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(xué)臨床醫(yī)學(xué)院（河南洛陽(yáng) 471003）；2河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像科（河南洛陽(yáng) 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(duì)比劑的同時(shí)對(duì)選定的相應(yīng)組織進(jìn)行持續(xù)動(dòng)態(tài)掃描，從而獲取該層面內(nèi)每一個(gè)像素的時(shí)間-密度曲線（time?density curve，TDC），根據(jù) TDC結(jié)果，利用相應(yīng)的數(shù)據(jù)模型模擬出不同的灌注參數(shù)并得到相應(yīng)的灌注圖像，評(píng)價(jià)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(rèn)可。肺部的DICTP參照了肝臟的DICTP，其以主肺動(dòng)脈和胸主動(dòng)脈為雙通道輸入動(dòng)脈，肺和支氣管循環(huán)的分界點(diǎn)以左心房強(qiáng)化最高時(shí)間點(diǎn)為界，最終獲得3個(gè)不同的灌注參數(shù)PF、BF及PI的數(shù)值。由于320動(dòng)態(tài)容積CT軸向覆蓋面達(dá)到16 cm，單次掃描基本上能夠同時(shí)覆蓋肺部腫塊、肺動(dòng)脈及主動(dòng)脈，能夠很好地保證本次研究的順利完成。

當(dāng)前CT灌注技術(shù)尚處于起步階段，而肺臟的雙入口灌注國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)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(jié)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(jì)學(xué)意義；也有研究認(rèn)為［3］肺腺癌的PI值大于肺鱗癌；更有研究認(rèn)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(jià)值有待于進(jìn)一步探討。本研究是建立在肺臟的DICTP基礎(chǔ)上，利用320排容積CT成像的技術(shù)特點(diǎn)，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(xiàng)灌注參數(shù)對(duì)肺內(nèi)占位性病變的意義。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象本次研究為前瞻性研究，經(jīng)過河南科技大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。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(jié)果不明確，106例灌注成功并隨訪后有明確病理結(jié)果（手術(shù)后病理75例，支氣管鏡16例，CT引導(dǎo)下穿刺15例），其中惡性85例（肺鱗癌38例、肺腺癌34例、肺小細(xì)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(dòng)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(xùn)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(yīng)包括病變、肺動(dòng)脈及主動(dòng)脈。于患者屏氣2 s后開始動(dòng)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(duì)于部分循環(huán)不好的患者應(yīng)延遲掃描，延遲掃描間隔3 s掃描1次（圖1）。掃描參數(shù)設(shè)定為管電壓100 kV，管電流30 mA，轉(zhuǎn)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(shí)39 s（對(duì)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(dòng)態(tài)容積CT的Body regis?tration軟件先進(jìn)行校準(zhǔn)配對(duì)以提高圖像質(zhì)量和感興趣區(qū)灌注結(jié)果的準(zhǔn)確性，然后把校準(zhǔn)配對(duì)后的圖像輸入體部灌注軟件（body perfusion）。在肺動(dòng)脈主干近肺門處、胸降主動(dòng)脈、左心房及肺內(nèi)病灶內(nèi)手動(dòng)繪制出感興趣區(qū)（ROI），隨后自動(dòng)生成4條時(shí)間-密度曲線（TDC）（圖2）。設(shè)置窗寬范圍0～150 Hu，偽彩圖像層厚1 mm，矩陣512×512。運(yùn)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(gè)病變多個(gè)層面、多個(gè)方位獲取相應(yīng)的三組不同的ROI灌注參數(shù)：肺動(dòng)脈血流量（pulmo?nary flow，PF）、支氣管動(dòng)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(gè)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(shí)質(zhì)部分，要避開鈣化、壞死等區(qū)域。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 16.0軟件統(tǒng)計(jì)分析。各灌注參數(shù)值用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，檢驗(yàn)水準(zhǔn)設(shè)為0.05，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用秩和檢驗(yàn)對(duì)肺良惡性病變各組灌注數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，同時(shí)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(jià)值參數(shù)的最適臨界點(diǎn)并計(jì)算出相應(yīng)的診斷敏感度及特異度。對(duì)不同類型肺癌選取方差分析及LSD?t檢驗(yàn)。

