640層容積CT雙低劑量腎透明細胞癌動態(tài)灌注成像的應(yīng)用

齊燕，劉玉品，黃汝杭，李松娜，黃麗霞，李龍，張立軍，冷蓉

廣州中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院 影像科，廣東 廣州 510006

引言

近年來隨著體檢人數(shù)的增加，腎透明細胞癌的檢出率不斷上升。手術(shù)切除是目前治療腎透明細胞癌的主要選擇。腫瘤病理分級對治療方案的選擇有重要價值[1]，亦是判斷臨床預(yù)后的重要指標[2]。部分病理分級低的病灶可以選擇保留腎單位的腎部分切除術(shù)，既能獲得較好的治療療效，又可以降低術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率。因此術(shù)前如何無創(chuàng)準確預(yù)測病理分級已成為臨床的迫切需求。本研究旨在探討640層容積CT雙低劑量動態(tài)灌注成像定量指標對腎透明細胞病理分級的預(yù)測價值，以期為腎透明細胞癌的術(shù)前分級提供量化的評估方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2013年8月至2017年8月53例臨床資料完整、經(jīng)手術(shù)證實為腎透明細胞癌患者的雙腎CT灌注資料。其中女18例，男35例，年齡30～85歲，平均年齡（51±16）歲，身高147～178 cm，平均身高（163±7）cm，體重 45～86 kg，平均體重（63±11）kg。按病理分級（Fuhrman分級）分為I級8例，II級22例，III級15例，IV級8例，其中I、II級為低級別組、III、IV級為高級別組。所有患者均簽署CT檢查知情同意書。

1.2 方法

采用東芝Aquilion ONE 640層CT機。低劑量灌注模式。掃描條件 ：電壓 100 kV，電流 60 mA 或 100 mA（其中 20、22、32、35 s為 100 mA，其余各期均為 60 mA），球管旋轉(zhuǎn)時間 0.5 s，矩陣 512×512。間隔 2～3 s采集 1 次（曝光 0.5 s，間隔 1.5～2.5 s），共采集 24 次，掃描時間 72 s。層厚 5 mm，層間距5 mm。探測器寬度160 mm，不動床單次掃描完全覆蓋雙側(cè)腎臟。同時采用AIDR 3D重建技術(shù)。低對比劑用量，采用雙筒高壓注射器（美國拜耳MEDRAD）經(jīng)肘靜脈注入非離子型對比劑（碘比樂，370 mgI/mL）48 mL，生理鹽水30 mL，注射速度為6 mL/s。選擇患者肘關(guān)節(jié)處靜脈入藥,同時啟動高壓注射器及CT機掃描按鍵，CT機自動連續(xù)掃描。

1.3 圖像處理

所得24個灌注數(shù)據(jù)包，使用Body Registration軟件進行自動對位，所得數(shù)據(jù)利用Body perfusion灌注軟件，采用patlak 軟件獲得等效血容量（Equivalent Blood Volume， Equiv BV）和清除率，清除率的值乘以6轉(zhuǎn)換成表面滲透性（Surface，PS）；采用最大斜率軟件獲得血流量 (Blood Flow，BF)。選擇橫軸位瘤體最大層面，手動繪制ROI，避開囊變壞死，多次取其平均值，如圖1～2。利用100 mA圖像觀察腫瘤壞死、血供及腎盂腎盞破壞等CT征象，在腫瘤最大層面測量腫瘤直徑。

1.4 輻射劑量

灌注成像輻射劑量為15.06 mSv，劑量轉(zhuǎn)換因子k=0.015 mSv ·mGy-1·cm-1。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料用均數(shù)±標準差（）表示。不同病理分級的CT灌注參數(shù)比較，采用方差分析，兩兩比較采用LSD法，繪制ROC曲線，計算曲線下面積（AUC），分析各指標的診斷效能，并選擇最佳臨界值；采用 Pearson 相關(guān)分析法對CT灌注參數(shù)及CT特征與腫瘤病理分級行相關(guān)性分析。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

圖1 Fuhrman II級左腎透明細胞癌影像圖片

圖2 Fuhrman III級左腎透明細胞癌影像學圖片

2 結(jié)果

2.1 不同病理分級透明細胞癌CT灌注定量指標

除I級與II級Ps值、III級與IV級Equiv BV、BF值之間差異無統(tǒng)計學意義外（P=0.073、0.055、0.727），其余參數(shù)之間存在統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。Equiv BV、Ps、BF灌注值與病理分級呈顯著負相關(guān)（r=0.628、0.637、489，P=0.000、0.000、0.000）。各灌注參數(shù)值見表1。

