彭楠 陳殿森 徐志賓

1河南科技大學臨床醫(yī)學院（河南洛陽 471003）；2河南科技大學第一附屬醫(yī)院影像科（河南洛陽 471003）

CT灌注成像（CT perfusion）是CT功能成像中較為重要的方法之一，它是用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射對比劑的同時對選定的相應組織進行持續(xù)動態(tài)掃描，從而獲取該層面內每一個像素的時間-密度曲線（time?density curve，TDC），根據(jù) TDC結果，利用相應的數(shù)據(jù)模型模擬出不同的灌注參數(shù)并得到相應的灌注圖像，評價組織器官的血流灌注狀態(tài)。MILES等［1］提出了肝臟雙入口灌注（dual?input CT perfusion，DICTP）模型，并獲得了業(yè)內認可。肺部的DICTP參照了肝臟的DICTP，其以主肺動脈和胸主動脈為雙通道輸入動脈，肺和支氣管循環(huán)的分界點以左心房強化最高時間點為界，最終獲得3個不同的灌注參數(shù)PF、BF及PI的數(shù)值。由于320動態(tài)容積CT軸向覆蓋面達到16 cm，單次掃描基本上能夠同時覆蓋肺部腫塊、肺動脈及主動脈，能夠很好地保證本次研究的順利完成。

當前CT灌注技術尚處于起步階段，而肺臟的雙入口灌注國內外文獻報道較少，DICTP灌注指數(shù)PI鑒別肺部腫塊良惡性病變尚無較為統(tǒng)一的區(qū)間數(shù)值，不同病理類型肺癌的DICTP參數(shù)區(qū)別有無意義尚未定論。姚靈等［2］的研究結果表明不同病理類型肺癌的DI?CTP參數(shù)間的差異無統(tǒng)計學意義；也有研究認為［3］肺腺癌的PI值大于肺鱗癌；更有研究認為［4］肺鱗癌的PI值高于肺腺癌，因此，雙入口灌注參數(shù)鑒別不同病理類型肺癌的價值有待于進一步探討。本研究是建立在肺臟的DICTP基礎上，利用320排容積CT成像的技術特點，通過灌注軟件觀察、分析肺內占位性病變的不同血流灌注比例，初步探討在肺部DICTP下各項灌注參數(shù)對肺內占位性病變的意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象本次研究為前瞻性研究，經(jīng)過河南科技大學第一附屬醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會批準。收集我院2016年5月至2017年5月間肺部占位并行肺部雙入口灌注患者121例，其中13例灌注失敗，2例病理結果不明確，106例灌注成功并隨訪后有明確病理結果（手術后病理75例，支氣管鏡16例，CT引導下穿刺15例），其中惡性85例（肺鱗癌38例、肺腺癌34例、肺小細胞肺11例、肉瘤合并少量腺癌2例），良性病變21例（炎性19例，硬化性血管瘤2例）。106例患者中，男76例，女30例，年齡33～85歲，平均65.3歲。

1.2 檢查方法本研究CT灌注檢查采用東芝Aquilion ONE 320動態(tài)容積CT，先常規(guī)行胸部病變定位掃描，確定灌注掃描視野范圍。訓練患者呼吸配合檢查，隨后用高壓注射器經(jīng)肘靜脈注射造影劑（碘普羅胺370）50 mL，注射速率為5 mL/s，掃描范圍應包括病變、肺動脈及主動脈。于患者屏氣2 s后開始動態(tài)容積掃描，2～30 s內每2秒掃描1次，30～39 s每3秒掃描1次，一共18次，對于部分循環(huán)不好的患者應延遲掃描，延遲掃描間隔3 s掃描1次（圖1）。掃描參數(shù)設定為管電壓100 kV，管電流30 mA，轉速0.5 s/r，層厚1 mm。

圖1 2 s后行第一次掃描，18次容積掃描，前15次掃描間隔2 s，后3次掃描間隔3 s總耗時39 s（對于循環(huán)差的患者可延遲繼續(xù)掃描）Fig.1 Eighteen intermittent volume acquisitions were made 2 s after the bolus injection.Acquisition time is 39 seconds，2 s per acquisition for the first 15 acquisitions and 3 s per acquisition for the subsequent 3 acquisitions（Delayed scan for patients with slow circulation）

