李現(xiàn)紅，李紅梅，臧金林，柳曉東，周東風

近年來，隨著CT灌注成像技術的日益成熟，尤其在腦、肝、肺、淋巴瘤中應用經驗的增加，直接為臨床上術前評估直腸惡性腫瘤進展情況提供了新的檢測手段。本研究通過對直腸癌患者進行CT灌注成像掃描，探討其參數(shù)與直腸癌的TNM分期以及腫瘤分化程度的關系，以確定CT灌注成像參數(shù)對直腸癌術前評估的應用價值。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

病例選擇標準：(1)未做過任何針對腫瘤治療的直腸癌病例；(2)無碘對比劑過敏史；(3)能夠配合整個掃描過程；(4)無嚴重的心、肝、肺、腎等基礎疾?。?5)有完整的手術和病理檢查結果資料。嚴格按照此標準共入組30例，其中男18例，女12例；年齡45～72歲，平均年齡58.5歲。依據術中發(fā)現(xiàn)和術后病理結果進行TNM分期，T分期：T1期4例，T2期11例，T3期9例，T4期6例；N分期：N0期13例，N1～2期17例；M分期：M0期24例，M1期6例(均為多發(fā)肝轉移)。術后病理診斷：腺癌21例，黏液腺癌9例；腫瘤分化程度：高分化6例，中分化13例，低分化8例，未分化3例。

1.2 CT灌注成像檢查方法

1.2.1 腸道準備 檢查前3天開始進半流質飲食(戒纖維飲食)，檢查前1天晚上將液體石蠟200 ml，平均分2次口服，2次間隔時間為2小時，以達到清潔腸道的目的。檢查當天早上禁食，掃描前10分鐘肌肉注射鹽酸山莨菪堿10 mg以減少腸蠕動，后經Foley氏管經肛門注入溫生理鹽水300～500 ml，患者有不適時即停止灌腸，盡量使腸管擴張。

1.2.2 64排螺旋CT掃描程序及條件 采用Philips Brilliance 64螺旋CT機。根據常規(guī)掃描對腫瘤進行定位，找到腫瘤最大層面作為靶層面，選取腫瘤3.5 cm范圍(包括腫瘤的最大層面)為灌注區(qū)域進行灌注掃描，層厚為5 mm，螺距為0。選定灌注區(qū)域后，開始應用套管針從肘正中靜脈以3～5 ml/s的速率注射碘普羅胺注射液(300 mg/ml)40 ml。增強開始后延遲10秒掃描，連續(xù)掃描75秒。灌注掃描采用電影模式(1秒/周)，球管旋轉每周可獲四層圖像。共獲4個層面的連續(xù)動態(tài)增強圖像。重建時間間隔1秒。掃描管電壓100 kV，管電流300 mA。

1.2.3 圖像處理及分析 將上述所得的動態(tài)圖像傳送至飛利浦灌注獨立工作站，應用飛利浦公司開發(fā)的灌注功能軟件進行圖像分析。先瀏覽動態(tài)掃描所獲的同層靶平面圖像，舍去不在同一靶平面位置的圖像或有嚴重偽影的圖像。采用結直腸腫瘤灌注模式，選取流入靶動脈及流出靶靜脈，通過灌注軟件計算出CT灌注圖像。靶動脈應該選取同層面的腹主動脈、髂外動脈或股動脈，靶靜脈取下腔靜脈或與動脈伴行的靜脈。感興趣區(qū)(region of interest, ROI)的選擇原則一般應為避開肉眼可辨的血管影、壞死囊變區(qū)；且與病灶的周邊部分有一定的距離，從而減少部分容積效應。感興趣區(qū)選取圓形，面積一般為3～6 mm2，大小盡量一致，每層測2～3個感興趣區(qū)，分別在正常腸壁，腫瘤區(qū)及靶淋巴結標記ROI。軟件自動繪制所選層面靶動脈、靶靜脈，腫瘤感興趣區(qū)，正常腸壁及靶淋巴結的時間-密度曲線(time density curve, TDC)，再根據TDC采用體部灌注軟件(曲卷計算法)計算出各感興趣區(qū)的血容量(blood volume, BV)、強化峰值(peak enhancement image, PEI)、強化峰值達到時間即達峰時間(time to peak, TTP)及血流量(perfusion, PF)值，把每一層面選取的各ROI參數(shù)值的平均數(shù)代表這一層面的參數(shù)值。

