胰腺癌定量雙能CT碘圖與CT灌注參數(shù)相關(guān)性研究

趙常紅， 郝粉娥， 劉挨師

胰腺癌是最具侵襲性的惡性腫瘤之一，預(yù)后差，5年生存率低[1]。CT是臨床疑似胰腺癌患者重要影像學(xué)檢查方法。CT灌注技術(shù)在胰腺疾病早期診斷、微小病變探查、惡性腫瘤治療后早期局部反應(yīng)監(jiān)測(cè)中具有重要臨床價(jià)值[2-4]。但完成CT灌注需同一解剖部位多次采樣，輻射劑量高，既往文獻(xiàn)報(bào)道腹部體模CT灌注輻射劑量高達(dá)20 mSv，人體腹部、盆腔CT灌注有效輻射劑量7～18 mSv不等[5-7]。

二代雙源雙能CT具有相互垂直發(fā)射不同能級(jí)X射線(xiàn)的兩套球管(80 kVp/140 kVp)，掃描時(shí)探測(cè)器收集不同能級(jí)下不同物質(zhì)的X線(xiàn)衰減信息，利用圖像域分離技術(shù)將原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，把組織的每一體素均分解為脂肪、軟組織及碘(骨、鈣、尿酸)3種基物質(zhì)。然后，在基物質(zhì)分解的空間圖中識(shí)別含碘像素，利用彩色編碼技術(shù)生成物質(zhì)碘分布圖，從而對(duì)組織器官和病變進(jìn)行碘定量[8]。Dai等[9]認(rèn)為碘圖中局部病灶的碘值，由新生血管灌注量決定，當(dāng)對(duì)比劑濃度和注射流率一定時(shí)，IC即相當(dāng)于病灶局部的血流灌注量。單期雙能CT較CT灌注最顯著的優(yōu)勢(shì)為輻射劑量明顯降低。本研究旨在重點(diǎn)探討胰腺癌時(shí)間特異性雙能CT碘圖參數(shù)IC與CT灌注參數(shù)間是否存在相關(guān)性?時(shí)間特異性單期雙能CT能否成為CT灌注臨床應(yīng)用的有效替代方法？

材料與方法

1.研究對(duì)象

搜集2015年12月-2016年11月間臨床疑似，超聲、CT平掃疑似胰腺癌患者36例，其中1例壺腹癌、1例膽總管癌、2例全胰腺癌被排出，剩余32例成功入組本次研究，其中男19例，女13例，年齡(61±7)歲，范圍(49～74)歲。32例胰腺癌患者病灶均為單發(fā)，經(jīng)手術(shù)病理(22例)、CT引導(dǎo)下經(jīng)皮穿刺活組織檢查(1例)、病史結(jié)合臨床表現(xiàn)、實(shí)驗(yàn)室檢查、其它影像學(xué)檢查方法和后期3個(gè)月隨訪(fǎng)(9例)均獲得明確診斷[10]。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①任何方式干預(yù)后的胰腺癌患者；②胰腺富血供腫瘤；③全胰腺癌者；④心腎功能不全者；⑤甲亢、妊娠哺乳期、碘對(duì)比劑過(guò)敏、不同意此項(xiàng)檢者。

此研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署研究知情同意書(shū)。檢查期間所有患者均未出現(xiàn)嚴(yán)重對(duì)比劑不良反應(yīng)。

2.掃描體位及參數(shù)設(shè)置

所有被檢者仰臥位于檢查床上，束腹帶，行二代雙源CT(Definition Flash，Siemens Healthcare，F(xiàn)orchheim/Germany)腹部平掃，管電壓120 kV，啟用管電流自動(dòng)調(diào)控技術(shù)(Care Dose 4D，Siemens Healthcare，Germany)，層厚5.0 mm，螺距0.8，掃描范圍膈頂至肝臟下緣。在平掃基礎(chǔ)上定位CT灌注掃描位置，管電壓80 kV，管電流200 mAs，層厚3 mm，螺距0.6，轉(zhuǎn)速0.28 s，覆蓋范圍84 mm。使用雙筒高壓注射器(Stellant，Medrad，Indianola，PA，USA)經(jīng)肘正中靜脈以5.0 mL/s流率注入碘對(duì)比劑(碘普羅胺370 mg I/mL，拜耳先靈藥業(yè)，德國(guó))50 mL，生理鹽水沖洗量50 mL。于碘對(duì)比劑注入后7 s啟動(dòng)掃描，共計(jì)掃描17次，間隔2.5 s，總檢查時(shí)間49.49 s。所有被檢者CT灌注后留置于檢查床上15 min，采用與第一次相同的流率，經(jīng)肘正中靜脈注入碘普羅胺370 mg I/mL 70 mL，生理鹽水30 mL，依CT灌注時(shí)間-密度曲線(xiàn)(time-attenuation curve，TAC)記錄的正常胰腺組織實(shí)質(zhì)期時(shí)間，確定單期雙能CT啟動(dòng)掃描的延遲時(shí)間。管電壓80/Sn140 kVp，管電流采用Care Dose 4D 調(diào)節(jié)技術(shù)，螺距0.6，掃描層厚3 mm，掃描范圍84 mm。

