320層CT雙入口灌注技術觀察復治涂陽肺結核患者病灶灌注特點

李利佳 王迪 劉倩穎 敖國昆 董莘 崔媛

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·論著·

320層CT雙入口灌注技術觀察復治涂陽肺結核患者病灶灌注特點

李利佳 王迪 劉倩穎 敖國昆 董莘 崔媛

目的 運用320層CT雙入口灌注成像技術，觀察復治涂陽肺結核患者病灶的灌注特點，研究病灶血液循環與結核病復治的關系。方法 采用回顧性調查方法，對在解放軍第三〇九醫院確診的54例肺結核患者進行研究，其中結核球6例，浸潤性病灶21例，空洞型病灶8例，多形性病灶19例，根據治療效果，分為初治治愈組30例、復治組24例(首次復治10例、多次復治14例)。對初治治愈患者的灌注值與復治涂陽患者及初次復治與多次復治者的病灶灌注參數進行統計分析。結果 初治治愈組患者的肺動脈血流量(pulmonary flow，PF)值為(46.4±9.2) ml·min-1·(100 ml)-1，高于復治組[(25.9±7.6) ml·min-1·(100 ml)-1]，差異有統計學意義(t=8.70，P=0.001)；而其支氣管動脈血流量(bronchial flow，BF)值為(18.9±10.0) ml·min-1·(100 ml)-1，低于初治組[(24.8±8.8) ml·min-1·(100 ml)-1]，差異有統計學意義(t=2.30，P=0.025)。多次復治組PF值為(20.7±4.6) ml·min-1·(100 ml)-1，低于首次復治組[(32.6±5.3) ml·min-1·(100 ml)-1]，差異有統計學意義(t=5.88,P=0.001)，而其BF值為(25.8±3.2) ml·min-1·(100 ml)-1，高于首次復治組[(22.3±5.2) ml·min-1·(100 ml)-1]，但差異無統計學意義(t=6.41，P=0.648)。結論 復治涂陽肺結核患者病灶的肺動脈血供明顯低于初治治愈病灶，推測局部血液循環差是結核病患者復治的原因之一。

灌注成像； 結核, 肺； 再治療； 體層攝影技術，X線計算機； 血流動力學

復治肺結核多由結核分枝桿菌耐藥引起[1-2]，結核病的耐藥問題是結核病防治工作的難點，耐多藥肺結核更可能成為不治之癥。而細菌耐藥的原因之一為長期低濃度的接觸抗生素，因此，在關注有效血藥濃度的同時觀察病灶局部的微循環對病灶局部藥物濃度的影響十分重要。應用CT雙入口灌注技術即可定量評估病灶肺循環和體循環的血液灌注。

材料和方法

一、臨床資料

研究對象為2015年5月至2016年1月間，在中國人民解放軍第三○九醫院就診并確診的54例肺結核患者，其中結核球6例，浸潤性病灶21例，空洞病灶8例，多形性病灶19例，根據治療效果，分為初治治愈組30例、復治組24例[其中初治失敗者10例(首次復治組)，2次及2次以上復治失敗者14 例(多次復治組)]，病程3個月至15年。

入選患者均符合2005年中華醫學會《臨床診療指南(結核病分冊)》制定的復治失敗肺結核的診斷標準[3]。復治患者：因結核病化療方案不合理或不規律使用抗結核藥物治療≥1個月和(或)初治失敗和復發。痰菌檢查：經痰抗酸桿菌涂片陽性和(或)痰結核分枝桿菌培養陽性，經菌種鑒定排除非結核分枝桿菌。所有患者治療后空腹血糖控制在7.8 mmol/L以下，無糖尿病眼底病變及糖尿病腎病。

排除標準：(1)心、腦、肝、腎、糖尿病和精神病病史患者；(2)腎功能損傷患者。該研究符合醫學研究道德倫理準則并獲得患者知情同意，告知患者的醫療信息包括CT檢查時輻射劑量問題。