圖2 時(shí)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(dòng)脈血流量）分別為35.6、28.3 mL/（min·100 mL），BF（支氣管動(dòng)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(jié)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(jì)學(xué)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(dāng)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(xì)胞癌），發(fā)現(xiàn)它們的PF、PI值差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。兩兩比較顯示：PF值肺腺癌跟肺小細(xì)胞癌差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01），PI值肺鱗癌與肺腺癌、肺腺癌與肺小細(xì)胞差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(xì)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(xì)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(xì)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(xì)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(shù)特點(diǎn)及在肺臟應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)有學(xué)者認(rèn)為肺癌僅由BA供血［5-6］，國(guó)內(nèi)外早期的灌注實(shí)驗(yàn)大多利用16或64排螺旋CT進(jìn)行單輸入口灌注（SI?CTP），傳統(tǒng)單入口灌注在頭部應(yīng)用多見［7］，也有國(guó)內(nèi)學(xué)者將其應(yīng)用到宮頸癌［8］。在肺內(nèi)腫塊灌注的早期研究時(shí)，常將BA視為輸入動(dòng)脈，但是肺臟、肝臟這些器官屬于雙循環(huán)供血，有學(xué)者提出肺癌部分血流由PA提供［9-10］，目前關(guān)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(jìn)一步討論。國(guó)內(nèi)有報(bào)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(shí)測(cè)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(zhǔn)確地分析肺內(nèi)病變血供比例［12］，因此同時(shí)測(cè)出兩套循環(huán)血供系統(tǒng)的模型更適合用來評(píng)估肺部腫塊。雙入口灌注（dual?input CT perfusion，DICTP）模型是由外國(guó)學(xué)者 MILES等［1］提出，隨后在肝臟中獲得了成功，它對(duì)腫瘤真實(shí)大小的評(píng)估及指導(dǎo)手術(shù)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(shù)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(chǔ)，分別把肺門水平的主肺動(dòng)脈和胸主動(dòng)脈作為雙入動(dòng)脈，以左心房強(qiáng)化最高點(diǎn)時(shí)間作為雙循環(huán)的分界點(diǎn)，通過興趣區(qū)的選擇獲取3個(gè)不同的灌注參數(shù)，PF、BF和PI=PF/（PF+BF）。OHNO等［15］對(duì)肺孤立結(jié)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(jià)值。肺臟灌注成像逐漸成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，有研究表明［16］肺癌的CTP參數(shù)與微血管密度有關(guān)，劉佩等［17］研究表明肺癌雙入口CT灌注參數(shù)與Ki?67陽(yáng)性表達(dá)率相關(guān)，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(dá)到16 cm，能夠最大限度減低肺部呼吸運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影，同時(shí)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(duì)肺內(nèi)病變的診斷和治療后的效果評(píng)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(jià)值通過320排容積CT成功對(duì)106例患者實(shí)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(jià)值，當(dāng)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(xì)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(guān)聯(lián)，當(dāng)惡性腫瘤生長(zhǎng)時(shí)，隨著時(shí)間的延長(zhǎng)PA破壞也越來越嚴(yán)重，同時(shí)造成纖維素增生，進(jìn)而造成肺動(dòng)脈阻塞。隨著肺循環(huán)受損加重，支氣管動(dòng)脈代償性擴(kuò)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(dòng)脈，支氣管動(dòng)脈血流量增多［19］。

本研究表明肺部腫塊由BA及PA同時(shí)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(duì)肺內(nèi)良惡病變有著較好的鑒別診斷價(jià)值。肺腺癌PA供血比例較肺鱗癌及肺小細(xì)胞癌高，能夠?yàn)椴煌愋头伟┑乃ㄈ委熂邦A(yù)后評(píng)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(dǎo)致的偽影、ROI測(cè)量范圍選擇的合理性及科學(xué)性等），同時(shí)本研究中未將肺癌分型進(jìn)行細(xì)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(guān)系，這些會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的科學(xué)性造成一定的影響。后續(xù)將進(jìn)一步完善病例數(shù)目，將肺癌的分類細(xì)化后分組比較。

［1］MILES K A，HAYBALL M P，DIXON A K.Functional images of hepatic perfusion obtained with dynamic CT［J］.Radiology，1993，188（2）：405?411.

［2］姚靈，郭曉山，張千里.CT灌注成像技術(shù)分析原發(fā)性肺癌的血供模式［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2014，22（8）：607?609.

