胰腺癌微循环CT灌注成像分析

陕西省人民医院CT室(西安 710068)

陈小龙 寇明清 冯永恒△ 黄明刚 杨 晓 刘 军 高 芳 徐大萌

胰腺癌微循环CT灌注成像分析

陕西省人民医院CT室(西安 710068)

陈小龙 寇明清 冯永恒△黄明刚 杨 晓 刘 军 高 芳 徐大萌

目的：通过CT灌注成像对比分析胰腺癌及正常胰腺微循环的差异，旨在评价灌注成像诊断胰腺癌的价值。方法：利用320排动态容积CT对46例研究对象进行灌注成像，其中对照组(非胰腺疾病的患者20例及志愿者6例)26例，试验组20例，灌注分析利用最大斜率法。分别测量胰腺癌组织、正常胰腺组织的时间-密度曲线(TDC)、血流灌注图、组织血流量(AF)，并记录每位研究对象计算机自动生成的剂量长度乘积(DLP.e)。结果：胰腺癌组织AF值(44.65±18.70)ml/(min·100ml)、正常胰腺组织(139.23±17.77)ml/(min·100 ml)、残留正常胰腺组织(156.76±33.39)ml/(min·100 ml)三组比较差异有统计学意义；胰腺癌组织的AF值低于对照组及残留正常胰腺组织，比较有统计学意义，而对照组与残留正常胰腺组织AF值差异无统计学意义；灌注扫描过程中研究对象所接受的X线剂量为15.48 mSv。结论：320排动态容积CT灌注成像辐射剂量低，可反映胰腺癌的血流灌注特征，具有重要的临床参考价值。

胰腺癌(Pancreatic cancer)恶性程度高，起病隐匿，手术切除率低，预后很差，因此早期诊断、准确分期和手术可切除评估已成为胰腺癌影像诊断的主要目的。微血管的生成是肿瘤发生、发展和转移的基础，CT灌注成像在活体内可间接、无创地反映瘤体血管生成情况，从而明确其生物学特性，有助于胰腺癌的早期诊断及鉴别诊断。本研究应用320排动态容积CT对20例胰腺癌组织进行全器官灌注成像，并与正常胰腺灌注进行对比研究，旨在为临床应用提供依据。

资料与方法

1 一般资料 2013年01月至2014年10月行上腹部灌注及增强的患者及健康志愿者46例作为研究对象，其中对照组26例，包含非胰腺疾病患者20例及健康志愿者6例，其中男性19例，女性7例，年龄23～76岁。试验组20例，其中男性8例，女性12例，年龄55～85岁。所有病例经手术病理或临床证实，其中胰头癌15 例，头颈部癌1例，体、胰尾癌4例。每次灌注扫描后等待约15min，行常规上腹部三期强化扫描。本研究经医院伦理委员会批准，知情同意。

2 仪器与方法 检查前4h禁食，检查前于右侧前臂留置浅静脉留置针(飞玛，20GA×1.16IN，Y型鲁尔接头自带肝素帽及端帽)。取仰卧位，并用腹带捆绑病人腹部，以减少腹部运动。采用德国生产的Ulrich Missouri(XD2001)全自动双筒高压注射器，以6～8ml/s的速度依次高压团注碘普罗胺(370mg×100ml)30～40ml及生理盐水20ml。应用东芝320排容积CT实施胰腺全器官灌注扫描。扫描参数：管电压100kV，管电流100mA，旋转时间0.5s，整个灌注扫描时间共48s或53s，图像重建层厚0.5mm，层间距0.5mm，扫描范围为160mm，共获得19个容积数据包，6080幅灌注图像。

3 图像处理 使用东芝320排CT工作站处理灌注数据，获得组织时间-密度曲线(TDC)、血流灌注图及组织血流量(Artery blood flow，AF)。使用软件Body Registration配对时，选择腹主动脉强化开始下降前一期中靶器官最大层面为目标时相(Target phase)，进行空间配对，以减少呼吸运动造成的位移[1]。对照组胰腺采集胰头、胰体、胰尾部三个部位的AF值，每个部位取三个感兴趣区(ROI)，取三者的均值作为此研究对象最终的AF值。试验组ROI设置在胰腺癌病变最大层面及残留正常胰腺区域，每个区域测量三次，取均值作为癌组织及残留正常胰腺组织最终的AF值，注意避开坏死、邻近血管、胰管和胰腺边缘。计算每位研究对象所接受的有效放射剂量(Effective dose)，按照计算机自动生成的剂量长度乘积(Dose-length product，DLP.e)乘以系数(k = 0.015)进行计算。

