董瑞彤 綜述 董越, 羅婭紅 審校

·宮頸癌影像學(xué)評估·

CT灌注成像在宮頸癌中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

董瑞彤 綜述 董越, 羅婭紅 審校

CT灌注成像是一種在體評估活體組織器官血供情況的功能成像方式，為宮頸癌的診斷、腫瘤內(nèi)微血管密度(MVD)計(jì)數(shù)、病理學(xué)特征和療效評估等提供了重要依據(jù)。本文主要對CT灌注成像的基本原理、掃描技術(shù)及其在宮頸癌中的臨床應(yīng)用進(jìn)行綜述。

體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)； 灌注成像; 宮頸癌； 療效評估； 腫瘤分期； 預(yù)后

CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)通過同層連續(xù)動態(tài)掃描，獲得組織的血流灌注信息，可以在體評估腫瘤的血流動力學(xué)情況，間接地反映腫瘤的惡性程度，幫助判斷疾病預(yù)后和指導(dǎo)治療[1-2]。CT灌注技術(shù)的應(yīng)用使CT影像學(xué)從反映腫瘤的形態(tài)學(xué)改變，發(fā)展至對腫瘤組織微觀血供情況進(jìn)行評估[3]。近些年來，CT灌注成像已廣泛應(yīng)用于顱腦[4]、胰腺[5]、肝臟[6]及胃[7]等器官的研究中。宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，在中國女性惡性腫瘤發(fā)病率中居第6位[8]。CT灌注成像為宮頸癌的術(shù)前診斷、了解腫瘤病理學(xué)特征和療效評估等提供了重要依據(jù)，本文對此做一綜述。

CT灌注成像技術(shù)

CT灌注成像是在靜脈內(nèi)高速注射對比劑的同時(shí)，對靶器官進(jìn)行連續(xù)同層動態(tài)掃描，獲得靶器官所在層面組織的時(shí)間-密度曲線(time-density curve，TDC)，反映了該器官中對比劑隨時(shí)間改變的密度變化趨勢，從而間接反映了器官血供狀態(tài)的變化。利用不同數(shù)學(xué)模型，對TDC進(jìn)行處理分析，得到灌注參數(shù)，包括血流量(blood flow，BF)、血容量(blood vo-lume，BV)、平均通過時(shí)間(mean transit time，MTT)、對比劑達(dá)峰時(shí)間(time to peak，TTP)、強(qiáng)化峰值(peak enhancement image，PEI)、表面滲透性(permeability surface，PS)等。對灌注參數(shù)值再進(jìn)行偽彩處理，獲得灌注參數(shù)的偽彩圖，來評估組織器官的灌注情況[9-10]。

處理CT灌注成像數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)模型包括非去卷積模型(non-deconvolution model)和去卷積模型(deconvolution model)。非去卷積模型又分為基于Fick原理的單室模型和基于Patlak分析的雙室模型。單室模型采用快速團(tuán)注法(rapid bolus injection)，對比劑劑量40～50mL，流率5～10mL/s；有報(bào)道最高注射流率可達(dá)20mL/s。但是高注射流率會增大局部血管壓力，使對比劑外滲的風(fēng)險(xiǎn)升高，尤其是對腫瘤治療后血管條件不佳的患者，不宜廣泛使用[9-10]。去卷積數(shù)學(xué)模型中對比劑注射速度可降至4mL/s，但需要較長的掃描時(shí)間，通常會超過1分鐘，在胸腹部器官的掃描中，呼吸運(yùn)動容易干擾成像結(jié)果，可能會導(dǎo)致灌注成像的成功率低[9-10]。

首先常規(guī)CT平掃確定灌注成像的掃描位置和范圍。灌注掃描方式為單層連續(xù)動態(tài)掃描或者動態(tài)容積掃描，掃描開始時(shí)間在注射對比劑后5～10s，通常連續(xù)掃描40～45個(gè)時(shí)相；根據(jù)掃描部位不同，管電壓選擇70～120kV，管電流選擇50～200mAs[9-10]。

隨著大范圍覆蓋多排探測器CT技術(shù)的發(fā)展，大范圍的CT容積灌注掃描成為可能，一次掃描可以完成70～150mm的覆蓋范圍[5,11-12]。尤其是320排CT的出現(xiàn)，探測器一次掃描的覆蓋范圍可以達(dá)到160mm，因此能夠完成任一臟器全覆蓋的灌注掃描[6,12]。然而，大范圍全器官CT灌注成像必然會帶來輻射劑量的增加，這也是阻礙其臨床應(yīng)用的主要問題，因此有效降低輻射劑量是全器官CT灌注成像能否在臨床廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵因素。CT灌注成像的輻射劑量與以下三個(gè)方面有關(guān)：掃描時(shí)間、管電壓和管電流。Li等[5]使用70kV+120mAs和80kV+100mAs兩種方案進(jìn)行CT灌注掃描，結(jié)果顯示患者接受的輻射劑量能一定程度降低 ，并且各灌注參數(shù)有很好的一致性。另有研究表明，保持管電壓不變，降低管電流到72mAs亦可產(chǎn)生圖像質(zhì)量良好的CT灌注圖像[4]。故低劑量全器官CT灌注成像能有效降低輻射劑量，具有重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

