CT灌注成像在腮腺腫瘤診斷中的應(yīng)用進展

楊振興，劉挨師，郝粉娥

（1.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)研究生學(xué)院，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010059；

2.內(nèi)蒙古醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院影像診斷科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010050）

腮腺腫瘤是頭頸部最常見的腫瘤之一，其發(fā)病率為3%～5%［1］。近年來，腮腺腫瘤的發(fā)病率日益趨高，有文獻報道［2］手機的應(yīng)用可以增加腮腺腫瘤發(fā)生的風(fēng)險。對于表現(xiàn)典型的腮腺腫瘤，常規(guī)CT平掃或動態(tài)增強掃描可以明確診斷，但對于影像表現(xiàn)不典型、病理類型復(fù)雜及惡性程度低的腫瘤，單純常規(guī)的CT檢查無法鑒別腫瘤的類型，誤診率較高。Miles等［3-6］最早將CTPI應(yīng)用于腹部實質(zhì)性臟器，并做了初步的動物實驗和臨床應(yīng)用的探討。CTPI參數(shù)可反映腫瘤組織的微血管分布和血流灌注的改變，分析腫瘤生物活性，為腫瘤診斷、鑒別、療效評價提供重要的影像學(xué)依據(jù)。現(xiàn)就CTPI成像有關(guān)技術(shù)在腮腺腫瘤方面的研究現(xiàn)狀和前景做一綜述。

1 CTPI的成像原理

CTPI最早于 1991 年由 Miles 等［5］提出，其理論依據(jù)是核醫(yī)學(xué)的放射性示蹤劑稀釋原理和中心容積定律（central volume principle）：BF=BV/MTT［7］（BF：血流量，BV：血容量，MTT：平均通過時間），指在靜脈團注對比劑的同時對全器官行連續(xù)動態(tài)容積掃描，以獲得該全器官每一像素的CT值隨時間變化的TDC，并利用不同的數(shù)學(xué)模型和灌注軟件計算出反映組織、器官內(nèi)灌注變化的定量參數(shù)，如BF、BV、MTT、表面通透性（permeability surface area product，PS）等，直接顯示活體組織、器官的血流動力學(xué)狀態(tài)和功能情況，并進行定量或半定量分析，以此了解病變組織的微循環(huán)狀態(tài)，進而全面評價組織、器官的微循環(huán)血流動力學(xué)情況，既能反映形態(tài)學(xué)變化，又能反映生理功能的改變。近年來在傳統(tǒng)CT灌注的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的容積穿梭（volume shuttle，VS）CTPI技術(shù)，患者僅需1次掃描、1次對比劑注射即可同時獲得Z軸80 mm范圍的CTPI圖像及常規(guī)動態(tài)增強圖像，不但提高了空間分辨力、時間分辨力，還提高了單器官腫瘤整體研究的可行性，同時降低了因容積效應(yīng)產(chǎn)生的誤差，為臨床提供了更加豐富、可靠的資料。

2 CTPI參數(shù)及TDC在腮腺腫瘤診斷中的臨床應(yīng)用價值

2.1 CTPI的主要參數(shù) ①BF：指在單位時間內(nèi)流經(jīng)ROI組織血管結(jié)構(gòu)的血流總量（單位：mL·min-1·100g-1）。②BV：ROI內(nèi)局部血液總量，指存在于一定組織血管結(jié)構(gòu)內(nèi)的血容量（單位：mL/100 g）。BV可以間接地反映腫瘤內(nèi)的血管生成情況。③PS：即毛細血管表面通透性，指ROI組織內(nèi)對比劑經(jīng)由毛細血管內(nèi)皮進入細胞間隙的單向傳輸速率（單位：mL·min-1·100 g-1）。④MTT：指血液流經(jīng)血管結(jié)構(gòu)的平均時間。由于血管結(jié)構(gòu)包括動脈、毛細血管、靜脈竇、靜脈，其所經(jīng)過的路徑不同，其通過時間也不同，因此用MTT表示，主要反映的是對比劑通過毛細血管的時間（單位：s）。

