多層螺旋CT灌注成像在腦膠質瘤中的應用價值

王　偉，羅　敏

（1.四川醫(yī)科大學，四川 瀘州　646000；2.自貢市第四人民醫(yī)院放射科，四川 自貢　643000）

多層螺旋CT灌注成像在腦膠質瘤中的應用價值

王偉1，羅敏2

（1.四川醫(yī)科大學，四川 瀘州646000；2.自貢市第四人民醫(yī)院放射科，四川 自貢643000）

腦腫瘤；神經(jīng)膠質瘤；體層攝影術，螺旋計算機

CT灌注成像指在靜脈注射對比劑的同時，對選定層面進行連續(xù)多次掃描，獲取該層面每一像素的時間-密度曲線（TDC），然后根據(jù)TDC曲線利用不同數(shù)學模型得出組織血流灌注的各項參數(shù)，以此完成對組織灌注狀態(tài)的評價。CTPI在早期腦血管疾病的診斷［1］及腦腫瘤的診斷、分級及預后［2］等方面已有較為廣泛的應用。腦膠質瘤具有明顯的血管依賴性，膠質瘤新生血管的血管化程度與其惡性程度密度相關［3］。腫瘤新生血管具有基底膜不完整、內皮細胞間隙大、通透性高等特點，這為CTPI提供了病理基礎。

1　CT灌注成像的基本原理

1980年Axel首先對CT灌注技術進行了理論分析，并于1983年首次獲得了大腦 CBF和 CBV的定量值；1991年Miles首次提出CT灌注成像的概念。CTPI的理論基礎是基于核醫(yī)學的中心容積定律和放射性示蹤劑稀釋原理：BF=BV/ MTT。Miles認為碘對比劑具有與非彌散型示蹤劑基本相同的藥代動力學，因此，經(jīng)靜脈注入碘對比劑對所需層面進行多次動態(tài)掃描得出TDC曲線（橫坐標為時間，縱坐標為注射對比劑后各像素增加的CT值），該曲線反映了組織中對比劑濃度隨時間的變化，也間接反映了組織的血流灌注情況。CTPI的主要參數(shù)包括：血容量 （BV）、血流量 （BF）、達峰時間（TTP）、平均通過時間（MTT）、表面通透性（PS），這些參數(shù)與腫瘤的分級、惡性程度及預后密切相關［4-7］。

CT灌注成像利用的數(shù)學模型主要分為非去卷積法和去卷積法，本文不在此對其原理進行詳細闡述。前者概念簡單，易于理解，但若靜脈流出量較大，常使BF值偏低，且對造影劑注射速度要求較大（≥8 mL/s），增加了操作難度和危險性。后者概念復雜，但由于綜合考慮了流入動脈和流出靜脈，故能更加準確的反映組織微循環(huán)灌注情況，且該方法對造影劑注射速度要求不大（3～5 mL/s），目前已被廣泛采用。

2　CT灌注在腦膠質瘤診斷及治療中的價值

2.1在腦膠質瘤診斷、鑒別診斷及分級中的價值

腫瘤的惡性程度主要取決于新生血管的生成能力和腫瘤侵襲性［8］。新生血管的高通透性決定了腫瘤具有較高的灌注量，并且通透性高的腫瘤侵襲能力更強［9］。不同類型的腫瘤或同類型不同級別的腫瘤生理特性的不同導致其灌注參數(shù)各異。

以往灌注成像研究對膠質瘤的分級大多采用MR灌注技術，但目前CT灌注技術在對比劑濃度與密度間提供了一種線性關系［10］，因此，更能準確的評價組織的灌注狀態(tài)。有學者研究顯示［11］，高級別膠質瘤（HGG）的CBV、CBF及PS值均高于低級別膠質瘤（LGG）；Jain等［6］、Shankar等［12］的研究發(fā)現(xiàn)，HGG與LGG之間CBV、CBF、PS具有顯著差異性；Ellika等［13］以CBV=1.92 mL/100 g作為臨界值區(qū)分HGG和LGG，敏感性和特異性分別為85.7%、100%。同時Jain等［6］的研究還發(fā)現(xiàn)，PS參數(shù)在區(qū)分Ⅲ、Ⅳ級膠質瘤中的價值遠遠高于CBV。