1.3 圖像后處理及分析圖像采集完畢后，利用東芝Aquilion ONE320動態(tài)容積CT的Body regis?tration軟件先進行校準配對以提高圖像質量和感興趣區(qū)灌注結果的準確性，然后把校準配對后的圖像輸入體部灌注軟件（body perfusion）。在肺動脈主干近肺門處、胸降主動脈、左心房及肺內病灶內手動繪制出感興趣區(qū)（ROI），隨后自動生成4條時間-密度曲線（TDC）（圖2）。設置窗寬范圍0～150 Hu，偽彩圖像層厚1 mm，矩陣512×512。運行灌注軟件后分別生成PF、BF及PI的灌注偽彩圖。由2位高年資的影像科醫(yī)師采取雙盲法，分別在同一個病變多個層面、多個方位獲取相應的三組不同的ROI灌注參數(shù)：肺動脈血流量（pulmo?nary flow，PF）、支氣管動脈血流量（bronchial flow BF）及灌注指數(shù)［perfusion index，PI=PF/（PF+BF）］（圖3、4），然后取各個參數(shù)的平均值，其中肺內病變ROI的選定盡量選取病變的實質部分，要避開鈣化、壞死等區(qū)域。

1.4 統(tǒng)計學方法采用SPSS 16.0軟件統(tǒng)計分析。各灌注參數(shù)值用均數(shù)±標準差表示，檢驗水準設為0.05，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。采用秩和檢驗對肺良惡性病變各組灌注數(shù)據(jù)進行檢驗，同時繪制有鑒別意義參數(shù)的ROC圖，利用約登指數(shù)找出最具臨床診斷價值參數(shù)的最適臨界點并計算出相應的診斷敏感度及特異度。對不同類型肺癌選取方差分析及LSD?t檢驗。

圖2 時間密度曲線（TDC）Fig.2 Time?density curves of input arteries

圖3～476歲男性鱗癌病例灌注圖像，其中感興趣區(qū)的PF（肺動脈血流量）分別為35.6、28.3 mL/（min·100 mL），BF（支氣管動脈血流量）分別為51.5、41.7 mL/（min·100 mL），PI（灌注指數(shù)）分別為42.8%、41.5%Fig.3～4Squamous cell carcinoma of a 76 years old man.The PF of the ROI was 35.6 and 28.3 mL/（min·100 mL）BF was 51.5 and 41.7 mL/（min·100 mL）PI was 42.8%and 41.5%

2 結果

上述106例成功灌注檢查的病例中，良惡性占位的BF、PI值差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），其中BF值惡性＞良性，PI值惡性＜良性（表1）。BF、PI鑒別良惡性病變ROC曲線下面積（area under curve，AUC）分別為0.822、0.933。PI曲線下面積較大，具有較好的鑒別精確性（圖5、6），當PI閾值取52.75，鑒別診斷的敏感度為81.0%，特異度為91.9%，分別是最大。方差分析病例數(shù)較多3種肺癌（鱗、腺、小細胞癌），發(fā)現(xiàn)它們的PF、PI值差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。兩兩比較顯示：PF值肺腺癌跟肺小細胞癌差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.01），PI值肺鱗癌與肺腺癌、肺腺癌與肺小細胞差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表2、3。

表1 肺部良惡性占位灌注參數(shù)及ROC比較Tab.1 Perfusion and receiver?operating characteristic analysis results ±s

表1 肺部良惡性占位灌注參數(shù)及ROC比較Tab.1 Perfusion and receiver?operating characteristic analysis results ±s

灌注參數(shù)PF［mL/（min·100 mL）］BF［mL/（min·100 mL）］PI（%）惡性63.37±30.42 83.82±33.75 42.78±7.27良性72.89±52.44 44.79±28.13 63.79±13.65 P值0.715 0.000 0.000 ROC曲線下面積（95%置信區(qū)間）0.526（0.392 ～ 0.660）0.822（0.720 ～ 0.924）0.933（0.869 ～ 0.997）

圖5 PF、PI的ROC曲線Fig.5 The ROC curve of three perfusion parameters for identifying lung lesions

表2 鱗癌、腺癌、小細胞肺癌灌注參數(shù)Tab.2 Perfusion parameters of squamous cell carcinoma，adenocarcinoma，small cell lung cancer ±s

表2 鱗癌、腺癌、小細胞肺癌灌注參數(shù)Tab.2 Perfusion parameters of squamous cell carcinoma，adenocarcinoma，small cell lung cancer ±s

組別鱗癌腺癌小細胞肺癌例數(shù)38 34 11 PF［mL/（min·100 mL）］62.23±28.58 72.40±33.17 43.62±17.07 BF［mL/（min·100 mL）］86.08±39.51 86.27±27.84 66.55±24.44 PI（%）41.77±6.65 44.35±7.58 38.25±5.86

表3 鱗癌、腺癌、小細胞癌灌注參數(shù)PF、PI的P值兩兩比較Tab.3 Correlation analysis of perfusion parameters in squamous cell carcinoma，adenocarcinoma and small cell carcinoma