2.2 腮腺腫瘤的TDC表現(xiàn) TDC類型主要由腫瘤內(nèi)部血管生成狀態(tài)決定，反映了腫瘤內(nèi)對比劑灌注與彌散的情況，類似于MRI的時間-信號曲線（timeintensity curve，TIC），反映腫瘤組織學(xué)特征的機制。TDC主要由基線、升支、降支和水平支構(gòu)成。腮腺腫瘤的病理組織結(jié)構(gòu)是TDC參數(shù)值（達峰時間、峰值、峰值增強值）鑒別腫瘤的根據(jù)，峰值與腫瘤的血管數(shù)量有關(guān)［8］。惡性腫瘤TDC類型呈多樣性，無特異性，但絕大多數(shù)惡性腫瘤具有早期快速上升且曲線不光滑呈“鋸齒樣”的特征，這與其內(nèi)部新生血管豐富但不成熟的生物學(xué)特征相吻合。腮腺惡性腫瘤的TDC絕大多數(shù)大致呈速升速降型，因為惡性腫瘤內(nèi)部的新生血管含有連接疏松的內(nèi)皮細胞、不完整基底膜，具有高滲透性，并具有廣泛吻合的血管網(wǎng)、血竇，使對比劑快速進入腫瘤內(nèi)部血管，同時腫瘤組織血流也加快。腺淋巴瘤的TDC多呈速升速降型，而且其峰值較高、達峰時間較短，這是因為腺淋巴瘤是富血供的良性腫瘤，其淋巴管間質(zhì)中含有豐富的血管分布?；旌狭龅腡DC呈緩升型，無明顯的降支、無明顯的峰值和峰值增強值，這是由于多形性腺瘤的腫瘤構(gòu)成比例不同，其組織形態(tài)上具有多樣性，故又稱多形性腺瘤。可見，TDC的走勢在一定程度上反映腫瘤的血供情況，有助于腫瘤的鑒別。

2.3 臨床應(yīng)用及其意義 ①診斷：Gandhi等［9］證實腫瘤的CTPI參數(shù)BF、BV和PS的平均值高于其周圍正常肌肉組織；Bisdas等［10］證實腮腺腫瘤的MTT值低于正常腮腺組織；也有學(xué)者［11］證實與正常組織相比，無論是原發(fā)腫瘤還是轉(zhuǎn)移瘤，BF、BV、PS明顯升高，MTT則明顯降低?？梢奀TPI的應(yīng)用，有助于將腫瘤與周圍組織進行區(qū)別。②鑒別診斷：灌注參數(shù)BF、BV、MTT及PS可以間接地反映腫瘤內(nèi)血管生成情況。腫瘤的血管存在異型性，腫瘤相關(guān)的血管生成是個復(fù)雜的過程，不同性質(zhì)的腫瘤或者不同分化程度的惡性腫瘤，新生血管內(nèi)皮細胞完整性不同［12-14］，血液流變學(xué)不同導(dǎo)致其灌注參數(shù)表現(xiàn)不同，如腺淋巴瘤的血流灌注較其他良性腫瘤的灌注豐富，BF、BV明顯增高，而MTT明顯縮短，TDC呈速升速降型，病理證實腮腺腺淋巴瘤中含有豐富的淋巴樣成分，淋巴間質(zhì)中有大小不等的血管形成，淋巴間質(zhì)越多其血供就越豐富。筆者利用VS技術(shù)初步研究結(jié)果顯示，惡性腫瘤BV、BF、PS值明顯大于良性腫瘤（腺淋巴瘤除外），MTT值明顯小于良性腫瘤（腺淋巴瘤除外），推測可能是惡性腫瘤的新生血管豐富、新生血管發(fā)育不完善，導(dǎo)致血管壁對比劑通透性不同引起的，這一結(jié)果符合Rumboldt等［15］提出的MTT與頭頸部腫瘤的良惡性有關(guān)。③對腫瘤新生血管的評估：李傳亭等［16］研究發(fā)現(xiàn)，頜面部腫瘤微血管密度（microvesseldensity，MVD）與其灌注參數(shù)有一定的相關(guān)性，BV可以間接地反映腫瘤內(nèi)的血管生成情況。MVD是腫瘤新生血管的量化指標(biāo)。腫瘤是血管依賴性疾病，腫瘤內(nèi)部的血管容積、灌注及毛細血管通透性的變化是由新生血管增殖引起的，這一結(jié)果最終導(dǎo)致腫瘤血流模式的變化，所以腫瘤新生血管被認定為評價腫瘤生長、轉(zhuǎn)移、良惡性及惡性程度的一個重要指標(biāo)［17-20］。④術(shù)后療效評價：傳統(tǒng)的影像學(xué)在評價腫瘤治療效果標(biāo)準(zhǔn)時存在明顯的不足，例如WHO標(biāo)準(zhǔn)或?qū)嶓w腫瘤療效評價標(biāo)準(zhǔn)（RECIST）［21］。 CTPI可以應(yīng)用于了解腫瘤術(shù)后復(fù)發(fā)的情況，尤其是區(qū)分瘢痕、腫瘤復(fù)發(fā)及放化療后的情況。Zima等［22］發(fā)現(xiàn)升高的BV、BF在化療后，大約降低了50%，這可能是由于細胞死亡后對血管生成的支持作用消失導(dǎo)致［23］，但在放療早期，腫瘤的灌注參數(shù)會出現(xiàn)短暫的升高，這是因為放療引起的短暫的炎癥反應(yīng)和血管內(nèi)皮細胞大量死亡導(dǎo)致血管滲漏［24］。 此外，Hermans 等［25］報道CT灌注率可以評估頭頸部腫瘤放療后是否復(fù)發(fā)，少灌注腫瘤對放療不敏感，往往是由于該腫瘤含有耗氧量低的細胞所致。林蒙等［26］研究顯示，CTPI參數(shù)水平對腫瘤的療效及預(yù)后有一定的評定價值。⑤CTPI可以通過測定腫瘤組織的灌注參數(shù)BF、BV、MTT和PS來觀察并精確顯示出腫瘤的真實輪廓，為腫瘤放療、手術(shù)定位提供信息。