［3］馬澤鵬，敖國(guó)昆，袁小東，等.肺癌雙循環(huán)血供CT灌注的初步研究［J］.臨床放射學(xué)雜志，2015，34（2）：204?207.

［4］高壘，楊青，胡亞彬，等.雙入口CT灌注評(píng)價(jià)肺腺癌和肺鱗癌血供特征［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2017，33（3）：419?422.

［5］洪濤，陳柱，肖恩華.CT灌注成像原理及其在急性胰腺炎中的臨床應(yīng)用［J］.中國(guó)CT和MRI雜志，2014，12（7）：109?111.

［6］LU N，F(xiàn)ENG X Y，HAO S J，et al.64?slice CT perfusion im?aging of pancreatic adenocarcinoma and mass?form ingchronic pancreatitis［J］.Acad Radiol，2011，18（1）：81?88.

［7］張超波，曾怡群，盧偉光，等.低劑量CT灌注成像在腦梗死患者恢復(fù)期的應(yīng)用［J］.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2015，31（13）：2179?2181.

［8］錢昊初，郭文力，王思亮，等.宮頸癌Aquilion ONE 320 CT灌注成像表現(xiàn)初探［J］.中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2012，23（12）：853?855.

［9］董春玲，范維鵬，李世維.支氣管動(dòng)脈MSCTA在肺慢性炎癥與肺癌中的診斷價(jià)值［J］.中國(guó)醫(yī)療前沿，2013，8：85?86.

［10］MCCULLAGH A.The bronchial circulation?worth a closer look：a review of the relationship between the bronchial vascula?ture and airway inflammation［J］.Pediatr Pulmonol，2010，45（1）：1?13

［11］YUAN X，ZHANG J，AO G，et al.Lung cancer perfusion：can we measure pulmonary and bronchial circulation simultane?ously？［J］.Eur Radiol，2012，22（8）：1665?1671.

［12］馮坤鵬.雙入口CT灌注技術(shù)評(píng)價(jià)周圍型肺癌血供特性［J］.中國(guó)醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2014（10）：1514?1518.

［13］李波，卞佳，姜興岳，等.雙源CT灌注成像在肝轉(zhuǎn)移瘤中的臨床應(yīng)用［J］.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2013，29（20）：3394?3396.

［14］朱紅洲.肝臟腫瘤的MR彌散加權(quán)成像和CT灌注成像的比較［J］.實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志，2009，25（8）：1252?1253.

［15］OHNO Y，NISHIO M，KOYAMA H，et al.Comparison of quan?titatively analyzed dynamic area-detector CT using various mathematic methods with FDG PET/CT in management of soli?tary pulmonary nodules［J］.AJR Am J Roentgenol，2013，200（6）：W593?602.

［16］DANIEL S，HELGE N，SVEN MICHAEL S，et al.Assessment of tumor vascularity in lung cancer using volume perfusion CT（VPCT）with histopathologic comparison：a further step toward an individualized tumor characterization［J］.J Comput Assist Tomogr，2013 ，37（1）：15?21.

［17］劉佩，岳松偉，高劍波，等.320排CT雙入口灌注參數(shù)與肺癌Ki?67表達(dá)率的相關(guān)性分［J］.臨床放射學(xué)雜志，2017，36（8）：1106?1109.

［18］SPIRA D，NEUMEISTER H，SPIRA S M，et al.Assessment of tumor vascularity in lung cancer using volume perfusion CT（VPCT）with histopathologic comparison：a further step toward an individualized tumor characterization［J］.J Comput Assist Tomogr，2013，37（1）：15?21.

［19］QIAO P G，HUANG Q，ZHOU J，et al.Feasibility of quantita?tive parameters of dynamically enhanced patterns of spiral com?puted tomography scanning integrated into tumourprogression before targeted treatment of non ?small cell lung cancer［J］.J Med Imaging Radiata Oncol，2015，59（2）：216?220.

［20］IPPOLITO D，CAPRARO C，GUERRA L，et al.Feasibility of perfusion CT technique integrated into conventional18FDG/PET?CT studies in lungcancer patients：clinical staging and function?al information in a single study［J］.Eur J Nucl Med Mol Imag?ing，2013，40（2）：156?165.