3.數(shù)據(jù)處理

灌注數(shù)據(jù)代入西門(mén)子后處理工作站(Multimodality Workspace，MMWP，Siemens Healthcare，F(xiàn)orchheim Germany)，使用VPCT-Body灌注軟件包進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，繪制正常胰腺組織TAC曲線(xiàn)，分別測(cè)量胰腺癌、正常胰腺組織的各CT灌注參數(shù)，包括BF、BV、表面通透性(permeability，PMB)、平均通過(guò)時(shí)間(mean transit time，MTT)。時(shí)間特異性雙能數(shù)據(jù)傳輸入Syngo via雙能后處理工作站，使用VNC虛擬平掃軟件，生成組織器官碘圖，分別測(cè)量胰腺癌、正常胰腺組織IC值(圖1)。所有測(cè)量值均測(cè)量3次取其平均值。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)直徑規(guī)定為1 cm，采用復(fù)制粘貼方式，盡可能避開(kāi)血管及腫瘤壞死區(qū)。雙能碘圖與CT灌注測(cè)量盡可能選擇病變相同位置。

4.輻射劑量統(tǒng)計(jì)

記錄全胰腺CT灌注與單期雙能CT掃描的劑量長(zhǎng)度乘積(dose length product，DLP)，并計(jì)算有效輻射劑量(effective dose，ED)。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

使用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件包行數(shù)據(jù)分析，所有計(jì)量資料采用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05。胰腺癌與正常組織IC進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；胰腺癌、正常胰腺組織IC與對(duì)應(yīng)部位各CT灌注參數(shù)間進(jìn)行Pearson相關(guān)分析；單期雙能CT與全胰腺CT灌注輻射劑量進(jìn)行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。

結(jié) 果

所有被檢者均順利完成檢查。符合納入、排除標(biāo)準(zhǔn)且經(jīng)病理、臨床資料明確診斷為胰腺癌者共32例。胰頭癌21例，胰體癌7例，胰尾癌4例，其中10例發(fā)生區(qū)域淋巴結(jié)或遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移，區(qū)域淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移4例，肝轉(zhuǎn)移3例，區(qū)域淋巴結(jié)伴肝轉(zhuǎn)移2例，區(qū)域淋巴結(jié)伴肺轉(zhuǎn)移1例。入組患者BMI為21.09±1.38，范圍18.59～23.87。正常胰腺組織強(qiáng)化峰值時(shí)間為對(duì)比劑注入后的(31.75±3.50)s，時(shí)間范圍在(28～45)s之間，多集中于32s(圖2)。

圖1 患者，女，60歲，病理證實(shí)胰腺體部胰腺癌，實(shí)體腫瘤大小1.3cm×1.2cm×1.5cm。胰腺癌組織(白箭)；胰腺癌周?chē)Ｒ认俳M織(紫箭)。a) 灌注Avera圖像; b) 灌注BF圖; c) 灌注BV圖;

胰腺癌和正常胰腺組織IC分別為(2.50±0.42)mg/mL、(3.62±0.92)mg/mL，t=6.32，二者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。

胰腺癌IC與CT灌注參數(shù)BF、BV間存在中度相關(guān)，分別r=0.644(P=0.000)，r=0.523(P=0.002)，胰腺癌IC與CT灌注參數(shù)PMB、MTT間無(wú)相關(guān)(分別r=0.261，r=0.120，P>0.05，表1、圖3、4)。

表1 胰腺癌雙能CT碘圖參數(shù)IC與CT灌注參數(shù)間的相關(guān)性

正常胰腺組織IC與CT灌注參數(shù)BF、BV間存在中度相關(guān)，分別r=0.547 (P=0.001)、r=0.511(P=0.003)。正常胰腺組織IC與CT灌注參數(shù)PMB、MTT間無(wú)相關(guān)(分別r=0.122，r=-0.014，P>0.05，表2、圖5、6)。

表2 正常胰腺組織雙能CT碘圖參數(shù)IC與CT灌注參數(shù)間相關(guān)性

本研究中全胰腺CT灌注與單期雙能CT掃描共生成DLP (649.09±9.27) mGY·cm，ED (9.73±0.14) mSv；全胰腺CT灌注與單期雙能CT掃描生成DLP分別為(573.72±0.00) mGy·cm、(75.37±9.27) mGY·cm；ED分別為(8.61±0.00) mSv、(1.13±0.14)mSv，t=302.22，二者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000)。