结 果

1 TDC分析 胰腺癌组织TDC呈平坦型，无明显灌注峰；正常组及试验组残留正常胰腺组织TDC均呈速升速降，上升斜率较大，峰值较高；癌组织与正常组织TDC有明显差别，正常组与试验组残留正常胰腺组织TDC一致。

2 不同组之间AF值的比较 结果见附表。三组之间AF值不全相等，两两比较胰腺癌组分别与对照组及自身残留正常胰腺组织间有统计学意义(P<0.05)，而对照组与自身残留正常胰腺组织无统计学意义(P>0.05)。

附表 胰腺癌组织、对照组及自身残留正常胰腺组织AF值比较 ml/(min·100ml)

注：*△、*▲之间比较P<0.001；△▲之间比较P>0.05

3 X线剂量 本研究灌注扫描过程中计算机自动生成的DPL.e是1031.7mGy·cm，所以每位研究对象所接受的X线剂量为15.48mSv。

讨 论

随着计算机科学及新技术的发展，影像学已经从单纯的形态学诊断向功能、代谢以及更高层次的分子影像学发展，而功能成像中以灌注成像最为显著[2]。CT灌注成像技术在胰腺癌诊断中的应用日趋增多，但由于既往CT探测器宽度不够、单次扫描仅能覆盖几厘米的范围，无法完成整个胰腺全器官的灌注成像。另外，扫描过程中的呼吸运动，扫描时间及所接受的射线剂量等问题也限制了胰腺灌注的应用。320排动态容积CT一次扫描宽度达到160mm，同时可获得320层0.5mm层厚的完全同期的CT图像，完成整个器官扫描最短仅需0.35s[3]。但本机型上市较短，用其对胰腺癌的灌注分析研究还比较少，因此本研究应用此设备成像及分析，旨在探讨胰腺癌的微循环改变。

本设备采用最大斜率法对灌注数据进行分析，和去卷积法比较，该方法对图像噪声比不敏感，在保证能完成较为精确的对位的基础上，可以不进行过多期相的扫描，大大降低了X线的剂量。然而这种分析方法对对比剂注射速度要求较高，根据BMI值大小，设定6～8ml/s的速度，并在5s内注射完对比剂，所以在操作过程中应避免高速注射对比剂外渗及血管爆裂的情况发生。本研究过程中，所有研究对象均能够耐受检查。本研究灌注扫描平均X线剂量为15.48mSv，与马晓璇等[4]研究的X线剂量14mSv接近，并且研究灌注及平扫总的剂量(21.5～23.9mSv)与腹部三期强化剂量(24.7～33.0 mSv)接近或者更低。笔者统计14例平扫加增强扫描的患者及13例平扫加灌注扫描的患者所接受的剂量分别为(19.46±4.68 )及(21.09±0.91)mSv，经t检查，无统计学意义。有报道[5-6]用螺旋扫描行上腹部CT灌注检查时的辐射剂量是30.7及23.0mSv，因此，本研究采用的容积扫描，即便与常规腹部增强扫描相比，患者所接受的X线剂量并未增加，甚至减少，实现了低剂量扫描。

目前，此设备评价组织血液微循环仅有一个指标，即AF值，但AF值是最重要的评价微循环变化的指标之一，AF值指单位时间内流经一定量的组织、血管结构的血容量，相当于传统意义上的血流灌注量，主要依据靶组织内造影剂TDC进行分析，反映靶组织的血流灌注特征，进而反映组织的微血管密度。本灌注软件显示AF值的单位是ml/(min·ml)，而其它公司具有相似功能的灌注参数血流量(Blood flow，BF)的单位是ml/(min·g)[7]，两者之间的换算关系尚需进一步研究。

