320排CT双入口灌注技术在肺结核化疗疗效评价中的应用*

李利佳 敖国昆 袁曙辉 袁小东 许国宇 乔远罡 韩东梅 杨 艳

320排CT双入口灌注技术
在肺结核化疗疗效评价中的应用*

李利佳①②敖国昆②*袁曙辉③袁小东②许国宇②乔远罡②韩东梅②杨 艳②

目的：探讨运用320排CT双入口灌注成像技术，评估结核病灶灌注参数值对肺结核化疗近期效果的预测作用。方法：将30例肺结核按形态学分为结核球、空洞型病灶和浸润型病灶三组。化疗前7 d内CT检查与化疗后30 d的CT平扫结果进行比较，根据标准评定疗效分成缓解组与未缓解组。化疗前7 d内及化疗后14 d行2次CT灌注扫描，比较化疗前、化疗后早期CT灌注参数的变化与化疗疗效的关系。结果：30例患者中缓解组20例，非缓解组10例；化疗前与化疗后早期病灶大小进行比较，均未见明显变化。化疗前及化疗后早期CT各灌注参数在两组中均有变化。缓解组结核的治疗前PF、BF值高于未缓解组，其差异有统计学意义(t=6.23，t=7.61；P＜0.001)，缓解组中结核病灶灌注值治疗前后有显著性差异，灌注值有所下降，未缓解组中治疗前后结核病灶灌注值升高，BF值治疗前14.06±4.09，治疗后升至36.68±4.41，其差异显著。PF值虽轻度升高，但无显著性差异。结论：320排双入口灌注技术对肺结核化疗后早期疗效的评估有一定的价值。肺结核治疗后的灌注值变化与近期疗效相关，BF值升高提示结核病灶进展，预后较差。

体层摄影术，X线计算机；灌注；结核, 肺；肺循环；化学疗法；疗效评价

[First-author’s address] Medical College of PLA, Beijing 100853,China.

肺结核目前的治疗方法有化疗、介入治疗以及支气管镜治疗等多种方法，其中化疗为临床的主要治疗方法。国内外研究抗结核药尚无明显突破，仍反复使用西药，其治疗周期长，每年耐药和多耐药数量成倍上升，多重耐药菌和药物的不良反应已成为化疗失败的主要原因，因此选择适当的治疗方法十分重要。目前，对于肺结核治疗的敏感性及疗效评价，传统影像学主要以治疗前后病灶大小、形态改变为基础进行评价，这种检测病灶治疗反应具有一定的局限性。而CT灌注技术可敏感反应病灶的血液循环状况与病灶局部血药浓度相关。本研究通过观测不同灌注值结核病灶化疗前后变化的研究，旨在建立结核病灶微循环指数，指导临床选择合适的治疗方法，并早期评估化疗疗效。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选择2013年4-10月期间，在解放军第309医院就诊的30例活动性肺结核患者，其中男性14例，女性16例；年龄15～65岁，平均年龄为35岁。30例患者中结核球12例，空洞型病灶5例，浸润型病灶13例。所有患者最终诊断在灌注扫描前、后1个月内通过针刺活检、纤维支气管镜检查或实验室及临床资料明确且为初治患者，该研究符合医学研究道德伦理准则并获得患者知情同意，告知患者CT检查时的辐射剂量等。排除标准：怀孕、呼吸困难无法配合屏气扫描及最终诊断不明确者。

1.2 检查方法

检查前所有患者都进行屏气训练(约坚持30 s)。2支20 G静脉导管针分别置于双侧肘前静脉。采用320排CT扫描仪(Aquilion One，日本东芝医疗器械公司)进行CT容积灌注扫描，采用扫描参数：管电压80 kV，管电流75 mA，扫描架旋转时间0.5 s，重建层厚0.5 mm，16 cm探测器宽度可同时覆盖肺门水平上下范围内的肺内病灶(取决于肺内病灶位置)。检查床位置固定，动态容积扫描在30 s内完成。