二、CT檢查方法

檢查前所有患者都進行屏氣訓練(約堅持30 s)。采用1支18 G靜脈導管針置于單側肘前靜脈，采用320層CT掃描儀(Aquilion One，日本東芝醫療器械公司) 進行CT 容積灌注掃描，采用如下掃描參數: 電壓80 kV，電流75 mA，掃描架旋轉時間0.5 s，重建層厚0.5 mm，16 cm探測器寬度可同時覆蓋肺門水平上下范圍內的肺內病灶(取決于肺內病灶位置)。平掃定位后采用高壓注射器靜脈注射60 ml碘普羅胺(370 mg I/ml， 德國拜爾先靈公司產品)，每側注射流率均為4 ml/s。開始注藥即屏氣，2 s 后啟動動態容積掃描，共15個容積，間隔2 s，在30 s內完成灌注掃描。采集到的圖像數據采用0.5 mm層厚、0.5 mm間隔進行重建，每個容積生成320幅圖像，共產生4800幅初始圖像。

三、CT灌注檢查的輻射量

每次檢查前告知患者檢查所受輻射劑量并簽署知情同意書。CT掃描輻射量計算參照劑量-長度乘積(dose-length product,DLP)再乘以胸部K因子0.014，運用3D迭代重建技術(adaptive iterative dose reduction, AIDR)進行減噪處理，一次灌注15個容積包的輻射量是4.55 mSv，在臨床能承受的輻射范圍之內。

四、圖像后處理及分析

采用灌注軟件(雙入口體灌注軟件，日本東芝醫療器械公司產品) 首先對圖像進行對位，運行灌注軟件，自動生成512×512 矩陣編碼的彩色圖像，分別顯示肺動脈血流量(pulmonary flow，PF)、支氣管動脈血流量(bronchial flow，BF) 及灌注指數[perfusion index，PI；PI=PF/(PF+BF) ]；由2名高年資放射科醫師采用雙盲法獨立完成上述所有后處理程序，每個病灶分別測量5個灌注值，然后計算出該病灶平均值，最終數據結果取2名醫師計算結果的平均值。

五、統計學分析

結 果

本研究54例肺結核患者均順利完成CT灌注掃描，經過軟件對位處理后，灌注圖像無明顯移動偽影。PF和BF、PI值在初治治愈組與復治組之間差異均有統計學意義(P值均<0.05)(表1)。多次復治組PF灌注值低于首次復治組，差異有統計學意義(P<0.05)；BF值略高于首次復治組，但差異無統計學意義(表2)。具有代表性CT灌注圖見圖1～13。

表1 初治治愈組與復治組患者結核病灶各灌注參數值的比較±s)

注 PF：肺動脈血流量(pulmonary flow)；BF：支氣管動脈血流量(bronchial flow)；PI：灌注指數[perfusion index，PI=PF/(PF+BF) ]

表2 首次復治組與多次復治組患者結核病灶各灌注參數值的比較±s)

注 PF：肺動脈血流量(pulmonary flow)；BF：支氣管動脈血流量(bronchial flow)；PI：灌注指數[perfusion index，PI=PF/(PF+BF) ]

圖1～5 患者，女，20歲。2015年5月初次就診，行CT雙入口灌注掃描(圖1為PF灌注圖，圖2為BF灌注圖，圖3為PI灌注圖，圖4為CT肺窗)：顯示浸潤病灶有較豐富的肺動脈血流，相對稍弱的支氣管動脈血流，呈明顯色彩斑斕的狀態，支氣管動脈血流相對較弱。6個月后CT復查(圖5)，顯示治療后病灶基本完全吸收，僅存少許索條狀病灶

圖6～9 患者，男，34歲。2015年9月首次復治，行CT雙入口灌注掃描(圖6為PF灌注圖；圖7為BF灌注圖；圖8為PI灌注圖；圖9為CT縱隔窗)：顯示右上肺結節病灶，病灶整體血供較差 圖10～13 患者，男，47歲。2015年12月多次復治，行CT雙入口灌注掃描(圖10為PF灌注圖；圖11為BF灌注圖；圖12為PI灌注圖；圖13為CT肺窗)：右上肺多形性病灶，病灶內血供差，局部未見明顯血供，但支氣管動脈血流量有增多趨勢(圖11)