當腦實質腫瘤侵犯腦膜或腦外腫瘤侵犯腦實質時，常規(guī)CT和MR很難鑒別，但腦內腫瘤都有一定的血腦屏障，而腦外腫瘤缺乏血腦屏障，因此，通過PS參數(shù)能將兩者區(qū)分開來。垂體瘤、腦膜瘤的PS值顯著高于膠質瘤。Roberts等［14］發(fā)現(xiàn)，腦轉移瘤CBV、CBF較正常腦實質升高不明顯，但PS顯著升高，據(jù)此，可以與膠質瘤進行鑒別。

非典型腫瘤樣脫髓鞘病變（TDLs）、腦原發(fā)淋巴瘤與膠質瘤通過常規(guī)CT、MR鑒別困難。由于受限于腦立體定向活檢取材部位、樣本量等問題，TDLs偶爾與膠質瘤具有相同的組織病理學［15-16］。然而這三種疾病的臨床治療方案相差巨大，因此進行有效的鑒別對指導臨床治療具有重要意義。Schramm等［17］研究發(fā)現(xiàn)，淋巴瘤的CBF、CBV與正常腦實質比較無統(tǒng)計學意義，但PS明顯增高，且明顯高于HGG，而HGG的CBV值明顯高于淋巴瘤。有學者研究顯示，TDLs的CBV、PS值明顯低于膠質瘤［18］。

2.2指導術前取材及規(guī)劃手術、放療區(qū)域

微血管密度（MVD）是評價腫瘤生物學行為及預后的重要指標，MVD不但是反映腫瘤新生血管的 “金標準”［19-20］，而且還能反映腫瘤的增殖能力和惡性程度［3，21］。大多數(shù)膠質瘤，尤其是HGG，因不同程度壞死、出血、水腫等因素的影響，導致腫瘤具有高度的區(qū)域異質性。用MVD對腫瘤進行組織學評估，會受到腫瘤異質性、取材量少、取材部位不準確等因素的限制，導致分級不準確。因此，臨床急需一種無創(chuàng)的檢查技術間接評估腫瘤新生血管，引導術前取材。多位學者研究顯示，腫瘤的CBV值與MVD具有顯著相關性［22-23］。

膠質瘤的特性之一是可以沿神經(jīng)血管束浸潤，而不造成形態(tài)學改變，因此，常規(guī)CT、MR增強無法明確顯示這些隱匿病變。CTPI可以通過灌注參數(shù)的測定，勾畫腫瘤的真實輪廓，指導手術切除和放射野的范圍。Stecco等［24］研究發(fā)現(xiàn)，各項參數(shù)中PS值價值最大，PS圖能更清晰的顯示腫瘤的輪廓和范圍。

膠質瘤周圍水腫是常見的并發(fā)癥，造成瘤周水腫的原因一方面是由于腫瘤對臨近腦實質的壓迫造成局部循環(huán)障礙，另一方面是由于腫瘤對周圍實質的浸潤。CTPI可以通過對水腫區(qū)灌注狀態(tài)的檢測，判斷水腫類型，也為手術和放療提供參考信息。

2.3評估放療和藥物治療的效果

放療的機制一是破壞腫瘤細胞DNA，誘導其凋亡；二是引起腫瘤間質纖維增生，小血管內膜增厚、閉塞。放療早期腫瘤體積一般變化不大，反而由于放療引起的局部水腫，腫瘤體積還可能短暫性增大，常規(guī)CT、MR很難判斷早期治療效果。放療后腫瘤的血管床遭到破壞，血管通透性減低，腫瘤灌注量下降。Guan等［25］對大鼠C6腦膠質瘤放療前后CT灌注參數(shù)的研究顯示，放療早期腫瘤的灌注量明顯減低，CBV、CBF值與MVD成正相關。Yeung等［26］研究發(fā)現(xiàn)，大鼠C6腦膠質瘤放療早期腫瘤體積、rBF、rBV減低；rBF、rBV、PS值低的實驗組較參數(shù)值高的實驗組生存期更長。