利用CT灌注軟件對獲得圖像進(jìn)行后處理和重建，傳統(tǒng)的CT灌注成像通常僅能得到4～8mm范圍的橫軸面灌注影像，而使用容積掃描獲得的容積數(shù)據(jù)包可以重建出橫軸、矢狀及冠狀面的灌注圖像[12]。對于宮頸的灌注成像而言，輸入動脈一般選擇髂外動脈[3]；病灶ROI選擇在癌灶實(shí)體部分，注意避開血管、壞死和腫瘤邊緣。通常ROI應(yīng)盡量包括整個(gè)病灶的實(shí)體部分，可以減少圖像噪聲的影響，使測量數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。使用灌注軟件得到ROI相對應(yīng)的時(shí)間-密度曲線和灌注參數(shù)值，并獲得相應(yīng)的灌注參數(shù)偽彩圖[9-10]。

CT灌注成像在宮頸癌中的應(yīng)用

1.CT灌注成像對宮頸癌的診斷價(jià)值

宮頸癌多為富血供腫瘤，CT灌注成像可以反映宮頸癌的富血供特征，有助于宮頸癌的診斷。與正常宮頸組織相比，宮頸癌的血流量、血容量和峰值CT值均明顯增高，提示宮頸癌組織較正常宮頸組織的血流灌注量大、血供豐富，這一結(jié)果間接反映了病理上宮頸癌腫瘤組織內(nèi)存在大量新生血管[13-14]。宮頸癌組織的時(shí)間-密度曲線顯示在對比劑注射后宮頸癌組織中對比劑濃度明顯增加且保持在高水平，強(qiáng)化時(shí)間明顯延長，反映了腫瘤微血管豐富、扭曲、擴(kuò)張和組織間隙擴(kuò)大的特點(diǎn)，使對比劑存留時(shí)間延長、排空緩慢。CT灌注成像能夠發(fā)現(xiàn)早期無明顯形態(tài)學(xué)改變而只有血流動力學(xué)改變的腫瘤。劉艷等[15]發(fā)現(xiàn)，ⅠA期宮頸癌的BV、PS值較正常宮頸組織明顯增高，在偽彩圖上表現(xiàn)為顯著的高灌注區(qū)，因此灌注參數(shù)偽彩圖與CT灰階圖像相比，能夠更直接地顯示ⅠA期宮頸癌病灶，這有助于早期宮頸癌的定位診斷和指導(dǎo)臨床活檢。CT灌注成像亦有助于宮頸良惡性病變的鑒別診斷。周永等[16]研究結(jié)果顯示，宮頸癌組織CT灌注成像的時(shí)間-密度曲線表現(xiàn)為速升緩降型或者持續(xù)中高位強(qiáng)化型，短時(shí)間內(nèi)達(dá)到峰值，且峰值高于宮頸良性病變(慢性宮頸炎、Ⅰ+Ⅱ級子宮頸上皮內(nèi)瘤變)。

2.CT灌注成像與宮頸癌病理學(xué)特征的相關(guān)性

CT灌注成像與宮頸癌病理學(xué)特征間的關(guān)系：崔志新等[17]研究顯示，在局部侵襲性更強(qiáng)、分期更晚和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的宮頸癌病例中，血流量值顯著增高；而血容量值表現(xiàn)在局部侵襲性更強(qiáng)和有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移病例中顯著增高；在分化程度低的宮頸癌患者中平均通過時(shí)間顯著增高；而毛細(xì)血管通透性可以提示淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，在有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移的病例中PS值更高。因此CT灌注成像對宮頸癌的臨床分期、浸潤深度等病理學(xué)特征具有一定的提示性作用。

