姚 冰 王海濤 劉文亞 王 靜 蔣 奕 王 健

肝泡球蚴病 (hepatic alveolar echinococcosis,HAE)是包蟲病中的一種罕見類型,俗稱“蟲癌”,在組織學上有惡性肝臟腫瘤的浸潤性生長特點[1],對人體危害極大。評價HAE邊緣區(qū)域血流狀態(tài)及增殖浸潤特征對病變的發(fā)展、治療及預后具有重要指導意義。CT灌注成像作為一種功能性影像檢查方法,具有安全、準確、無創(chuàng)的特點,可評價活體組織器官血流灌注情況。本研究通過分析HAE邊緣區(qū)域CT灌注成像特點,并與組織病理學對照研究,探討CT灌注成像在評價HAE邊緣區(qū)域血流狀態(tài)和增殖浸潤特征的臨床應用價值,為臨床根治性手術切除提供影像依據(jù),同時為HAE病情監(jiān)測、綜合治療及療效觀察等提供信息。

方 法

1.研究對象

2007年12月～2010年2月在我院經(jīng)彩超或CT診斷并經(jīng)手術病理或臨床證實為HAE28例,男16例,女 12例,年齡22～61歲,平均41.1歲。其中13例為少數(shù)民族 (哈薩克族5例、維吾爾族3例、蒙古族2例、回族2例、藏族1例),15例為漢族。全部行CT灌注檢查。28例單發(fā)病灶25例,多發(fā) 3例,為肝臟左、右葉各有一巨大病灶,病灶之間獨立、不相連,共計病灶31個,肝右葉16個,肝左葉5個,騎跨左右葉10個,病灶最大層面大小在45mm×70mm～150mm×180mm不等。其中17例行手術治療后病理證實。另外11例雖然未能手術,但依據(jù)病人來自流行區(qū)或有包蟲病接觸史,包蟲試驗陽性及超聲(US)、CT和MR的影像特點典型,因而確定為本病。

2.CT灌注成像

2.1 CT灌注掃描:使用GE Light speed Ultra型64層螺旋CT機。首先訓練病人胸式平穩(wěn)呼吸,盡量降低膈肌及腹部呼吸幅度。在常規(guī)全肝平掃后,選擇病灶最大層面(盡量靠近肝門)作為靶層面,采用多層掃描序列中的灌注程序行灌注掃描。用Ulrich型高壓注射器經(jīng)前臂靜脈一次性快速團注非離子型對比劑(碘海醇300mgI/ml)40～ 50ml,流率4～ 4.5ml/s,預留時間8s,以電影模式連續(xù)無間斷掃描55s,層厚5mm,電壓120kV 、電流 200mA,產(chǎn)生 872幅圖像。

2.2 CT圖像處理:將灌注掃描所得圖像傳輸?shù)紸W4.2工作站,應用GE CT Perfusion 3軟件包的肝腫瘤灌注(liver tumor perfusion)協(xié)議處理。選擇處理閾值為-25～350HU,以涵蓋所研究結構為原則,減少對空氣或骨骼等數(shù)據(jù)的處理時間。腹主動脈和門靜脈分別被確定為輸入動脈和輸入門靜脈,采用去卷積法計算出時間密度曲線(time-density,TDC),測得肝泡球蚴病灶、病灶邊緣區(qū)域及周圍肝臟組織的各項灌注參數(shù),包括:血流量(blood flow,BF)、血容量(blood volume,BV)、平均通過時間 (mean transit time,MT T)、毛細血管表面通透性(permeability surface area product,PS)、肝動脈灌流分數(shù)(hepatic arterial fraction,HAF)、肝動脈灌流量(hepatic arterial perfusion,HAP)、門靜脈灌流量(portal vein perfusion,PVP)。在靶層面各取 3個盡量大的興趣區(qū)(region of interest,ROI),避開大血管邊緣以避免部分容積效應,取其平均值。根據(jù)肝臟病變評價的需要,同時計算出肝動脈灌流量(hepatic arterial perfusion,HAP)和門靜脈灌流量(portal vein perfusion,PVP),運用公式HAP=BF×HAF和PVP=BF×(1-HAF)手工計算所得,再取其平均值。