有學者研究發(fā)現(xiàn)，灌注量低的腫瘤對放療不敏感，認為可能是腫瘤中存在耗氧量較低的細胞，這些細胞對放療不敏感。Hermans等［27］對頭頸部鱗癌患者放療前后CT灌注參數(shù)及治療效果進行比較發(fā)現(xiàn)，灌注量低的患者放療效果較差，而灌注量高的患者效果較好。這可為臨床醫(yī)生評估是否選擇放療提供參考依據(jù)。

膠質瘤的惡性程度與腫瘤新生血管的生成密切相關。破壞或者抑制腫瘤新生血管生成，已成為一個嶄新的、有希望的抗腫瘤治療靶點。抗血管生成藥物，如貝伐珠單抗、伊馬替尼等已在動物實驗或臨床中起到不同程度的效果［28］。CTPI通過測定腫瘤局部灌注狀態(tài)，間接反映腫瘤腫瘤新生血管情況，為抗血管生成治療后療效的評估提供了有力的支持。錢鷹等［29］通過對兔VX2腫瘤進行抗血管治療2周后發(fā)現(xiàn)，腫瘤區(qū)BV、BF、PS值明顯減低，說明腫瘤血管生成受到抑制。劉麗等［30］研究發(fā)現(xiàn)，除了靜脈給藥途徑，瘤內局部注射也是有效的抗血管生成治療方案。

2.4鑒別復發(fā)、放射性壞死

膠質瘤治療后復發(fā)與放射性壞死的臨床表現(xiàn)均為局部的神經(jīng)功能障礙和進行性顱內壓升高，CT、MR增強均表現(xiàn)為環(huán)形或結節(jié)樣強化，鑒別困難。CT灌注成像通過評價局部組織灌注狀態(tài)，有助于區(qū)分復發(fā)與放射性壞死。Jain等［31］、Kanda等［32］研究發(fā)現(xiàn)，復發(fā)組織的CBV、CBF值較壞死組織高；在此后的研究［33］中Jain發(fā)現(xiàn)，放射性壞死具有較低的CBV和PS，利用rCBV＞1.5聯(lián)合PS＞2.5區(qū)分腫瘤復發(fā)及壞死的敏感性和特異性分別為100%、89%。

3　CT灌注成像應用于腦膠質瘤中的優(yōu)勢和局限性

CT灌注成像能夠直觀、準確的反映組織微循環(huán)灌注狀態(tài)，在腦膠質瘤的整體評價中具有重要意義。CT灌注成像具有掃描時間短、操作簡單、時間和空間分辨率高、經(jīng)濟實用等優(yōu)勢，已逐漸被臨床醫(yī)生接受。

CT灌注成像的局限性在于，各項灌注參數(shù)易受掃描條件、造影劑量、重建模式、感興趣區(qū)的選擇等多種因素影響。目前在膠質瘤的應用中還沒有統(tǒng)一的正常值和臨界值，這有待于操作規(guī)范的制定和臨床大樣本實驗分析。其次，輻射劑量問題，雖然256層和320層螺旋CT已完成全腦灌注成像，新的重建技術（如迭代重建）在不影響圖像質量的前提下有效降低了輻射劑量，但仍是限制其臨床應用的重要原因。

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The value of multiple-slice spiral CT perfusion imaging in glioma

WANG Wei1，LUO Min2
（1.Sichuan Medical University，Luzhou Sichuan 646000，China；2.Department of Radiology，the Fourth People's Hospital of Zigong，Zigong Sichuan 643000，China）

R739.41；R730.264；R814.42

B

1008-1062（2015）09-0673-03

2015-03-24

王偉（1990-），男，山東聊城人，醫(yī)師。

羅敏，自貢市第四人民醫(yī)院放射科，643000。