灌注扫描前，先进行螺旋平扫定位，之后采用高压注射器以速率为8 ml/s(每侧4 ml/s)静脉注射60 ml碘普罗胺(370 mg/ml，德国拜尔先灵公司)。开始注药即屏气，2 s后行动态容积扫描，共15个容积，间隔2 s，于30 s内完成灌注扫描。患者屏气时间为30 s。CT动态容积扫描完成后立即行全肺的螺旋扫描，管电压100 kV，自动管电流。采集到的图像数据采用0.5 mm层厚、0.5 mm间隔进行重建，每个容积生成320幅图像，共产生4800幅初始图像。CT扫描辐射量计算参照剂量-长度乘积(dose-length product，DLP)再乘以胸部K因子0.014，CT灌注扫描曝光条件为管电压80 kV，管电流75 mA，运用迭代重建(adaptive iterative dose reduction，AIDR)3D技术进行减噪处理，提高图像质量，一次灌注15个容积包的辐射量为4.55 mSv，在临床允许辐射范围之内。

1.3 治疗方法

全身化疗方案： 初治采用2～3 HRZE(S)/4～6 HR。其中(H-异烟肼，R-利福平，Z-吡嗪酰胺，E-乙胺丁醇，S-链霉素)。

1.4 图像后处理及分析

采用灌注软件(双入口体灌注软件，日本东芝医疗器械公司)对图像进行对位后在肺门水平的肺动脉主干、降主动脉及肺内病灶内手工绘制感兴趣区(regions of interest，ROI)以生成3条TDC趋势曲线，分别代表肺循环输入函数、体循环输入函数及组织的衰减函数；绘制血管内ROI平均面积为1.0 cm2的自由形状贴合病灶矩形轮廓。在左心房内绘制ROI生成TDC趋势曲线，其峰值时间用于区分肺循环和体循环。设置灌注窗宽范围为0～100 Hu，确保结核病灶灌注测量显示良好。运行灌注软件，自动生成512×512矩阵编码的彩色图像，分别显示肺动脉血流量(pulmonary flow，PF)、支气管动脉血流量(bronchial flow，BF)及灌注指数(perfusion index，PI)，PI＝PF/(PF＋BF)；由两名高年资放射科医师采用双盲法独立完成上述所有后处理程序，每个病灶分别测量5个灌注值计算其平均值，最终数据结果取二人平均值。

1.5 分组标准与采集时间

(1)依据2005年中华医学会临床诊疗指南制订的标准[1]评定疗效进行疗效评价：①细菌学，以连续2个月痰菌阴性且不再复阳为阴转；②影像学检查，病变范围以所有病灶相加后占有的肺野数计算。将30例患者根据病变情况分为两组，即缓解组(细菌学转阴+病灶显著吸收或吸收、空洞闭合或缩小)20例，非缓解组(细菌学未转阴+病灶不变或恶化、空洞不变或增大)10例。

(2)两组患者均行3次CT扫描。化疗前、后共行两次CT灌注扫描，初始CT扫描灌注数据与化疔后14 d第2次灌注数据相比较；第3次CT平扫为治疗后30 d左右的常规扫描，作为分组数据与初始数据比较，以此作为肿瘤分组及治疗疗效的评估。

1.6 统计学方法

使用SPSS软件17.0版进行统计学分析，所有资料结果以均值±标准差(x±s)表示，采用SPSS17.0软件对化疗后肺结核缓解组与未缓解组治疗前各灌注参数进行独立样本t检验，对化疗后肺结核缓解组、未缓解组治疗前后各灌注参数值进行配对双样本均值t检验，取双侧a＝0.05，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 化疗前后早期结核病灶大、小的变化

两组患者化疗后早期与化疗前相比.病灶大小变化均无统计学意义(t=1.082，t=-0.871；P＞0.05)(见表1)。

表1 化疗前后早期结核病灶大小比较(x±s)