3 CTPI在腮腺腫瘤應(yīng)用中的優(yōu)勢與不足

3.1 優(yōu)勢 傳統(tǒng)的CTPI覆蓋范圍與探測器寬度等同，即使采用64排CT機，探測器覆蓋范圍最大值約40 mm，有時單一器官或病變范圍較大無法完全覆蓋，所以往往在灌注掃描結(jié)束后需再行常規(guī)動態(tài)增強掃描，這不僅使患者承受雙倍的射線劑量和雙倍的對比劑劑量，還延長了掃描時間、增加了醫(yī)療成本和風(fēng)險［27］，因此，CTPI在臨床上的應(yīng)用有一定的局限性。VS模式是指在一次對比劑團注后，掃描床在連續(xù)2個位置間交替往復(fù)的快速掃描，以這種模式在64排CT上進行灌注檢查，不僅可以使灌注掃描覆蓋范圍加倍至80 mm，而且可以同時獲得所有掃描時相內(nèi)的動態(tài)增強掃描圖像，這樣就意味著患者在接受一次掃描、一次對比劑的同時可以獲得完整腮腺的CT灌注圖像和動態(tài)增強掃描圖像，提高了其整體研究的可行性，克服了小灌注區(qū)域所帶來的誤差問題，因為當(dāng)腫瘤較大時，灌注參數(shù)并不能完全代表該腫瘤的性質(zhì)［28］。應(yīng)用VS模式進行灌注檢查，在加倍掃描覆蓋范圍的同時降低了的X線的輻射劑量和對比劑的腎損傷。CTPI己被證明是體內(nèi)腫瘤的可重復(fù)性檢查方法、且擁有良好的可觀察性［29-31］；較高的空間分辨力與時間分辨力、設(shè)備普及范圍廣、經(jīng)濟實用、簡單易行也是最基本的優(yōu)勢。

3.2 不足 CTPI的X線輻射劑量較高，采用80～100 kV的管電壓、60～150 mA的管電流可以有效降低輻射劑量［32］。低管電壓可以最大程度地優(yōu)化對比度分辨力，減少對比劑劑量和輻射劑量［33-34］，但同時也可導(dǎo)致空間分辨力的降低和圖像質(zhì)量的損失［35］。盡可能低的管電流［36］、盡可能小的FOV同樣也可以降低輻射劑量。一些學(xué)者證明［37］，使用管電流調(diào)制技術(shù)，大幅度降低輻射劑量，并沒有很大程度上影響圖像質(zhì)量，它還允許更均勻分布的圖像噪聲。另外，迭代重建和降噪濾波器等技術(shù)可以在保證圖像質(zhì)量的前提下降低輻射劑量30%～50%［38］。含碘對比劑是由腎臟排泄的，可以造成腎功能的一過性或持久性損害，即對比劑腎?。╟ontrast-induced nephropathy，CIN）。劉玉品［39］證實，碘對比劑對腎臟的損傷往往表現(xiàn)在注入后24、48 h后，72 h后腎臟損傷逐漸減輕、恢復(fù)。也有學(xué)者［40-41］認為，使用非離子型或等滲對比劑可以降低CIN發(fā)生的概率。注入對比劑的劑量與BF計算的準(zhǔn)確性成正比，但為了保證圖像足夠的SNR，對比劑不應(yīng)太低，大多數(shù)控制在40～50 mL。因此，碘對比劑對腎臟有一定損傷，但是CIN發(fā)生的風(fēng)險是可以通過藥物或?qū)Ρ葎┑倪x擇而控制的。ROI的選擇是CTPI的重要組成部分［42］，易受人為因素干擾而增大抽樣誤差的發(fā)生概率。另外，CTPI所測量的組織器官目前多為某一層面的局部區(qū)域，易受呼吸運動以及部分容積效應(yīng)的影響，其測量值具有一定的相對性；CTPI參數(shù)方面目前尚無正常和異常、良性和惡性標(biāo)準(zhǔn)臨界值的界定。

4 CTPI在腮腺病變中的應(yīng)用及展望

CTPI實現(xiàn)了從常規(guī)形態(tài)學(xué)檢查到功能性成像的轉(zhuǎn)變，而VS實現(xiàn)了從單層灌注到多層灌注，進而發(fā)展到容積灌注，灌注技術(shù)日臻完善。VS技術(shù)可無創(chuàng)應(yīng)用于腮腺腫瘤的診斷及鑒別診斷，更好地揭示器官組織、病變的生理、病理變化與血流動力學(xué)的關(guān)系，評估療效。

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