3 討論

3.1 320排容積CT雙通道灌注技術特點及在肺臟應用的優(yōu)勢有學者認為肺癌僅由BA供血［5-6］，國內外早期的灌注實驗大多利用16或64排螺旋CT進行單輸入口灌注（SI?CTP），傳統(tǒng)單入口灌注在頭部應用多見［7］，也有國內學者將其應用到宮頸癌［8］。在肺內腫塊灌注的早期研究時，常將BA視為輸入動脈，但是肺臟、肝臟這些器官屬于雙循環(huán)供血，有學者提出肺癌部分血流由PA提供［9-10］，目前關于肺癌供血的組成比例尚未有明確的研究，單輸入口灌注能否區(qū)分肺部活體組織血供，肺癌的血供組成比（PA和BA）仍有待于進一步討論。國內有報道［11］單輸入口灌注不能區(qū)分肺部活體組織血供，也不能一次成像同時測量雙循環(huán)，傳統(tǒng)單入口灌注檢查不能夠明確反映肺臟雙血供情況，更不能準確地分析肺內病變血供比例［12］，因此同時測出兩套循環(huán)血供系統(tǒng)的模型更適合用來評估肺部腫塊。雙入口灌注（dual?input CT perfusion，DICTP）模型是由外國學者 MILES等［1］提出，隨后在肝臟中獲得了成功，它對腫瘤真實大小的評估及指導手術方面有重要意義［13］，但有研究表明［14］在肝臟腫瘤良惡性鑒別方面，核磁的DWI成像及ADC值優(yōu)于CT灌注。近幾年隨著雙入口灌注技術的發(fā)展，袁小東博士首次提出了肺臟的雙入口灌注模型，肺臟雙供血系統(tǒng)與肝臟具有一定的相似性［11］。肺臟的DICTP是以肝臟為基礎，分別把肺門水平的主肺動脈和胸主動脈作為雙入動脈，以左心房強化最高點時間作為雙循環(huán)的分界點，通過興趣區(qū)的選擇獲取3個不同的灌注參數(shù)，PF、BF和PI=PF/（PF+BF）。OHNO等［15］對肺孤立結節(jié)的研究發(fā)現(xiàn)DI?CTP模型比SI?CTP模型具有更好的定性診斷價值。肺臟灌注成像逐漸成為國內外學者研究的熱點，有研究表明［16］肺癌的CTP參數(shù)與微血管密度有關，劉佩等［17］研究表明肺癌雙入口CT灌注參數(shù)與Ki?67陽性表達率相關，SPIRA等［18］研究發(fā)現(xiàn)，肺癌的分化程度越高，其血流量BF越高。

本研究所用到的320排容積CT由于其成像速度快，單次容積掃描軸向覆蓋最大能夠達到16 cm，能夠最大限度減低肺部呼吸運動產生的偽影，同時基本上將多數(shù)肺內病變圈定在掃描視野內，最大限度的采集到病灶的灌注數(shù)據(jù)，因此更加有利于對肺內病變的診斷和治療后的效果評估。

3.2 雙入口灌注參數(shù)在肺內良惡性病變及肺癌中的臨床價值通過320排容積CT成功對106例患者實施雙入口肺部灌注，分別得到3組灌注參數(shù)PF、BF和PI。通過研究、分析發(fā)現(xiàn)良性的BF值小于惡性，良性的PI值大于惡性，其中PI的ROC曲線下面積最大，具有較高的鑒別價值，當PI閾值取52.75，其診斷的敏感度和特異度分別為81.0%、91.9%，均為最大。3種不同肺癌中，肺腺癌PF和PI值均大于肺小細胞癌，肺鱗癌PI值小于肺腺癌。在正常情況下，PA與BA并沒有直接的關聯(lián)，當惡性腫瘤生長時，隨著時間的延長PA破壞也越來越嚴重，同時造成纖維素增生，進而造成肺動脈阻塞。隨著肺循環(huán)受損加重，支氣管動脈代償性擴張并在腫瘤周圍形成多發(fā)小血管包繞腫瘤組織。因此，在肺循環(huán)受阻情況下，造影劑反流入支氣管動脈，支氣管動脈血流量增多［19］。

本研究表明肺部腫塊由BA及PA同時供血，其中惡性腫塊主要由BA供血為主。320排容積CT雙入口灌注參數(shù)能夠很好的反映肺內病變微循環(huán)及雙血供比例情況，為肺內病變的診斷提供了另一種影像診斷的方法，其中灌注指數(shù)PI對肺內良惡病變有著較好的鑒別診斷價值。肺腺癌PA供血比例較肺鱗癌及肺小細胞癌高，能夠為不同類型肺癌的栓塞治療及預后評估提供幫助。

本研究也存在不足之處，首先良惡性病例數(shù)相差較大加上在檢查過程中一些主觀因素如（呼吸屏氣欠佳導致的偽影、ROI測量范圍選擇的合理性及科學性等），同時本研究中未將肺癌分型進行細化，如分化程度、位置及大小，有研究表明［20］腫瘤的灌注血流量與上述因素均有關系，這些會對實驗數(shù)據(jù)的科學性造成一定的影響。后續(xù)將進一步完善病例數(shù)目，將肺癌的分類細化后分組比較。

［1］MILES K A，HAYBALL M P，DIXON A K.Functional images of hepatic perfusion obtained with dynamic CT［J］.Radiology，1993，188（2）：405?411.