表1 透明細胞癌不同病理分級各灌注參數(shù)比較 （）

表1 透明細胞癌不同病理分級各灌注參數(shù)比較 （）

注：等效血容量（Equiv BV），表面滲透性（PS），血流量（BF）。I級與II級之間PS值、腫瘤大小差異無統(tǒng)計學意義；III級與IV級之間Equiv BV值、BF值差異無統(tǒng)計學意義。

腫瘤大小(cm)I (n=8) 50.20±8.49 51.71±7.57 338.29±62.713.11±0.65 II (n22) 39.95±9.74 44.34±10.63286.79±51.543.90±1.37 III (n=15) 33.74±9.08 36.74±10.71245.09±57.596.05±3.26 IV (n=8) 25.91±7.53 25.95±6.29 235.98±77.679.14±1.14 F值 10.921 11.347 5.765 16.891 P值 0.000 0.000 0.002 0.000組別（Fuhrman分級）Equiv BV(mL·100g-1)PS (mL·100g-1·min-1)BF (mL·100g-1·min-1)

2.2 ROC曲線評估CT各灌注指標的診斷效能

高級別組（III、IV級）的Equiv BV、PS、BF值明顯低于低級別組（I、II級），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結(jié)果見表2。Equiv BV、PS、BF值的ROC曲線下面積（AUC）分別為 0.791、0.829 和 0.770。以 PS 值 37.35（mL·100g-1·min-1）作為診斷閾值，診斷效能最高，判斷病理分級的敏感性為80.0%，特異性為78.0%。ROC曲線見圖3a。

表2 低高組別透明細胞癌CT灌注參數(shù)比較()

表2 低高組別透明細胞癌CT灌注參數(shù)比較()

組別(Fuhrman 分級)Equiv BV(mL·100g-1)PS(mL·100g-1·min-1)BF (mL·100g-1·min-1)腫瘤大小(mm)低級別(n=30) 42.69±10.3646.30±10.33300.52±58.3936.9±12.6高級別(n=23) 31.02±9.2232.99±10.64241.92±63.6471.3±30.7 F值 18.122 21.087 12.131 22.279 P值 0.000 0.000 0.001 0.000

圖3 ROC曲線

2.3 不同病理分級透明細胞癌常規(guī)CT特征

53例腎透明細胞癌患者，腫瘤大小為2～14 cm，平均（6.7±2.3）cm，I、II級之間無差異，其余各級之間存在差異（P＜0.05）。腫瘤大小與病理分級呈顯著正相關(guān)（r=0.686，P=0.000），見表1。腫瘤大小的ROC曲線下面積（AUC）為0.827。以腫瘤大小為4.35 cm作為區(qū)分高、低級別腫瘤的最佳閾值，其敏感性為78.3%，特異性為86.7%，見圖3b。41例患者見壞死，腫瘤內(nèi)見低密度區(qū)；19例患者侵犯腎盂腎盞，表現(xiàn)為腎盂腎盞破壞、延遲期見充盈缺損；45例患者可見腫瘤供血動脈，表現(xiàn)為腎動脈分支增粗，供應(yīng)腫瘤，圖4；22例患者可見腫瘤引流靜脈，表現(xiàn)為腎靜脈分支增粗，部分迂曲。高級別組腫瘤壞死、腫瘤血管及腎盂腎盞破壞的發(fā)生率均高于低級別組。其中腎盂腎盞侵犯在高低組別之間存在統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。

圖4 Fuhrman II級左腎透明細胞癌4D重建及CTA圖像

3 討論

腎透明細胞癌的病理分級是判斷腫瘤惡性程度、預(yù)測腫瘤侵襲性和潛在轉(zhuǎn)移的重要指標，對腎癌的預(yù)后判斷有重要的指導意義[3-6]。因此，如果能夠通過術(shù)前腎臟灌注CT成像預(yù)測腎透明細胞癌的Fuhrman 病理分級，對手術(shù)方式和治療方案的選擇有重要的臨床意義。

CT灌注成像是集合解剖和功能的成像技術(shù)，可以完成器官的“一站式”評估。有研究認為腎臟CT灌注成像可以顯示腎臟動靜脈解剖及變異，評估腎臟功能，預(yù)測腎臟腫瘤的病理類型[7-13]。但CT灌注成像存在輻射劑量較高等不足。Chen等[13]、劉靜紅等[14]研究采用寬體探測器CT進行腎臟灌注檢查，其有效輻射劑量為18.5 mSv和（23.10±4.39）mSv。而常規(guī)腎臟多期CT增強亦存在對比劑用量較大的問題。鮑光進等[15]、楊保智等[16]關(guān)于腎臟動脈CT成像及腎透明細胞癌CT增強特征的研究中，其對比劑用量均大于80 mL。本研究采用優(yōu)化CT灌注掃描方案，在降低管電壓及管電流的同時采用AIDR 3D重建技術(shù)，明顯降低輻射劑量（15.06 mSv）。本研究同時降低了對比劑用量（48 mL），且在8 s內(nèi)快速注射完對比劑，既可以保證灌注值的準確性，同時可以降低對比劑引起的急性腎損傷。