TDC反映对比剂在该器官中浓度的变化，从而间接反映了组织器官灌注量的变化。其上升斜率代表毛细血管内的血流速度，峰值表示毛细血管床的血容量，下降斜率表示血管内外对比剂的廓清速率。本研究显示，胰腺癌组织与正常对照组TDC明显不同。正常胰腺组TDC呈速升速降型，上升斜率较大，峰值较高，而胰腺癌TDC 呈平坦型，未见明显的峰值，并且癌组织的AF值低于正常胰腺组织及癌旁残留正常胰腺组织，与文献[8-10]报道一致。本研究显示正常胰腺组织和癌旁残留正常胰腺组织AF值无统计学意义(P>0.05)，因此提示癌组织与其残留正常胰腺组织比较可以避免个体差异的影响，可更好的显示二者间的血流灌注差异。而于兴旭研究[11]胰腺癌组织的平均微血管密度及血管内皮细胞生长因子表达水平均明显高于癌旁正常胰腺组织(无肿瘤浸润的组织)，因此认为肿瘤组织的灌注值与肿瘤内微血管的改变并不成正比。分析胰腺癌的灌注值取决于瘤体内肿瘤实质、纤维间质、残存胰腺组织和坏死组织的微血管总和，而病理上肿瘤实质细胞散在分布于纤维间质和正常胰腺组织中，虽然肿瘤组织占有微血管的比例较正常组织高，但当肿瘤内混有大量少血供的纤维组织间隔时，肿瘤内微血管的绝对数量较正常胰腺相应的降低；另一方面肿瘤组织引起局部组织纤维化，小动脉内膜增生，导致血管硬化，加上肿瘤对血管的直接侵犯，引起血流减少，肿瘤坏死等因素，均可导致与正常胰腺相比癌组织AF值相对较低。

目前，东芝灌注软件仅能提供单一的AF值，因此无法对血容量(BV)等其它灌注参数分析，也不能与其它公司的数据进行直接比较。本研究要求对比剂注射速率快，没有考虑癌旁残留正常胰腺组织所取ROI距离肿瘤的距离等都是本研究的不足之处；另外不同设备及灌注方法导致灌注参数差异很大，也阻碍了灌注成像的多中心标准化研究。这些都是今后进一步改进及研究发展的方向。

总之，320排动态容积CT能够实现低剂量全胰腺灌注成像，并且能够准确反映胰腺癌组织的血流动力学信息，为胰腺癌的诊断及鉴别诊断提供重要依据，因此预测其能够为早期诊断提供有价值的信息，是常规CT增强扫描有益的补充手段。

[1] 马晓璇，时惠平，于梅艳，等.640层容积CT低剂量胰腺全器官灌注成像技术探讨[J].中华临床医师杂志，2012，6(4):1033-1036.

[2] Tsushima Y，Miyazaki M，Taketomi-Takahashi A，etal. Feasibility of measuring human pancreatic perfusion in vivo using imaging techniques[J]. Pancreas，2011，40(5): 747-752.

[3] 王琳琳，董振东.开启动态容积时代:Aquilion one 320排CT[J].医疗卫生装备，2010，31(1):13-16.

[4] 马晓璇，时惠平，郭 薇，等.全器官CT灌注成像评价胰腺癌微循环的价值[J].中国医学影像学杂志，2013，21(6):439-442.

[5] Goetti R，Leschka S，Desbiolles L，etal. Quantitative computed tomography liver perfusion imaging using dynamic spiral scanning with variable pitch: feasibility and initial results in patients withanceretastases[J]. InvestRadiol，2010，45(7): 419-426.

[6] Goshima S，Kanematsu M，Nishibori H，etal. CT of the pancreas: Comparison of anatomic structure depiction，image quality，and radiation exposure between 320-detector volumetric images and 64-detector helical images[J]. Radiology，2011，260(1): 139-147.

[7] 吕海波，周翔平，陈卫霞.在体测量急性胰腺炎的血流灌注特点[J].实用放射学杂志，2008，24(1):43-47.

[8] 徐 青，唐金华，徐化凤.CT灌注成像辅助诊断胰腺癌[J].医学影像学杂志，2011，21(9): 1362-1365.

[9] 米 华，王 冶.多排螺旋CT 灌注成像对胰腺疾病的诊断价值[J].临床放射学杂志，2011，30(7): 998-1001.

[10] 张 鹏，陈克敏.胰腺癌多层螺旋CT灌注成像的临床应用研究[J].重庆医学，2013，42(27): 3289-3291.

[11] 于兴旭，陈伏萍，王志铭，等.胰腺癌CT灌注成像与肿瘤血管生成的研究[J].中国临床医学影像杂志，2009，20(12):907-910.

(收稿：2015-05-12)

胰腺肿瘤/诊断 微循环 体层摄影术，X线计算机 灌注成像

R445.3

A

10.3969/j.issn.1000-7377.2015.11.013

△通讯作者：武警陕西总队医院CT室