討 論

一、 肺結核CT灌注研究現況

目前，復治涂陽肺結核患者的治療比較棘手，復治性肺結核多與耐藥有關[4]。耐藥尤其是耐多藥是復治肺結核患者化療失敗的重要因素[5-6]，國內外研究均表明耐藥者治愈率較低。關于治療方面的文獻也比較多，但其失敗原因分析方面的文獻，尤其是從微循環方面的因素分析并不多見。

CT灌注成像可以提供解剖學信息以外的功能信息，可以反映組織的微血管分布和血流灌注，提供組織器官血流動力學信息，在毛細血管水平上反映病灶組織的代謝情況。320層CT的肺雙入口灌注技術能定量評價肺部病灶的體循環和肺循環[7]，不僅提供靜態的支氣管動脈(體循環)和肺動脈的血流定量計算，同時能夠動態分析肺部病灶兩種血供之間的改變及隨病變發展變化的情況。肺動脈為肺實質提供了主要的血流量，支氣管循環僅占總血流量很小一部分，但其在維持氣道及肺功能方面發揮著關鍵的作用[8]。特別是在許多肺部疾病發生的病理條件下，支氣管循環的可塑性更強，發揮的作用更重要[9-11]。因此，能夠同時測量這兩套循環系統的CT灌注技術對于準確評價病灶的血液循環特點，以及臨床診斷和治療都是非常有意義的。

二、肺結核病灶血管損傷的病理特征

在結核病變的組織中，免疫復合物沉積在血管內而引起炎癥損傷，這種損傷尤以小動脈較為突出、廣泛。何橋等[12]對126例復治肺結核患者進行了臨床病理分析, 光鏡下除觀察到結核性肉芽腫的變化外還有血管損傷, 結核病變部位及外周血管明顯減少,血管內皮腫脹, 炎性細胞浸潤, 使內膜增厚；中膜彈力纖維增生及玻璃樣變；血管平滑肌、肌間纖維組織增生；部分血管管腔變窄甚至閉塞。血管的損傷尤以小動脈較為突出, 而且病史越長則損傷越嚴重。所以，血管因素也可能是造成復治肺結核的原因之一；而較低的局部藥物濃度也使結核分枝桿菌易產生耐藥，與血管損傷相互影響，加大了治療難度。

三、肺結核CT雙入口灌注成像的表現

本研究顯示：初治治愈組與復治涂陽患者CT灌注參數PF和BF值之間差異有統計學意義，初治治愈組的整體灌注值高于復治組，PF值較高表明肺結核病灶高灌注狀態與療效有一定的關系，提示病灶局部肺循環血供豐富，其治愈的可能性大。復治組PF灌注值低，主要可能為炎癥反應減少、消失或肉芽組織纖維化、血供減少，從而造成病灶內藥物濃度低，細菌產生耐藥，從而造成療效差。多次復治組血管損傷更加嚴重，局部纖維化更加明顯，形成了抗藥壁壘。

同時本研究的結果也表明：復治組病灶的BF值明顯高于初治組，PI值下降。BF值升高者，表明支氣管動脈(體循環)供血增多，可能是隨著病灶進展，由于結核炎癥病變產生的多種炎癥因子，特別是血管內皮生長因子，在活動性肺結核患者的血液及病變組織中都有明顯表達[13-14]，刺激支氣管動脈與病灶相鄰肺外體循環血管增生、擴張、通透性增加，病灶侵蝕肺動脈，甚至形成“支氣管動脈-肺動脈瘺”，而體循環的壓力明顯大于肺循環，所以相對造成結核病灶中支氣管動脈供血比例增加；但總體血液循環仍然較差，尤其是多次復治組的BF值亦高于首次復治組，提示病灶動態進展的變化，病理血管增多，此類患者用藥效果往往不好。因此，肺動脈作為肺結核的主要滋養血管，其損傷程度決定了病灶能否達到有效的藥物濃度，關乎整個肺結核化療的療效。支氣管動脈在病灶發生的初始階段雖能夠提供少量供血，但隨著病情進展，其病理血管有逐漸增多趨勢，間接地反映了結核病灶的進展。

