320排CT雙入口灌注參數(shù)診斷肺內(nèi)占位性病變的初步探討

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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(zhì)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(nèi)病灶內(nèi)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(nèi)病變ROI的選定盡量選取病變的實質(zhì)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(nèi)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(nèi)學者將其應用到宮頸癌［8］。在肺內(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(chǎn)生的偽影，同時基本上將多數(shù)肺內(nèi)病變?nèi)Χㄔ趻呙枰曇皟?nèi)，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(nèi)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(nèi)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(nèi)病變微循環(huán)及雙血供比例情況，為肺內(nèi)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(nèi)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。

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