2.3 病理學觀察:①17例術后切除大體標本觀察;②取材:在病灶最大層面處四周邊緣不同交界區(qū)組織塊3塊(5mm×10mm×5mm),病理取材病灶邊緣區(qū)域盡量與CT圖像后處理所測ROI一致;③染色與觀察:常規(guī)HE染色;采用二步免疫組化法行CD34染色后,利用計算機輔助圖像分析系統(tǒng)(Motic images 3000)采集圖像并計數(shù)陽性血管。采用Weidner[2]計數(shù)法判斷CD34陽性標準并計數(shù),記錄5個視野內(nèi)的微血管數(shù)的平均值,作為該例的MVD。

3.統(tǒng)計學處理

所有數(shù)據(jù)用統(tǒng)計軟件包SPSS 13.0處理。計量資料用算術均數(shù)±標準差表示。分別對31個HAE病灶中心、邊緣區(qū)域及周圍肝臟組織三組灌注參數(shù)(BF、BV 、MT T 、PS、HAF 、HAP 、PVP)的均數(shù)比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用LSD檢驗。17例手術后HAE病灶邊緣區(qū)域灌注參數(shù)與MVD采用Pearson相關分析。檢驗水準雙側a=0.05。

結 果

1.CT灌注圖像分析

HAE病灶的CT灌注圖見圖1,2。

31個HAE病灶中心、邊緣區(qū)域及周圍肝臟組織三組的各項灌注參數(shù)值均數(shù)間比較見表1。

三組各項灌注參數(shù)采用單因素方差分析,得到BF(F=180.879)、BV(F=53.875)、MTT(F=12.097)、PS(F=64.21)、HAF(F=123.286)、HAP(F=15.915)、PVP(F=147.76),三組間差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.000)。組間兩兩比較采用LSD檢驗,其中病灶組與周圍肝臟組織組的各項灌注參數(shù)間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05);病灶組與邊緣區(qū)域組組間,除M TT參數(shù)值無統(tǒng)計學意義(P=0.07)外,余各項灌注參數(shù)的均數(shù)間差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.000);邊緣區(qū)域組與周圍肝臟組織組BF、MTT、PS、HAP、PVP參數(shù)間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05),BV、HAF參數(shù)間差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

表1 31個肝泡球蚴病灶、邊緣區(qū)域及周圍組織血流灌注參數(shù)均數(shù)比較

2.大體標本及組織病理染色結果

2.1 肉眼觀察:大體觀呈為淡黃色或灰白色的囊泡狀團塊,質(zhì)較硬,由無數(shù)小囊泡集合而成海綿狀,與周圍組織分界不清,病灶中心可見淡黃色膠凍狀液體。剖面觀壞死的淡黃區(qū)與灰白發(fā)亮的纖維交替,其間鑲嵌散在或成堆的小囊泡(直徑多在1～3mm),酷似蜂窩狀或蟲蝕樣外觀(圖3A)。

2.2 HE染色:顯微鏡下所見HAE病變主要由無數(shù)小囊泡、泡間纖維基質(zhì)、大量難以確認結構的壞死組織以及散在鈣化組成。在凝固性壞死周圍有結核樣肉芽腫形成及纖維結締組織增生,有較多的淋巴細胞、嗜酸粒細胞、漿細胞等炎細胞浸潤,部分壞死組織邊緣見少量肝組織結構殘余。與周圍正常組織無纖維包膜形成,故無明顯界限(圖3B)。

2.3 免疫組化染色:病灶邊緣區(qū)域行CD34染色,鏡下觀察可見新生微血管被標記為棕黃色,CD34染色陽性的血管內(nèi)皮細胞顯示清晰(圖3C、D)。CD34染色固有組織內(nèi)病灶中心對CD34不表達。除門管區(qū)小血管及中央靜脈外,正常的肝組織的肝竇對CD34基本不表達。

利用計算機輔助圖像分析系統(tǒng)測得17例病灶邊緣區(qū)域MVD值為21.64±7.31。17例病灶邊緣區(qū)域各灌注參數(shù)值與MVD值的相關性采用Pearson相關分析,結果參數(shù)BF、HAF、HAP與MVD均呈正相關(P＜0.05),而參數(shù)MT T、BV、PVP與MVD間無相關性(P＞0.05)(表 2)。

