陜西省人民醫(yī)院CT室(西安 710068)

陳小龍 寇明清 馮永恒△ 黃明剛 楊 曉 劉 軍 高 芳 徐大萌

胰腺癌微循環(huán)CT灌注成像分析

陜西省人民醫(yī)院CT室(西安 710068)

陳小龍 寇明清 馮永恒△黃明剛 楊 曉 劉 軍 高 芳 徐大萌

目的：通過CT灌注成像對(duì)比分析胰腺癌及正常胰腺微循環(huán)的差異，旨在評(píng)價(jià)灌注成像診斷胰腺癌的價(jià)值。方法：利用320排動(dòng)態(tài)容積CT對(duì)46例研究對(duì)象進(jìn)行灌注成像，其中對(duì)照組(非胰腺疾病的患者20例及志愿者6例)26例，試驗(yàn)組20例，灌注分析利用最大斜率法。分別測(cè)量胰腺癌組織、正常胰腺組織的時(shí)間-密度曲線(TDC)、血流灌注圖、組織血流量(AF)，并記錄每位研究對(duì)象計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的劑量長(zhǎng)度乘積(DLP.e)。結(jié)果：胰腺癌組織AF值(44.65±18.70)ml/(min·100ml)、正常胰腺組織(139.23±17.77)ml/(min·100 ml)、殘留正常胰腺組織(156.76±33.39)ml/(min·100 ml)三組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；胰腺癌組織的AF值低于對(duì)照組及殘留正常胰腺組織，比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而對(duì)照組與殘留正常胰腺組織AF值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；灌注掃描過程中研究對(duì)象所接受的X線劑量為15.48 mSv。結(jié)論：320排動(dòng)態(tài)容積CT灌注成像輻射劑量低，可反映胰腺癌的血流灌注特征，具有重要的臨床參考價(jià)值。

胰腺癌(Pancreatic cancer)惡性程度高，起病隱匿，手術(shù)切除率低，預(yù)后很差，因此早期診斷、準(zhǔn)確分期和手術(shù)可切除評(píng)估已成為胰腺癌影像診斷的主要目的。微血管的生成是腫瘤發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)移的基礎(chǔ)，CT灌注成像在活體內(nèi)可間接、無創(chuàng)地反映瘤體血管生成情況，從而明確其生物學(xué)特性，有助于胰腺癌的早期診斷及鑒別診斷。本研究應(yīng)用320排動(dòng)態(tài)容積CT對(duì)20例胰腺癌組織進(jìn)行全器官灌注成像，并與正常胰腺灌注進(jìn)行對(duì)比研究，旨在為臨床應(yīng)用提供依據(jù)。

資料與方法

1 一般資料 2013年01月至2014年10月行上腹部灌注及增強(qiáng)的患者及健康志愿者46例作為研究對(duì)象，其中對(duì)照組26例，包含非胰腺疾病患者20例及健康志愿者6例，其中男性19例，女性7例，年齡23～76歲。試驗(yàn)組20例，其中男性8例，女性12例，年齡55～85歲。所有病例經(jīng)手術(shù)病理或臨床證實(shí)，其中胰頭癌15 例，頭頸部癌1例，體、胰尾癌4例。每次灌注掃描后等待約15min，行常規(guī)上腹部三期強(qiáng)化掃描。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，知情同意。

2 儀器與方法 檢查前4h禁食，檢查前于右側(cè)前臂留置淺靜脈留置針(飛瑪，20GA×1.16IN，Y型魯爾接頭自帶肝素帽及端帽)。取仰臥位，并用腹帶捆綁病人腹部，以減少腹部運(yùn)動(dòng)。采用德國(guó)生產(chǎn)的Ulrich Missouri(XD2001)全自動(dòng)雙筒高壓注射器，以6～8ml/s的速度依次高壓團(tuán)注碘普羅胺(370mg×100ml)30～40ml及生理鹽水20ml。應(yīng)用東芝320排容積CT實(shí)施胰腺全器官灌注掃描。掃描參數(shù)：管電壓100kV，管電流100mA，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5s，整個(gè)灌注掃描時(shí)間共48s或53s，圖像重建層厚0.5mm，層間距0.5mm，掃描范圍為160mm，共獲得19個(gè)容積數(shù)據(jù)包，6080幅灌注圖像。