討 論

研究結(jié)果顯示胰腺癌、正常胰腺組織時(shí)間特異性單期雙能CT碘圖參數(shù)IC與對(duì)應(yīng)部分CT灌注參數(shù)BF、BV間有中度相關(guān)。

文獻(xiàn)報(bào)道CT灌注對(duì)胰腺疾病鑒別診斷、預(yù)后評(píng)價(jià)具有重要價(jià)值[2，11]。當(dāng)胰腺癌周?chē)? cm內(nèi)BF值升高時(shí)，預(yù)示患者預(yù)后不良[11]。但CT灌注輻射劑量高成為限制其推廣于臨床的主要因素。單期雙能CT輻射劑量較其顯著降低，且在腫瘤治療后可敏感的檢測(cè)腫瘤內(nèi)碘含量變化，反應(yīng)腫瘤微灌注情況[12]。目前，探討碘圖參數(shù)替代灌注參數(shù)的研究正成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)。本研究選用胰腺癌病灶，對(duì)兩種成像技術(shù)定量參數(shù)進(jìn)行相關(guān)性研究，旨在為雙能碘圖替代CT灌注提供一定理論依據(jù)，目前國(guó)內(nèi)相關(guān)文獻(xiàn)尚少。

圖3、4 胰腺癌雙能CT參數(shù)IC與CT灌注參數(shù)BF、BV間的相關(guān)性散點(diǎn)圖。 圖5、6 正常胰腺組織雙能CT參數(shù)IC與CT灌注參數(shù)BF、BV間的相關(guān)性散點(diǎn)圖。

Stiller等[13]在對(duì)24例胰腺癌患者行多期雙能CT灌注掃描中發(fā)現(xiàn)實(shí)質(zhì)期IC與病變(r=0.89)和正常組織(r=0.56)BF間存在高度、中度相關(guān)。本研究胰腺癌和正常胰腺組織IC與對(duì)應(yīng)部分BF值間相關(guān)程度較其偏低，究其原因可能主要與以下因素有關(guān)：①Stiller等采用最大斜率算法計(jì)算灌注值(BF)，本研究所有灌注值的獲得均為去卷積核算法。去卷積核算法綜合考慮了對(duì)比劑的動(dòng)脈流入和靜脈流出，更符合人體血流動(dòng)力學(xué)變化，同時(shí)可計(jì)算PMB、MTT等灌注參數(shù)，但去卷積核算法計(jì)算復(fù)雜，更易受呼吸運(yùn)動(dòng)偽影影響[14]。②Stiller等對(duì)所有被檢者行多期雙能灌注掃描，可有效避免二次掃描時(shí)因患者呼吸運(yùn)動(dòng)造成的圖像位置偏移。本研究先行灌注掃描，15 min后行單期雙能CT掃描，ROI的選取盡可能采用兩次掃描病變相同位置，但無(wú)法避免因患者呼吸運(yùn)動(dòng)造成掃描層面改變而引起的差異。③研究中考慮到對(duì)比劑腎毒性及胰腺癌患者體重普遍偏低，單期雙能CT掃描采用最低固定對(duì)比劑容積，未根據(jù)患者BMI進(jìn)行個(gè)性化設(shè)置，可能會(huì)影響不同患者病灶、正常組織IC值，進(jìn)而影響IC值與灌注參數(shù)間的相關(guān)程度。

本研究與Stiller等[13]研究結(jié)果的另一不同之處為胰腺癌、正常胰腺組織IC與CT灌注參數(shù)BV間存在中度相關(guān)。CT灌注參數(shù)BV為區(qū)域組織的血液容積總量，用于反映特定組織所包含的血供情況，在去卷積核算法中BV=BF×MTT。Fuld等[15]在4頭實(shí)驗(yàn)豬肺CT灌注參數(shù)研究中認(rèn)為同一區(qū)域雙能CT灌注參數(shù)BV與CT灌注參數(shù)BF強(qiáng)相關(guān)(r=0.91～0.98)，此結(jié)論可對(duì)本研究結(jié)果予以解釋。但我們發(fā)現(xiàn)胰腺癌、正常胰腺組織IC與相應(yīng)部位BV間的相關(guān)性較BF低，這可能與MTT的影響有關(guān)。