CT灌注有一定的局限性，灌注成像通常需要延長掃描時間，在同一病灶組織重復成像過程中，患者的任何運動都有可能引起灌注的誤差，即使本研究在灌注前對同一病灶采取了對位處理，也不能完全避免。另外，病變感興趣點的選擇同樣重要，直接影響著分析判斷的準確性和重復性。因此，我們制定了相應的標準[15]，所選定的感興趣點區域面積覆蓋了中心層面的50%，同時避開大血管、鈣化灶及壞死區，以反映病變的真實血供特點。

總之，CT雙入口灌注參數的變化能夠定量反映出復治涂陽肺結核患者的血供特點，為肺結核療效觀察、預判提供了一種新的方法和思路。由于本研究收集的患者例數較少，且未進行長期療效的觀察，因此尚需進行大樣本及長期療效對照的研究。

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(本文編輯：薛愛華)

Study on clinical application of 320 detector CT dual-input perfusion imaging in retreatment smear-positive pulmonary tuberculosis

LILi-jia*,WANGDi,LIUQian-ying,AOGuo-kun,DONGXin,CUIYuan.

*DepartmentofRadio-logy,the309thHospitalofChinesePeople’sLiberationArmy,Beijing100091,China

Correspondingauthor:AOGuo-kun,Email:aogk309@vip.163.com

Objective To observe the perfusion characteristics using the dual-input perfusion with 320 detector CT and research the relationship between lesion blood circulation and tuberculosis retreatment. Methods Fifty-four cases with pulmonary tuberculosis including tuberculoma in 8 cases, infiltrative lesion in 21 cases, cavitary lesion in 8 cases and mixed lesion in 19 cases were enrolled retrospectively in the 309th Hospital of Chinese People’s Liberation Army. All patients were divided into initial treatment and cure group (30 cases) and retreatment group (24 cases) including first retreatment in 10 cases and multiple retreatment in 14 cases according to the efficacy. The perfusion parameters were analyzed statistically. Results The pulmonary flow (PF) values of initial treatment and cured group (46.4±9.2) ml·min-1·(100 ml)-1was higher than that of retreatment group (25.9±7.6) ml·min-1·(100 ml)-1(t=8.70,P=0.001). The bronchial flow (BF) values of initial treatment and cured group (24.8±8.8) ml·min-1·(100 ml)-1was higher than that of retreatment (18.9±10.0) ml·min-1·(100 ml)-1(t=2.30,P=0.025). The PF value of multiple retreatment group (20.7±4.6) ml·min-1·(100 ml)-1was lower than that of first retreatment group (32.6±5.3) ml·min-1·(100 ml)-1(t=5.88,P=0.001). The BF value of multiple retreatment group (25.8±3.2) ml·min-1·(100 ml)-1was higher than that of first retreatment group (22.3±5.2) ml·min-1·(100 ml)-1, but the difference was not significant statistically (t=6.41,P=0.648). Conclusion The pulmonary blood supply in the lesion of patients with retreatment smear-positive pulmonary tuberculosis is significant lower than that in patients with initial treatment and cured tuberculosis. It is speculated that the local blood circulation worse is one of the reasons for the relapse of tuberculosis.

Perfusion imaging； Tuberculosis, pulmonary； Retreatment； Tomography, X-ray computed； Hemodynamics

10.3969/j.issn.1000-6621.2016.05.005

首都臨床特色應用研究與成果推廣(Z151100004015211)；首都特色-320CT排雙入口灌注成像對肺結核的臨床應用研究

100091 北京，中國人民解放軍第三〇九醫院放射科(李利佳、敖國昆、董莘)，結核科(劉倩穎)；北京大學國際醫院放射科(王迪、崔媛)

敖國昆，Email：aogk309@vip.163.com

2016-03-07)