2.2 化疗前后早期CT灌注参数的变化

缓解组治疗前灌注参数PF值、BF值高于非缓解组，其差异性具有统计学意义(t=6.23，t=7.61；P＜0.05)(见表2，如图1所示)。

表2 缓解组与未缓解组治疗前各灌注参数值的比较(x±s)

图1 缓解组与非缓解组肺结核病灶肺动脉的血流量(PF)箱式图

缓解组治疗后各灌注参数PF值、BF值均下降，PI值升高，其差异性具有统计学意义(t=3.43，t=6.41，t=-10.65；P＜0.05)(见表3，如图2所示)。

表3 缓解组治疗前后各灌注参数值的比较(x±s)

图2 患者治疗前CT灌注图像

非缓解组治疗后各灌注值(PF、BF值)均升高，以BF值差异性明显，PF值虽然升高，但差异性无统计学意义(t=-0.453，P＞0.05)，PI值下降(见表4，如图3所示)。

表4 未缓解组治疗前后各灌注参数值的比较(x±s)

图3 患者治疗后CT灌注图像

3 讨论

CT灌注成像可提供解剖学信息以外的功能信息，反映组织的微血管分布和血流灌注，提供组织器官血流动力学信息，在毛细血管水平上反映肿瘤组织的代谢情况，属于功能学范畴。该方法迅速、广泛应用于早期脑梗塞等疾病的功能研究以及肾脏、心肌血流的研究中，显示了其极高的临床应用价值。目前，CT灌注成像技术已用于体部如肝脏、胰腺等的检查，取得了许多有益的经验，并展示广阔的临床应用前景。20世纪90年代后，孤立性肺结节的血流动力学研究成为热点。新型容积CT的纵向覆盖范围增大，使CT灌注更能反映器官、病变灌注的全貌，直观反映病变的血流灌注特点、血管特性以及生理功能改变，故CT灌注成像可反映肿瘤微循环的定量灌注信息[2-5]。迄今，CT灌注成像主要应用于肿瘤学领域的诊断与鉴别诊断，以及肿瘤血管生成因素MVD和VEGF的相关性研究[6-7]。有关应用CT灌注成像对于肺结核的临床应用，罕有报道。缺少用CT灌注成像方法从毛细血管水平对肺结核病变血供特点的系统研究及疗效评价。

本研究基于320排CT的肺双入口灌注技术，其能定量评价肺部病灶的体循环和肺循环，是研究肺部病灶血流动力学的有力工具[8]。肺脏具有肺动脉(pulmonary artery，PA)和支气管动脉(bronchial artery，BA)两套血管系统，即肺循环和体循环，前者为肺实质提供了主要的血流量，虽然在健康人群中支气管循环仅占总血流量小部分，但其在维持气道及肺功能方面发挥着关键的作用[9]。尤其在许多肺疾病发生的病理条件下，支气管循环的可塑性更强，发挥的作用更重要，如肺癌即主要由BA供血[10-12]。因此，能够同时测量肺脏两套循环系统的CT灌注技术对于疾病的诊断和治疗均具有重要意义。肺的体循环主要来自BA，也可来自肋间、膈下动脉等，因早期研究报道对BA的研究较多，BA供血成为肺体动脉供血的代名词，CT灌注技术并不能区分血供来自体动脉的哪一支，本研究所谓BA血流即指体循环血流。

在结核病变组织中，由于免疫复合物沉积在血管内引起炎性损害，其损害尤以小动脉较为突出、广泛，且病史越长损害越严重。由于血管的损害严重影响了药物在病变组织中的浓度，降低了杀菌的效果。因此，必须提高多药耐药性肺结核的治疗效果，必须提高病灶局部药物浓度，并选择敏感抗结核药物，肺结核血供丰富的病灶药物浓度要高于血供不丰富者，相对治疗效果较为理想。有研究报道，结核球广泛强化型和周围强化型病灶抗结核疗效最佳，包膜强化型疗效次之，无强化病灶疗效较差，提示病灶的血供与疗效有直接相关[13]。