CT灌注成像與宮頸癌微血管密度(microvessel density，MVD)間的關(guān)系：伴隨宮頸癌惡性程度增加，在內(nèi)皮細(xì)胞生長因子(vascular endothelial cell growth factor，VEGF)的作用下，腫瘤內(nèi)會有大量的微血管生成，因此微血管密度隨之升高，繼而引起組織血供狀態(tài)的改變。腫瘤微血管的生成會造成腫瘤組織血容量、血流量和強(qiáng)化峰值的增加。周永等[16]的研究表明，宮頸癌組織的MVD計(jì)數(shù)與灌注參數(shù)BV、BF、PEI和PS值呈正相關(guān)；與TTP和MTT值呈負(fù)相關(guān)。崔志新等[17]的研究結(jié)果顯示，宮頸癌的BV、BF和MTT值與MVD呈明顯正相關(guān)，而PS值與MVD未發(fā)現(xiàn)明顯相關(guān)性，作者認(rèn)為可能與腫瘤內(nèi)新生血管的分布不均勻及成熟度不同有關(guān)，有待進(jìn)一步研究。由此可見，腫瘤組織的灌注特征可以反映組織的微血管密度特征，灌注參數(shù)是MVD的外在表現(xiàn)形式。通過檢測腫瘤組織的BF及BV等灌注參數(shù)，可以反映腫瘤血供情況及腫瘤微血管的生成狀況[18-20]。

3.CT灌注成像對宮頸癌治療效果的評價(jià)與預(yù)測

目前ⅡB期以上宮頸癌患者采取同步放化療治療，其療效評價(jià)直接關(guān)系到治療方案的調(diào)整和預(yù)后判斷[21]。有研究發(fā)現(xiàn)宮頸癌組織放化療后1個(gè)月內(nèi)灌注參數(shù)BF、BV值較放化療前明顯高。該結(jié)果說明經(jīng)治療后病灶部位腫瘤組織充血水腫，強(qiáng)化程度升高[22-23]。而對于宮頸癌放化療半年以上的患者，灌注參數(shù)BF、BV值顯著低于放化療前，PEI也低于放化療前，表明放化療患者治療結(jié)束后病灶區(qū)腫瘤組織血供減少，組織病理學(xué)提示腫瘤組織內(nèi)血管內(nèi)皮細(xì)胞壞死增多，導(dǎo)致血管減少、閉塞，腫瘤供養(yǎng)減少，最終導(dǎo)致腫瘤完全消退。另有研究[21,24]結(jié)果顯示，宮頸癌放化療患者治療效果越好，其治療前血流灌注參數(shù)BV、PS值越高；對于療效顯著的患者，BV值明顯高于疾病穩(wěn)定和進(jìn)展的患者，表明灌注量高且血供豐富的腫瘤組織放化療效果好，反之則療效不好；PS值隨療效變好呈遞增趨勢。由此可見可以通過治療前CT灌注參數(shù)預(yù)測放化療效果，CT灌注成像的灌注參數(shù)可以作為評價(jià)宮頸癌放化療效果、指導(dǎo)治療方式選擇的重要指標(biāo)。

新輔助化療已普遍成為局部晚期宮頸癌患者的重要治療方式。腫瘤化療效果受到腫瘤內(nèi)微環(huán)境中含氧狀況的影響，通常認(rèn)為腫瘤組織含氧量越高其對化療敏感性就越高，治療效果越好。CT灌注成像提供的血流動力學(xué)信息能夠間接反映腫瘤內(nèi)含氧量狀況，從而幫助預(yù)測化療療效[25]。有研究結(jié)果顯示，化療有效組的BF、BV值均高于化療無效組，并且BF、BV值與新輔助化療的療效呈正相關(guān)，因此推測血供豐富的宮頸癌處于高灌注狀態(tài)，組織內(nèi)藥物濃度及含氧量更高，故對化療具有更高敏感性[25-26]。殷亮等[25]研究發(fā)現(xiàn)組織滲透性是預(yù)測宮頸癌新輔助化療療效的獨(dú)立影響因素，滲透性越大，化療效果越顯著。滲透性反映血液從血管內(nèi)向組織間隙移動的速度，取決于腫瘤血管基膜的完整程度。由于腫瘤新生血管的滲透性高于成熟血管，所以滲透性增高提示腫瘤內(nèi)新生血管比例增大。同時(shí)由于大量新生微血管的生成有助于改善腫瘤內(nèi)部的缺氧環(huán)境，也間接地提高了化療效果。

綜上所述，CT灌注成像在宮頸癌的診斷與鑒別診斷、病理學(xué)特征及療效評價(jià)等方面具有諸多優(yōu)勢，但作為一種新興的影像檢查技術(shù)，因其對人體較高的輻射劑量，此項(xiàng)技術(shù)的成熟應(yīng)用和推廣仍需要大量的科學(xué)研究及臨床實(shí)踐。隨著科技的飛速發(fā)展，相信未來低劑量CT動態(tài)容積灌注成像將有廣闊的應(yīng)用前景。

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110042 沈陽，中國醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院 遼寧省腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科

董瑞彤(1993-)，女，陜西寶雞人，碩士研究生，主要從事影像新技術(shù)的臨床應(yīng)用工作。

羅婭紅，E-mail：luoyahong8888@hotmail.com

國家公益性行業(yè)科研專項(xiàng)基金(201402020)

R814.42；R735.33

A

1000-0313(2017)04-0347-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.04.011

2017-03-13

2017-04-01)