表2 17例肝泡球蚴病灶邊緣區(qū)域CT灌注參數(shù)與MVD相關性分析

討 論

1.HAE的病理和CT影像特點

HAE病灶呈灰白色或灰黃色,切面由無數(shù)不規(guī)則的微小囊泡及周圍雜亂的組織壞死和組織反應帶構成的,以向外芽生繁殖,無限制地侵蝕周圍肝組織,出現(xiàn)浸潤、鈣化、液化三個不同的病程,三個病程可先后發(fā)生,同時存在[3]。CT圖像可以在一定程度上反映出HAE的病理變化。CT平掃時HAE病灶呈以低密度為主的混雜密度,增強后病灶內(nèi)部一般無強化,且病灶內(nèi)往往因缺血壞死而出現(xiàn)更低密度的液化壞死區(qū),而病灶邊緣區(qū)域由于周圍肝臟組織的強化效應,未被強化的病灶輪廓被襯托的較清[4],且在門脈期顯示更為清晰。在病灶與周圍肝臟組織間不規(guī)則稍低密度帶,平掃時其CT值為42～53HU,增強后病灶邊緣區(qū)域可見強化,CT值為58～67HU。HAE病灶可以轉移到全身任何部位[5,6],一旦發(fā)生肝外轉移,往往提示病變預后不佳。HAE的CT影像特點已有較多報道,在該病高發(fā)區(qū)對其診斷已無困難,但對HAE灶邊緣區(qū)域血流狀態(tài)的研究則相對甚少。

2.HAE的CT灌注特點

CT具有很高的密度分辨率,對HAE準確定位,顯示其大小、數(shù)目與鄰近器官的關系,但在臨床上確定病灶的邊緣帶范圍及浸潤增殖情況,對患者的術前評估、手術治療及預后尤為重要。20世紀90年代初Miles等[7]將CT灌注技術應用于肝臟,與組織學方法相比,具有不需組織標本、重復性好、操作性強等優(yōu)點,可獲得肝臟血流動力學改變的信息。近幾年國內(nèi)外有關肝臟CT灌注的報道以原發(fā)性肝癌和轉移性肝癌較多[8,9]。

觀察本研究28例31個病灶的灌注函數(shù)圖像,可測得病灶邊緣區(qū)域灌注參數(shù)BF、HAP、PVP較周圍肝組織高,考慮病變周圍微血管生成,纖維結締組織內(nèi)毛細血管擴張、充血,小動脈壁增厚,炎細胞浸潤。目前大多數(shù)學者[7,10]認為病灶HAP升高與微血管密度升高一致,組織學上可見動脈形成,雖然在影像學上不能直接看到微血管,但病灶邊緣HAP升高,意味著新生血管化,其范圍比常規(guī)CT所見大。本研究中,大部分病灶在CT血流灌注圖上所觀察病灶的浸潤范圍比普通增強后所見的要大,約1～2cm,說明CT灌注能夠更準確的觀察病灶增殖浸潤范圍。故在普通增強掃描所見的泡球蚴病灶邊緣并不是其真正的邊界,CT灌注能夠更好得顯示其浸潤范圍?？梢栽诟涡允中g術前對于切除范圍初步界定,為避免盲目擴大手術切除范圍提供影像學依據(jù)。

本研究CT灌注成像顯示肝泡球蚴病灶及中央壞死區(qū)呈低灌注或無血流灌注,符合包蟲病灶特點,內(nèi)部包蟲蟲體衰變液化,基本無血流存在,BF、BV、PS較周圍肝臟組織明顯減低,MT T變短。測得病灶周圍肝臟組織的BF較邊緣區(qū)域低,BV、PS兩者之間無明顯差異,考慮為本研究病例大多病灶較大,個別病灶局限于一至兩個肝段,絕大部分病灶占據(jù)肝臟大部分,依據(jù)影像學分期,大多處于中、晚期,病灶包圍血管和膽管會引起梗阻性黃疸和肝功能不全。

根據(jù)CT灌注掃描圖像可見大部分病例肝動脈、門脈主干及其分支受病灶推移、包繞,甚至被侵犯,遠端血管不顯影為“截斷”樣。本研究分析病灶邊緣區(qū)域與周圍肝臟組織的HAP、PVP參數(shù)之間差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05),病灶邊緣區(qū)域HAP、PVP均較周圍肝臟組織高,提示肝泡球蚴病灶邊緣區(qū)域供血豐富,并且肝動脈和門靜脈共同參與肝泡球蚴病邊緣區(qū)域的供血。而HAF在病灶邊緣區(qū)域與周圍肝臟組織間差異無統(tǒng)計學意義,考慮兩者肝動脈供血的比例無明顯差異。