本研究總結(jié)腎透明細胞癌的常規(guī)CT影像特征為：腫瘤血供豐富，可見腫瘤血管及腫瘤周邊細小迂曲新生血管。腫瘤壞死發(fā)生率較高（77.4%），高級別組腫瘤壞死發(fā)生率高于低級別組，與裴子璐等[17]、Oh等[18]、Chen等[19]研究認為腫瘤壞死與病理分級關(guān)系密切的結(jié)果相一致。本研究認為腫瘤大小與病理分級呈正相關(guān)。腫瘤直徑大于4.35 cm可作為預(yù)測低高組別腎透明細胞癌的最佳臨界值。Chen等[20]研究及Oh等[18]研究結(jié)果顯示高級別組腫瘤直徑大于低級別組，區(qū)分低高組別腫瘤直徑最佳臨界值分別為5 cm及3.6 cm，本研究結(jié)果與上述結(jié)果相似。Maruyama等[21]研究顯示低高組別腫瘤直徑分別為（48.5±21.3）mm、（84.5±39.3）mm，本研究結(jié)果顯示低高組別腫瘤直徑分別為（36.9±12.6）mm、（71.3±30.7）mm，與上述研究結(jié)果相近。本研究認為高級別組腎盂腎盞侵犯發(fā)生率高，分析其原因可能為高級別組腫瘤體積大、浸潤性強，周圍結(jié)構(gòu)受壓明顯所致。

本研究總結(jié)腎透明細胞癌的CT灌注特征為：腫瘤灌注不均勻，邊緣呈高灌注，中心灌注減低，壞死區(qū)呈明顯低灌注。高灌注區(qū)Equiv BV、PS、BF仍低于正常腎皮質(zhì)。腎透明細胞癌CT征象與病理分級的研究發(fā)現(xiàn)，高級別組腎透明細胞癌CT密度不均勻多于低級別組[17-19]。本研究認為高級別組灌注不均勻明顯多于低級別組，與其結(jié)論相同。腫瘤內(nèi)部的不均質(zhì)成份是導致腫瘤的密度及灌注不均勻的原因，同時也預(yù)示著腫瘤的病理分級較高。這種不均質(zhì)成份在常規(guī)CT圖像上顯示有限，但CT灌注圖像能夠清晰顯示其不均質(zhì)成分的范圍及位置。本研究對CT灌注參數(shù)值與病理分級行相關(guān)性分析，結(jié)果顯示Equiv BV、PS、BF值與病理分級呈顯著負相關(guān)（P＜0.05）。其中PS值對病理級別的診斷效能最高，當臨界值為37.35 mL·100g-1·min-1時，其敏感性及特異性均較高。Chen等[20]、Reiner等[22]研究認為PS值與腫瘤病理分級呈負相關(guān)。本研究結(jié)果與其結(jié)論相同。其原因可能為PS值可以反映腫瘤內(nèi)微血管密度（MVD）。而MVD與腫瘤的惡性程度密切相關(guān)，腫瘤的惡性程度越高，凝固性壞死成份越多，微血管密度越低。Chen等[20]研究結(jié)果顯示PS值的最佳臨界值為71.63 mL·100g-1·min-1，本研究PS值與其結(jié)果相差較多。分析其原因可能為，本研究ROI的勾畫與該研究存在一定的偏差。Chen等[20]研究ROI勾畫病灶腫瘤實性成分（避開壞死），而本研究ROI勾畫包含一些低灌注區(qū)域，（僅有少量血流，但未壞死），這可能造成本研究結(jié)果數(shù)值偏低。

除此之外，本研究尚存在一些不足之處。本研究樣本量小，為單中心研究，結(jié)果會存在一定差異，今后將擴大樣本量，選取多中心研究，以排除相關(guān)干擾因素，提高診斷的準確性?？傊?40層容積CT雙低劑量動態(tài)灌注成像能夠為術(shù)前準確診斷腎透明細胞癌及預(yù)測其病理分級提供定量的影像學數(shù)據(jù)，具有一定的臨床應(yīng)用價值。