1.3 術后病理分期

手術均遵照全直腸系膜切除(TME)的原則進行，均由同一個經驗豐富的手術醫(yī)師進行手術。術后手術標本由術者沿腸管縱軸切開，經福爾馬林固定后送檢，標本取材原則是盡可能在與CT掃描時的靶平面圖像一致的層面切開標本，并在與靶平面ROI一致的區(qū)域取材，TNM分期依照國際抗癌聯(lián)盟(UICC)和美國癌癥聯(lián)合委員會(AJCC)合作制定的第7版腫瘤TNM分期標準，所有“靶”淋巴結也由手術醫(yī)師根據術前CT掃描確定的位置單獨分離送病理檢查，進行最終病理結果確定，靶淋巴結情況：轉移淋巴結16例，反應增生淋巴結14例。

1.4 統(tǒng)計學分析

2 結果

2.1 直腸癌組織與癌旁正常腸壁各灌注參數(shù)比較(表1)

結果顯示，癌組織中的PF、BV明顯高于正常組織，差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.01)，而PEI、TTP的差異無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。

表1 直腸癌組織與癌旁正常腸壁各灌注參數(shù)的比較

2.2 不同TNM分期及腫瘤分化程度的灌注參數(shù)的比較(表2)

從T1到T4，總體上PF逐漸減少，而TTP、BV呈逐漸增加的趨勢；各組間腫瘤組織的血流灌注量PF、TTP和BV的差異有統(tǒng)計學意義(均P<0.05)，而PEI的差別無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。有淋巴結轉移組的腫瘤組織的PF和BV明顯低于無淋巴結轉移組(均P<0.05)，而TTP及PEI的差異無顯著性(均P>0.05)。6例有肝轉移患者的癌組織的PEI及PF顯著低于無肝轉移者(均P<0.05)，而TTP、BV差異無顯著性(均P>0.05)。隨著分化程度的由高到低，TTP明顯延長，PF逐漸減少(P<0.05)，BV呈減少趨勢但無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

2.3 靶淋巴結灌注參數(shù)的比較(表3)

轉移淋巴結的血流灌注量PF明顯高于反應性增生淋巴結(P=0.000)，而TTP、BV、PEI兩組間差異無統(tǒng)計學意義(均P>0.05)。

表3 靶淋巴結的灌注參數(shù)的比較

表2 不同TNM分期及腫瘤的分化程度的灌注參數(shù)的比較

3 討論

3.1 CT灌注成像原理

CT灌注成像是依據核醫(yī)學示蹤劑動力學原理，在靜脈內快速注入對比劑后，對靶器官ROI進行連續(xù)動態(tài)掃描，采集ROI內不同時相CT密度數(shù)據，獲得ROI的TDC，根據TDC計算靶器官ROI內血流變化的多項參數(shù)值。這些參數(shù)可綜合反映病變區(qū)域內組織的血管化程度，從而反映該器官組織的血供情況和器官功能狀態(tài)的信息。本研究選取PF、PEI、TTP、BV為觀察指標，其中PF指單位時間內通過單位組織的血流量，反映組織內血管數(shù)量及血流速度、壓力；PEI指組織達到最大強化時的強化值，反映組織內血管生成水平；TTP指對比劑從注射開始到組織強化到達峰值之間的時間，反映組織的供血特征和血管壁部分功能；BV指單位組織內血管腔內的血容量，反映組織內血管密度和管腔開放情況。

3.2 直腸癌組織的CT灌注成像參數(shù)的意義

本組研究結果顯示，直腸癌組織血供表現(xiàn)為PF、BV要多于直腸正常組織，差異有統(tǒng)計學意義，說明直腸癌具有高血流量和高血容量的特征，而PEI、TTP無明顯差異。單從灌注方面可以分析直腸癌血管生成可能是大量供血血管的增粗增大或動靜脈側支循環(huán)的開放，而不是獲得新的有效的供血血管。