3 圖像處理 使用東芝320排CT工作站處理灌注數(shù)據(jù)，獲得組織時(shí)間-密度曲線(TDC)、血流灌注圖及組織血流量(Artery blood flow，AF)。使用軟件Body Registration配對(duì)時(shí)，選擇腹主動(dòng)脈強(qiáng)化開始下降前一期中靶器官最大層面為目標(biāo)時(shí)相(Target phase)，進(jìn)行空間配對(duì)，以減少呼吸運(yùn)動(dòng)造成的位移[1]。對(duì)照組胰腺采集胰頭、胰體、胰尾部三個(gè)部位的AF值，每個(gè)部位取三個(gè)感興趣區(qū)(ROI)，取三者的均值作為此研究對(duì)象最終的AF值。試驗(yàn)組ROI設(shè)置在胰腺癌病變最大層面及殘留正常胰腺區(qū)域，每個(gè)區(qū)域測(cè)量三次，取均值作為癌組織及殘留正常胰腺組織最終的AF值，注意避開壞死、鄰近血管、胰管和胰腺邊緣。計(jì)算每位研究對(duì)象所接受的有效放射劑量(Effective dose)，按照計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的劑量長(zhǎng)度乘積(Dose-length product，DLP.e)乘以系數(shù)(k = 0.015)進(jìn)行計(jì)算。

結(jié) 果

1 TDC分析 胰腺癌組織TDC呈平坦型，無明顯灌注峰；正常組及試驗(yàn)組殘留正常胰腺組織TDC均呈速升速降，上升斜率較大，峰值較高；癌組織與正常組織TDC有明顯差別，正常組與試驗(yàn)組殘留正常胰腺組織TDC一致。

2 不同組之間AF值的比較 結(jié)果見附表。三組之間AF值不全相等，兩兩比較胰腺癌組分別與對(duì)照組及自身殘留正常胰腺組織間有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而對(duì)照組與自身殘留正常胰腺組織無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

附表 胰腺癌組織、對(duì)照組及自身殘留正常胰腺組織AF值比較 ml/(min·100ml)

注：*△、*▲之間比較P<0.001；△▲之間比較P>0.05

3 X線劑量 本研究灌注掃描過程中計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成的DPL.e是1031.7mGy·cm，所以每位研究對(duì)象所接受的X線劑量為15.48mSv。

討 論

隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)及新技術(shù)的發(fā)展，影像學(xué)已經(jīng)從單純的形態(tài)學(xué)診斷向功能、代謝以及更高層次的分子影像學(xué)發(fā)展，而功能成像中以灌注成像最為顯著[2]。CT灌注成像技術(shù)在胰腺癌診斷中的應(yīng)用日趨增多，但由于既往CT探測(cè)器寬度不夠、單次掃描僅能覆蓋幾厘米的范圍，無法完成整個(gè)胰腺全器官的灌注成像。另外，掃描過程中的呼吸運(yùn)動(dòng)，掃描時(shí)間及所接受的射線劑量等問題也限制了胰腺灌注的應(yīng)用。320排動(dòng)態(tài)容積CT一次掃描寬度達(dá)到160mm，同時(shí)可獲得320層0.5mm層厚的完全同期的CT圖像，完成整個(gè)器官掃描最短僅需0.35s[3]。但本機(jī)型上市較短，用其對(duì)胰腺癌的灌注分析研究還比較少，因此本研究應(yīng)用此設(shè)備成像及分析，旨在探討胰腺癌的微循環(huán)改變。

本設(shè)備采用最大斜率法對(duì)灌注數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，和去卷積法比較，該方法對(duì)圖像噪聲比不敏感，在保證能完成較為精確的對(duì)位的基礎(chǔ)上，可以不進(jìn)行過多期相的掃描，大大降低了X線的劑量。然而這種分析方法對(duì)對(duì)比劑注射速度要求較高，根據(jù)BMI值大小，設(shè)定6～8ml/s的速度，并在5s內(nèi)注射完對(duì)比劑，所以在操作過程中應(yīng)避免高速注射對(duì)比劑外滲及血管爆裂的情況發(fā)生。本研究過程中，所有研究對(duì)象均能夠耐受檢查。本研究灌注掃描平均X線劑量為15.48mSv，與馬曉璇等[4]研究的X線劑量14mSv接近，并且研究灌注及平掃總的劑量(21.5～23.9mSv)與腹部三期強(qiáng)化劑量(24.7～33.0 mSv)接近或者更低。筆者統(tǒng)計(jì)14例平掃加增強(qiáng)掃描的患者及13例平掃加灌注掃描的患者所接受的劑量分別為(19.46±4.68 )及(21.09±0.91)mSv，經(jīng)t檢查，無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。有報(bào)道[5-6]用螺旋掃描行上腹部CT灌注檢查時(shí)的輻射劑量是30.7及23.0mSv，因此，本研究采用的容積掃描，即便與常規(guī)腹部增強(qiáng)掃描相比，患者所接受的X線劑量并未增加，甚至減少，實(shí)現(xiàn)了低劑量掃描。

