積定律[3]。CT灌注成像分析主要利用的兩種數(shù)學模型是去卷積算法和非去卷積算法，在雙源CT誕生以前的研究采用的多去卷積法，因為此前的非去卷積法還不夠成熟，但去卷積法計算需要較長的采集時間，不適合受呼吸運動影響明顯的部位如胸、腹部等，而雙源CT采用非去卷積法如最大斜率法和腫瘤灌注模型，無需進行計算靜脈曲線，只需要獲得輸入動脈峰值組織的多種參數(shù)如最大斜率、峰值等，與去卷積法相比掃描時間短，更適受呼吸運動影響明顯的部位。

2 CT灌注成像在肺癌的研究

2.1 CT灌注成像在肺癌診斷的應用 對于肺內(nèi)腫塊的良、惡性診斷有困難時，可以行CT灌注成像以提供更多信息幫助鑒別診斷。張敏鳴等[4]研究發(fā)現(xiàn)惡性結(jié)節(jié)與活動性炎性結(jié)節(jié)在血流量、結(jié)節(jié)-動脈強化值及強化值比等參數(shù)之間沒有顯著性差異，而良性結(jié)節(jié)以上參數(shù)低于惡性及活動性炎性肺結(jié)節(jié)。在一項肺結(jié)節(jié)動態(tài)增強的多中心研究中，惡性結(jié)節(jié)的增強明顯高于良性結(jié)節(jié)，增強峰值的差異無顯著性[5]。張金娥等[6]研究發(fā)現(xiàn)惡性結(jié)節(jié)灌注參數(shù)表面通透性、血容量均高于良性結(jié)節(jié)。該研究表明在灌注參數(shù)中，良性結(jié)節(jié)與肺癌的BV、MTT 和PS 差異均有統(tǒng)計學意義，其中以BV和PS 值差異最大。以BV≥6 mL/100 g作為惡性結(jié)節(jié)的閾值，其敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值和準確度分別為87.3%、100.0%、100.0%、65.4%和89.9%。以PS≥30 mL·100 g-1·min-1作為惡性結(jié)節(jié)的閾值，則敏感度、特異度、陽性預測值、陰性預測值和準確度分別為96.4%、75.0%、87.1%、87.2%和88.6%。

2.2 CT灌注成像評價肺癌血管生成 評價腫瘤血管生成能反映腫瘤生長情況，其中有兩個重要的因子，微血管密度(microvascular density，MVD) 和血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)。MVD作為評價腫瘤血管生成的“金標準”，可反映腫瘤血管生成活性,代表腫瘤內(nèi)血管豐富程度。Sharma等[7]認為實體腫瘤MVD最有價值之處為預測其侵襲和轉(zhuǎn)移，并與實體腫瘤的各種預后因素有關(guān)，能較好的反映非小細胞肺癌的惡性程度及轉(zhuǎn)移情況。

作為微血管生產(chǎn)主要調(diào)節(jié)因子的VEGF不僅是腫瘤血管生長和轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵因素，也是一種具有肝素結(jié)合活性的生長因子。其主要生理功能為促進血管內(nèi)皮細胞增殖，提高血管的通透性，誘導形成新生血管，誘發(fā)惡性胸水，促進腫瘤細胞轉(zhuǎn)移等。因此，VEGF是反應腫瘤血管生成的重要分子生物學指標，研究發(fā)現(xiàn)其與某些腫瘤的預后有密切關(guān)[8]，且在腫瘤的增殖、浸潤及轉(zhuǎn)移中起著非常重要的作用。作為判斷肺癌患者預后的重要指標可根據(jù)肺癌組織中VEGF 表達判斷療效及預后。

目前，利用免疫組織化學法測定VEGF及MVD是定量檢測腫瘤血管生成的主要方法。但由于該方法需要獲得病理組織，是有創(chuàng)傷性操作過程，阻礙了其在臨床工作中的推廣應用，而且不能動態(tài)觀察活體組織的血管生成及其功能狀況。因此，迫切需要一種方便、無創(chuàng)、快捷的檢測方法來評估腫瘤血管生成，進而評價腫瘤血管生成及其生物學行為。CT灌注成像便是一種無創(chuàng)的新方法，研究表明，MVD、VEGF的表達與多項肺癌的CT灌注成像參數(shù)如MTT、PS、BV及BF值等與具有相關(guān)性[9-10]。

2.3 CT灌注成像引導穿刺活檢 目前，臨床上常采用CT引導肺部腫塊穿刺活檢以確定腫塊性質(zhì)，但有時可能存在穿刺陰性的肺癌。為了減少因選擇不當所取材部位造成的漏診或誤診，可選擇在腫塊灌注值較高的部位取材以提高穿刺準確性[11]，梁昆如等[12]研究表明，進行穿刺活檢時選取BV圖灌注最豐富、病變最大的位置作為最佳穿刺點，甚至可得到高達100%的成功率。因此，利用CT灌注成像技術(shù)引導行肺腫物穿刺活檢可提高診斷陽性率。