多層螺旋CT對直腸癌T分期的準確性依賴于對腸壁各層的分辨能力，有報道多層螺旋CT可將正常腸壁分為3層(黏膜層、黏膜下層及漿肌層)[1]，但多數(shù)情況下很少能有3層結構的清晰顯示。本研究發(fā)現(xiàn)，腸壁僅表現(xiàn)為單層結構，因此局限于腸壁內的腫瘤在CT圖像上無明確界限。然而根據腸壁外緣的光滑程度和周圍脂肪間隙密度、形態(tài)，也可以有效地進行術前T分期，但這僅是依靠醫(yī)者的經驗，缺乏準確的有理的證據。有報道提示多層螺旋CT對直腸癌術前T分期中，T1、T2期腫瘤主要存在過度分期問題，T3、T4期腫瘤則主要為分期不足[2]。本研究在對術后標本進行精確的病理T分期后，再對4組T分期患者的血流灌注參數(shù)研究發(fā)現(xiàn)：在4個T分期中，PF、TTP、BV的差別有統(tǒng)計學意義，PEI的差別無統(tǒng)計學意義，并且從T1到T4，PF有逐漸減少的趨勢，而TTP、BV有逐漸增加的趨勢。上述結果與孫燦輝等[3]的研究相似。一般來說，腫瘤的生長分為無血管的緩慢生長期(血管前期)和有血管的快速增殖期(血管期)[4]。直腸腫瘤可能與身體其他部位腫瘤血液供應不同，隨著腫瘤分期的升高，其微血管密度并不是增加而是呈輕度下降趨勢，這可能是由于腫瘤的生長后期，生長迅速并開始向周圍侵襲，伴有大量的組織壞死，腫瘤的間質增多造成血管受壓而致其PF減少；此外腫瘤后期的這種變化可使腫瘤血管的血流阻力加大，腫瘤組織內血流緩慢，所以其血容量BV增加。

淋巴結轉移的判定一直是CT評估腫瘤狀態(tài)的難點。目前淋巴結影像檢查對淋巴結病變定性診斷的主要依據為淋巴結橫徑的大小，以>1.0 cm為異常，也有以0.5 cm作為淋巴結轉移的閾值，但之后的病理結果證實，30%體積增大的淋巴結是由反應性炎性增生所致，而正常大小的淋巴結有可能已有腫瘤轉移和浸潤[5-6]。在病理特點上，轉移性淋巴結病灶由于受腫瘤細胞及各種細胞因子影響。會誘導產生許多紆曲擴張的血管，且新生腫瘤血管分布雜亂不均，形態(tài)扭曲，管徑大小不等，這些形態(tài)特點導致轉移性淋巴結在血流動力學上呈高灌注狀態(tài)。本研究也證實了這樣的特點，轉移組淋巴結的PF明顯高于反應性增生組，其余的參數(shù)沒有統(tǒng)計學意義。

在有無遠處轉移的分組中，有肝轉移患者的癌組織灌注量PF和PEI明顯低于無遠處轉移患者，說明發(fā)生了遠處轉移的腫瘤內部可能有較多的新生血管生成，這種腫瘤可能有誘導血管生成的潛能。所以PEI 可以作為有無遠處轉移的一個指標，這也是CT灌注成像對有無遠處轉移的判定的優(yōu)點之一。

有研究表明灌注成像只對可灌注的毛細血管敏感，腫瘤分化越高，其組織內部結構越成熟，管腔不成熟的微血管越少，相對成熟有功能的血管就越多，單位時間內流經組織血管結構的血流量即PF越高，TTP就越短[7]。本研究也證實分化程度越高的腫瘤，其血流量多于分化差的腫瘤，參數(shù)表現(xiàn)為隨著分化程度的由高到低，PF逐漸減少，TTP逐漸增加，差異有統(tǒng)計學意義，可以看出CT灌注成像對腫瘤的分化程度有一定的鑒別意義。

綜上所述，CT灌注成像技術在直腸癌術前TNM分期中具有一定的應用價值，可反映正常生理狀態(tài)下腫瘤的微循環(huán)功能，是一種理想的非侵入性的監(jiān)測腫瘤血管生成的方法。

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