［2］姚靈，郭曉山，張千里.CT灌注成像技術分析原發(fā)性肺癌的血供模式［J］.中國醫(yī)學影像學雜志，2014，22（8）：607?609.

［3］馬澤鵬，敖國昆，袁小東，等.肺癌雙循環(huán)血供CT灌注的初步研究［J］.臨床放射學雜志，2015，34（2）：204?207.

［4］高壘，楊青，胡亞彬，等.雙入口CT灌注評價肺腺癌和肺鱗癌血供特征［J］.中國醫(yī)學影像技術，2017，33（3）：419?422.

［5］洪濤，陳柱，肖恩華.CT灌注成像原理及其在急性胰腺炎中的臨床應用［J］.中國CT和MRI雜志，2014，12（7）：109?111.

［6］LU N，F(xiàn)ENG X Y，HAO S J，et al.64?slice CT perfusion im?aging of pancreatic adenocarcinoma and mass?form ingchronic pancreatitis［J］.Acad Radiol，2011，18（1）：81?88.

［7］張超波，曾怡群，盧偉光，等.低劑量CT灌注成像在腦梗死患者恢復期的應用［J］.實用醫(yī)學雜志，2015，31（13）：2179?2181.

［8］錢昊初，郭文力，王思亮，等.宮頸癌Aquilion ONE 320 CT灌注成像表現(xiàn)初探［J］.中國臨床醫(yī)學影像雜志，2012，23（12）：853?855.

［9］董春玲，范維鵬，李世維.支氣管動脈MSCTA在肺慢性炎癥與肺癌中的診斷價值［J］.中國醫(yī)療前沿，2013，8：85?86.

［10］MCCULLAGH A.The bronchial circulation?worth a closer look：a review of the relationship between the bronchial vascula?ture and airway inflammation［J］.Pediatr Pulmonol，2010，45（1）：1?13

［11］YUAN X，ZHANG J，AO G，et al.Lung cancer perfusion：can we measure pulmonary and bronchial circulation simultane?ously？［J］.Eur Radiol，2012，22（8）：1665?1671.

［12］馮坤鵬.雙入口CT灌注技術評價周圍型肺癌血供特性［J］.中國醫(yī)學影像技術，2014（10）：1514?1518.

［13］李波，卞佳，姜興岳，等.雙源CT灌注成像在肝轉移瘤中的臨床應用［J］.實用醫(yī)學雜志，2013，29（20）：3394?3396.

［14］朱紅洲.肝臟腫瘤的MR彌散加權成像和CT灌注成像的比較［J］.實用醫(yī)學雜志，2009，25（8）：1252?1253.

［15］OHNO Y，NISHIO M，KOYAMA H，et al.Comparison of quan?titatively analyzed dynamic area-detector CT using various mathematic methods with FDG PET/CT in management of soli?tary pulmonary nodules［J］.AJR Am J Roentgenol，2013，200（6）：W593?602.

［16］DANIEL S，HELGE N，SVEN MICHAEL S，et al.Assessment of tumor vascularity in lung cancer using volume perfusion CT（VPCT）with histopathologic comparison：a further step toward an individualized tumor characterization［J］.J Comput Assist Tomogr，2013 ，37（1）：15?21.

［17］劉佩，岳松偉，高劍波，等.320排CT雙入口灌注參數(shù)與肺癌Ki?67表達率的相關性分［J］.臨床放射學雜志，2017，36（8）：1106?1109.

［18］SPIRA D，NEUMEISTER H，SPIRA S M，et al.Assessment of tumor vascularity in lung cancer using volume perfusion CT（VPCT）with histopathologic comparison：a further step toward an individualized tumor characterization［J］.J Comput Assist Tomogr，2013，37（1）：15?21.

［19］QIAO P G，HUANG Q，ZHOU J，et al.Feasibility of quantita?tive parameters of dynamically enhanced patterns of spiral com?puted tomography scanning integrated into tumourprogression before targeted treatment of non ?small cell lung cancer［J］.J Med Imaging Radiata Oncol，2015，59（2）：216?220.

［20］IPPOLITO D，CAPRARO C，GUERRA L，et al.Feasibility of perfusion CT technique integrated into conventional18FDG/PET?CT studies in lungcancer patients：clinical staging and function?al information in a single study［J］.Eur J Nucl Med Mol Imag?ing，2013，40（2）：156?165.