2.4 CT灌注成像有助于肺癌的分級、分期 腫瘤的惡性度越高，新生血管越不成熟，微血管滲透性越高，即PS值越高。這是利用CT灌注參數(shù)PS等對腫瘤進行病理分級、分期、分型的理論基礎(chǔ)。在利用CTPI對腫瘤進行分期、分級的研究中PS的重要性得到公認[13]。王小琴等[14]研究發(fā)現(xiàn)各型肺癌的BV、BF及MTT值不同。肺腫瘤的CT灌注成像從本質(zhì)上反映了各種類型肺癌血流特點與腫瘤內(nèi)部的微血管密度情況[15-16]。

2.5 CT灌注成像在肺癌放射治療確定靶區(qū)的應用 確定靶區(qū)及對其進行精確定位是腫瘤放療中的關(guān)鍵，如果僅以常規(guī)CT檢查進行靶區(qū)勾畫，對于病灶部位結(jié)構(gòu)復雜、邊界不清的原發(fā)灶來說，必將限制靶區(qū)定位的準確性。陸忠華等[17]報道，根據(jù)CT灌注掃描的參數(shù)勾畫出的原發(fā)病灶范圍，與三維治療計劃系統(tǒng)得出的具體數(shù)值進行比較，前者范圍縮小約19.8%。該研究還表明CT 灌注成像有利于更準確地勾畫非小細胞肺癌放療計劃靶區(qū)，尤其是腫瘤合并肺不張時，可將不張的肺組織與腫瘤分開。這也使得放療中在給予腫瘤足夠治療劑量的同時更好的保護了具有正常功能的肺組織，避免增加了不必要的放射性損傷。初金剛等[18]研究表明周圍型肺癌在灌注成像后得出的參數(shù)結(jié)果更能代表腫瘤實際的灌注情況，而且該方法具有較好的可重復性，灌注參數(shù)圖像與常規(guī)增強圖像相比能更好地反應肺癌的血供情況。

2.6 CT灌注成像在肺癌放、化療后療效、預后評價中的應用 傳統(tǒng)CT檢查對肺癌的放療、化療療效以及隨訪的評估主要是通過病變大小的變化進行，但是實際上腫瘤的放、化療可能會對局部的肺組織造成損傷，對局部病變內(nèi)腫瘤的殘留情況的判斷顯得尤為重要，有時病變大小變化并不明顯，此時傳統(tǒng)CT檢查便很難判斷療效情況。而CT灌注成像可利用肺癌放、化療前后灌注參數(shù)的變化對治療效果進行評價及預測[19-21]。因此，CT 灌注成像已經(jīng)越來越廣泛地用于評價各種抗腫瘤藥物的療效[22-23]。

3 展望

CT灌注成像作為一種功能成像技術(shù)，因能在毛細血管水平定量評價腫瘤的血流灌注信息，成為近年來醫(yī)學影像學研究的熱點之一。通過CT灌注成像技術(shù)，對肺癌的診斷、鑒別診斷、療效評估、預后判斷，具有重要的臨床意義。

CT灌注成像存在的一些不足：①多種因素影響著CT 灌注取值的準確性，如CT 灌注取值原則的標準化及掃描條件。②通過CT 灌注參數(shù)對腫瘤血管生成的評估，其灌注參數(shù)與VEGF、MVD關(guān)系尚無一致性結(jié)論，存在一定的爭議。③腫瘤血管生成是一個極其復雜的病理過程，而灌注成像只能近似地反映腫瘤的血管生成，因其僅僅對功能性可灌注的毛細血管敏感。④CT灌注成像X線輻射量較大。

以往對肺癌的CT灌注成像研究，多采用8層、16層或64層等螺旋CT進行掃描。對于多層螺旋CT，無論它的層數(shù)是多少，應用范圍上一直面臨著一些難以逾越的問題，如掃描速度、灌注參數(shù)測定準確性、輻射劑量等。而雙源CT的出現(xiàn)，翻開了CT成像的新篇章，其具備掃描時間快，時間和空間分辨率高，輻射劑量較低，后處理功能強大，灌注圖像質(zhì)量高，可測定多種灌注指標，灌注參數(shù)測量準確等優(yōu)勢[24]。本課題組將充分利用炫速雙源CT的優(yōu)勢，根據(jù)周圍型肺癌的雙源CT灌注成像特點與肺癌的MVD、VEGF之間的關(guān)系，研究周圍型肺癌的腫瘤血管生成特點，有望更為準確地評估周圍型肺癌的生物學行為。

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[收稿2013-07-02;修回2013-09-25]

(編輯：王福軍)

貴州省科技廳基金資助項目[NO:黔今科合J字(2012)2361號]。

李邦國，男，教授，碩士生導師，研究方向：胸部影像學，E-mail:lbg2015@163.com。

R814.42

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1000-2715(2013)06-0602-03