本研究CT灌注显示，化疗前的病灶CT灌注参数PF和BF值在缓解组与未缓解组之间有差别，及缓解组高于未缓解组，特别是PF值在两组之间差别更加显著，PF值较高表明肺结核病灶化疗前的高灌注状态与早期疗效有一定关系。缓解组治疗后灌注值有所减低，主要为炎症反应减少、消失或肉芽组织纤维化，血供减少，提示好转或趋于稳定。但PI值升高，说明虽然病灶血流量降低，但是仍以肺动脉供血为主，甚至肺动脉供血比例有所上升。

本研究结果表明，未缓解组PF和BF值化疗后早期数值均有变化，非缓解组病灶治疗后PF值有轻度上升，但无统计学意义；BF值上升明显且具有统计学意义，PI值下降。特别是BF值改变与疗效具有相关性，化疗后早期BF值升高者表明支气管动脉供血增多，可能是随着病灶进展，由于结核炎症病变产生的多种炎症因子特别是血管内皮生长因子，在活动性肺结核患者的血液及病变组织中都有明显表达[14-15]，刺激支气管动脉与病灶相邻肺外体循环血管增生、扩张和通透性增加，而体循环的压力明显大于肺循环，因此相对造成结核球中支气管动脉供血增加，此类患者用药效果往往不好。

CT灌注参数的变化可作为早期判断肺结核化疗疗效的评价参考指标，为肺结核早期疗效观察提供一种新的方法和思路。相关研究尚待进行大样本病例及长期疗效对照观察。

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Research on the 320 detector CT double-input perfusion imaging in estimate of theefficiency of chemotherapy for tuberculosis

LI Li-jia, AO Guo-kun, YUAN Shu-hui, et al

China Medical Equipment,2014,11(4):26-29.

Objective: To explore the use of double- entry 320 -slice CT perfusion imaging techniques to assess the effect of tuberculosis perfusion parameters to predict short-term effect of tuberculosis chemotherapy. Methods: Divided 30 cases of tuberculosis into three groups. Compare the two results of one week pre chemotherapy and post chemotherapy with 30d CT scan, divided into clinical remission group and non-remission group according to the standard of evaluating the effect. One week before chemotherapy and after chemotherapy 14d twice CT perfusion scan, comparing with pre and post chemotherapy relationship changes of early CT perfusion parameters. Results: In 30 patients there were 20 cases of remission and 10 cases of non-remission. In 30 patients, compared early lesion size pre chemotherapy and post chemotherapy, there were no significant changes: chemotherapy before and after chemotherapy early CT perfusion parameters in both groups were changed. PF and BF of TB treatment before remission group was higher than the non-remission group before treatment, BF14.06 ± 4.09, the difference was statistically significant (t=6.23,7.61, P=0.001), remission group tuberculosis perfusion values before and after treatment there was a significant difference in perfusion values decline, and no relief after perfusion values tuberculosis treatment group increased BF values before treatment after treatment rose to 36.68 ± 4.41, the difference was statistically significant. PF value is slightly elevated. It is no significant difference. Conclusion: It was valuable that 320 double row of perfusion technique for assessing early entrance efficacy of tuberculosis chemotherapy after a certain. Changes in pulmonary perfusion after treatment with short-term effect related, BF increased indicated that the tuberculose focus has progressed and a poor prognosis.

Tomography, X-ray computed; Perfusion; Tuberculosis; Pulmonary; Pulmonary circulation; Chemotherapy; Efficacy evaluation

1672-8270(2014)04-0026-04

R814.42

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.04.008

李利佳,男,(1980- ),硕士研究生，主治医师。解放军医学院，解放军第309医院放射科，从事CT、MRI影像诊断工作。

2014-01-17

北京市科技计划项目(Z131107002213076)“肺结节双重供血CT灌注及鉴别诊断”

①解放军医学院 北京 100853

②解放军第309医院放射科 北京 100091

③解放军总后勤部机关第一门诊部 北京 100842

*通讯作者: aogk309@aliyun.com