本研究中胰腺癌、正常胰腺組織IC與CT灌注參數(shù)PMB、MTT間均無(wú)相關(guān)。既往Zhang等[16]在9例VX2肝癌模型實(shí)驗(yàn)兔研究中認(rèn)為碘圖肝癌強(qiáng)化值與PMB呈強(qiáng)相關(guān)(r=0.98)。本研究結(jié)果與其不同可能與兩種病變自身病理發(fā)展過(guò)程不同，入組患者胰腺癌病灶分化分期程度不一致有關(guān)。目前所見(jiàn)文獻(xiàn)均未見(jiàn)IC與MTT間存在相關(guān)性的報(bào)道，但MTT在疾病進(jìn)展分期、部分藥物治療后療效評(píng)價(jià)中具有一定價(jià)值[17]。對(duì)于上述情況雙能CT碘圖臨床應(yīng)用價(jià)值有待進(jìn)一步研究。

準(zhǔn)確獲得胰腺實(shí)質(zhì)期時(shí)間是實(shí)現(xiàn)IC與CT灌注參數(shù)最大相關(guān)的關(guān)鍵。既往多期增強(qiáng)、雙能增強(qiáng)CT檢查，胰腺實(shí)質(zhì)期的選擇主要包括兩種方法，經(jīng)驗(yàn)值法和主動(dòng)脈自動(dòng)觸發(fā)延遲掃描法。但二者均未真正實(shí)現(xiàn)特定臟器時(shí)間特異性?huà)呙?。本研究利用CT灌注獲取正常胰腺組織TAC曲線(xiàn)，記錄不同個(gè)體胰腺實(shí)質(zhì)期時(shí)間，從而行單期相胰腺雙能CT掃描，實(shí)現(xiàn)了個(gè)性化胰腺增強(qiáng)。

本研究獲得的胰腺實(shí)質(zhì)期時(shí)間為注射對(duì)比劑后的(31.75±3.50) s，時(shí)間范圍在28～45 s之間，多集中于32 s。圖1顯示胰腺癌TAC曲線(xiàn)為緩升-平臺(tái)(或緩降)型，正常胰腺組織TAC曲線(xiàn)為速升-速降型，二者于32 s附近CT值差值最大。但由于標(biāo)準(zhǔn)差的存在，若要實(shí)現(xiàn)單期特定器官最佳雙能CT掃描，須首先明確可進(jìn)行最佳評(píng)估的準(zhǔn)確時(shí)間點(diǎn)。在以后的研究中，是否可以通過(guò)先“團(tuán)注”小劑量碘對(duì)比劑，然后行極低劑量下多期動(dòng)態(tài)掃描，獲得特定器官?gòu)?qiáng)化峰值時(shí)間的方法，指導(dǎo)個(gè)性化雙能CT掃描，還需要更多的研究予以解答。

本研究胰腺癌IC較正常胰腺組織明顯減低，與既往研究結(jié)果一致，但定量值間比較，本研究結(jié)果較以往文獻(xiàn)報(bào)道偏高[18]?？紤]可能與本研究在CT灌注TAC曲線(xiàn)的指導(dǎo)下完成胰腺癌和正常胰腺組織實(shí)質(zhì)期IC的測(cè)量，CT灌注后雖間隔15 min待對(duì)比劑在胰腺組織廓清，但不足以完全消除灌注所用碘對(duì)比劑對(duì)IC值的影響。

CT灌注研究中雖采取部分低劑量措施，全胰腺CT灌注有效輻射劑量仍達(dá)8.61 mSv。單期雙能CT掃描有效輻射劑量為(1.13±0.14) mSv，較CT灌注降低約85%～90%。

本研究局限性：①研究對(duì)象BMI均為正常值或偏低，未搜集到肥胖患者，隨患者BMI升高，單期雙能CT掃描輻射劑量會(huì)隨之增加，以后的研究可能會(huì)與本研究結(jié)果略有不同。②所有ROI均在二維平面測(cè)量，忽視了病變空間異質(zhì)性對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。③本課題為小樣本研究，研究結(jié)果顯示IC與CT灌注參數(shù)BF、BV間存在中度相關(guān)，而IC與CT灌注參數(shù)PMB、MTT間無(wú)相關(guān)，擴(kuò)大樣本量后，結(jié)果如何有待進(jìn)一步研究。

CT灌注指導(dǎo)下的時(shí)間特異性單期雙能CT碘圖參數(shù)IC與CT灌注參數(shù)BF、BV間有中度相關(guān)。雙能CT碘圖在顯著降低患者輻射劑量前提下可為臨床提供部分近似于CT灌注測(cè)量的組織器官生理病理學(xué)信息，在某些臨床疾病的診斷與評(píng)估中可能成為替代CT灌注的有效檢查方法。

隨著今后所收胰腺癌患者數(shù)量的增加，我們將根據(jù)患者有無(wú)轉(zhuǎn)移進(jìn)行分組，通過(guò)定量IC界值，對(duì)胰腺癌發(fā)生遠(yuǎn)期轉(zhuǎn)移的機(jī)率進(jìn)行預(yù)測(cè)評(píng)估。

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