目前，此設(shè)備評(píng)價(jià)組織血液微循環(huán)僅有一個(gè)指標(biāo)，即AF值，但AF值是最重要的評(píng)價(jià)微循環(huán)變化的指標(biāo)之一，AF值指單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)一定量的組織、血管結(jié)構(gòu)的血容量，相當(dāng)于傳統(tǒng)意義上的血流灌注量，主要依據(jù)靶組織內(nèi)造影劑TDC進(jìn)行分析，反映靶組織的血流灌注特征，進(jìn)而反映組織的微血管密度。本灌注軟件顯示AF值的單位是ml/(min·ml)，而其它公司具有相似功能的灌注參數(shù)血流量(Blood flow，BF)的單位是ml/(min·g)[7]，兩者之間的換算關(guān)系尚需進(jìn)一步研究。

TDC反映對(duì)比劑在該器官中濃度的變化，從而間接反映了組織器官灌注量的變化。其上升斜率代表毛細(xì)血管內(nèi)的血流速度，峰值表示毛細(xì)血管床的血容量，下降斜率表示血管內(nèi)外對(duì)比劑的廓清速率。本研究顯示，胰腺癌組織與正常對(duì)照組TDC明顯不同。正常胰腺組TDC呈速升速降型，上升斜率較大，峰值較高，而胰腺癌TDC 呈平坦型，未見明顯的峰值，并且癌組織的AF值低于正常胰腺組織及癌旁殘留正常胰腺組織，與文獻(xiàn)[8-10]報(bào)道一致。本研究顯示正常胰腺組織和癌旁殘留正常胰腺組織AF值無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，因此提示癌組織與其殘留正常胰腺組織比較可以避免個(gè)體差異的影響，可更好的顯示二者間的血流灌注差異。而于興旭研究[11]胰腺癌組織的平均微血管密度及血管內(nèi)皮細(xì)胞生長(zhǎng)因子表達(dá)水平均明顯高于癌旁正常胰腺組織(無腫瘤浸潤(rùn)的組織)，因此認(rèn)為腫瘤組織的灌注值與腫瘤內(nèi)微血管的改變并不成正比。分析胰腺癌的灌注值取決于瘤體內(nèi)腫瘤實(shí)質(zhì)、纖維間質(zhì)、殘存胰腺組織和壞死組織的微血管總和，而病理上腫瘤實(shí)質(zhì)細(xì)胞散在分布于纖維間質(zhì)和正常胰腺組織中，雖然腫瘤組織占有微血管的比例較正常組織高，但當(dāng)腫瘤內(nèi)混有大量少血供的纖維組織間隔時(shí)，腫瘤內(nèi)微血管的絕對(duì)數(shù)量較正常胰腺相應(yīng)的降低；另一方面腫瘤組織引起局部組織纖維化，小動(dòng)脈內(nèi)膜增生，導(dǎo)致血管硬化，加上腫瘤對(duì)血管的直接侵犯，引起血流減少，腫瘤壞死等因素，均可導(dǎo)致與正常胰腺相比癌組織AF值相對(duì)較低。

目前，東芝灌注軟件僅能提供單一的AF值，因此無法對(duì)血容量(BV)等其它灌注參數(shù)分析，也不能與其它公司的數(shù)據(jù)進(jìn)行直接比較。本研究要求對(duì)比劑注射速率快，沒有考慮癌旁殘留正常胰腺組織所取ROI距離腫瘤的距離等都是本研究的不足之處；另外不同設(shè)備及灌注方法導(dǎo)致灌注參數(shù)差異很大，也阻礙了灌注成像的多中心標(biāo)準(zhǔn)化研究。這些都是今后進(jìn)一步改進(jìn)及研究發(fā)展的方向。

總之，320排動(dòng)態(tài)容積CT能夠?qū)崿F(xiàn)低劑量全胰腺灌注成像，并且能夠準(zhǔn)確反映胰腺癌組織的血流動(dòng)力學(xué)信息，為胰腺癌的診斷及鑒別診斷提供重要依據(jù)，因此預(yù)測(cè)其能夠?yàn)樵缙谠\斷提供有價(jià)值的信息，是常規(guī)CT增強(qiáng)掃描有益的補(bǔ)充手段。

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(收稿：2015-05-12)

胰腺腫瘤/診斷 微循環(huán) 體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī) 灌注成像

R445.3

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.11.013

△通訊作者：武警陜西總隊(duì)醫(yī)院CT室