3.CT灌注參數(shù)與MVD的關系及意義

近些年國內(nèi)外學者[11,12]研究證實惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展、浸潤及轉移等生物學行為都與新生血管形成密切相關。微血管密度(MVD)是反映腫瘤新生血管生成活性的一個 “金標準”。這些血管不僅是促進腫瘤生長、轉移的基礎,而且還能引起血容積、灌注量、毛細血管通透性的改變,而CT灌注成像是反映組織血流灌注狀況以及組織器官生理功能變化的一種功能性成像方法,研究兩者之間的關系能夠更真實反映腫瘤血流動力學情況。肝泡球蚴病有近似肝癌的浸潤生長行為,故有“蟲癌”之稱,探討CT灌注成像與微血管密度的關系,有助于判斷肝泡球蚴病的生物學行為及發(fā)生、發(fā)展及預后。

本研究將17例HAE邊緣區(qū)域CT灌注參數(shù)BF、HAF、HAP與MVD呈正相關,而BV、MTT、PS、PVP與MVD間無相關性。BF為單位時間內(nèi)流經(jīng)定量組織的血容量,反映的是局部區(qū)域血流量,BF與MVD值呈正相關,提示病灶邊緣區(qū)域血流較為豐富,與免疫組化所測邊緣區(qū)域豐富的新生血管相吻合。BV代表對比劑在單位肝組織內(nèi)的分布容積,M TT是指血流從動脈流入到從靜脈流出的時間,BV、MT T與MVD表達無相關性,表明雖然新生血管數(shù)目增大,血容積增大,但另一方面,新生血管增多,也導致血管壓力增大,血容積減少,根據(jù)公式BV=BF×MT T來看,HBV理論上受兩個參數(shù)影響較大,而MT T受病變內(nèi)存在大小不一的動靜、動門脈等不同途徑和級別的直接通路影響也較大,因此,MTT、BV值對反映新生血管意義不大。PS反映了由病灶的存在而引起的對比劑從血管向組織間隙中的單向擴散的流量變化。本研究病灶邊緣區(qū)域CT灌注參數(shù)PS與新生微血管數(shù)無明顯相關性。Miles等[7]認為獲得較為準確的PS值,掃描時間要在2～5min左右。本研究掃描時間為55s,并且在實際測量中也發(fā)現(xiàn)PS值標準差較大,部分接近其均數(shù),考慮所測PS值不具有代表性。

根據(jù)肝臟病變評價的需要,計算出HAP,即HAP=BF×HAF。HAF代表由肝動脈供給病變的肝動脈血輸出分數(shù)。HAF、HAP與MVD表達正相關,表明隨著病灶生長,以動脈供血為主的新生血管增多,進一步表明肝動脈是HAE邊緣區(qū)域主要供養(yǎng)的靶血管。HAF與MVD呈正相關,表明隨新生血管數(shù)的增多,肝動脈供血比例增加。而PVP,即PVP=BF×(1-HAF),PVP與MVD間無相關性,與前述考慮門靜脈參與HAE邊緣區(qū)域供血說法并不矛盾,由于本研究病例病程大多處于中、晚期階段,考慮肝動脈為新生血管主要的供養(yǎng)血管,本研究中可能部分病灶邊緣區(qū)域單純由肝動脈供血,部分由肝動脈和門靜脈雙重供血,故所得PVP與MVD間的相關性無統(tǒng)計學意義。

多層螺旋CT肝臟灌注成像是一種評價肝臟灌注異常的有效手段。通過對HAE的CT肝臟灌注成像,揭示肝泡球蚴病灶與周圍正常肝組織間存在邊緣浸潤帶,該區(qū)域CT血流灌注參數(shù)與MVD有良好的相關性,顯示邊緣新生血管主要由肝動脈參與供血,門靜脈參與部分血供。CT灌注不僅可以觀察病灶浸潤增殖的范圍,還可以借助各項灌注參數(shù)分析其血流變化,推斷病變組織病理學特點,對臨床病情監(jiān)測、選擇合適的手術切除范圍及判斷預后提供指導和依據(jù)。

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