宫颈鳞癌容积CT灌注参数的测量稳定性和影响因素

董瑞彤，董越，罗娅红，胡启云，王菲菲，于韬

中国医科大学肿瘤医院医学影像科，辽宁沈阳 110042； *通讯作者 董越 dyy1026@sina.com

宫颈癌是中国女性最常见的生殖系统恶性肿瘤，其发病率逐年上升[1]。MRI是评价宫颈癌疗效最重要的影像学方法，但仍然有少部分患者由于特殊原因不能接受MRI检查，需要一种可替代的用于治疗前评估的影像学方法。CT灌注成像是一种功能性成像技术，可以评价活体组织的血流动力学状态，特别是320排螺旋CT的临床应用，使容积扫描达到16 cm的超宽覆盖范围，能够完成全器官容积扫描[2-4]，使容积CT灌注成为可能。于梅艳等[5]研究发现，应用320排螺旋CT进行全子宫容积灌注成像评价宫颈癌具有可行性，但存在辐射剂量过高的问题。本研究设计了低剂量容积扫描方案结合迭代重建技术，对不能行MRI检查的宫颈鳞癌患者进行检查，探讨宫颈鳞癌容积CT灌注参数的测量稳定性和影响因素，为其临床广泛应用提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究为前瞻性研究。对2016年9月－2017年3月在辽宁省肿瘤医院就诊的宫颈鳞癌患者行CT灌注扫描。共纳入43例患者，其中21例已绝经，22例未绝经；年龄26～69岁，平均（51.3±10.5）岁；体重指数（BMI）17.8～29.1 kg/m2，平均（23.6±3.2）kg/m2。国际妇产科联盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，FIGO）分期：I期19例，II期13例，III期11例。病理：高分化6例，中分化23例，低分化14例。纳入标准：①病理活检证实为宫颈鳞癌；②未经任何治疗；③无使用碘对比剂的禁忌证；④不能接受MRI检查。排除标准：①肿瘤体积太小无法进行数据测量；②严重甲亢或心、肾功能不全患者。本研究通过辽宁省肿瘤医院伦理委员会批准（批准文号：201402020）。

1.2 仪器与方法 采用Toshiba Aquillion one 640层CT扫描仪，检查前1 h饮500 ml清水充盈消化道及膀胱。患者行仰卧位盆腔平扫定位，扫描参数：管电压100 kV，管电流25 mAs，层厚5 mm，层间距5 mm；然后行耻骨联合下缘向上至整个子宫灌注扫描，扫描参数：管电压100 kV，管电流30 mAs，重建层厚0.5 mm，范围16 cm。应用高压注射器经肘前静脉注入非离子型碘对比剂碘海醇（350 mgI/ml）40 ml，流速5 ml/s，随后以相同流速注射生理盐水35 ml。在注射对比剂5 s后开始行CT灌注首次扫描，其后5 s每间隔2 s扫描1次，共10次；其后每间隔3 s扫描1次，共6次，再隔5 s扫描最后一次（图1A）。

1.3 图像分析 图像传入工作站后选择体部容积灌注软件中的单血供最大斜率法进行后处理，选择病灶最大层面的髂外动脉和正常宫体组织设定感兴趣区（ROI），形成两者的时间-密度曲线（time-density curve，TDC），将时相调至髂外动脉TDC的达峰时间（time to peak，TTP）后，通过计算形成CT图、动脉血流量（artery flow，AF）、血容量（blood volume，BV）和表面渗透性（permeability surface，PS）灌注伪彩图。其中AF为单位时间内流经定量组织的血容量，BV为一定量组织血管结构内的血容量，PS为血液由毛细血管向组织间隙渗透的速度。在轴位AF伪彩图上进行测量，ROI选择在宫颈鳞癌和宫体灌注最明显的部位（颜色最红），ROI面积15～25 mm2，注意避开血管、肿瘤坏死区及肿瘤边缘部分，连续3层测量，取均值作为宫颈鳞癌和正常宫体的AF值；同时在BV、PS灌注伪彩图的相应ROI上求得BV、PS值；在双侧髂外动脉、臀大肌及臀部脂肪层组织密度均匀的部位选择ROI测得髂外动脉AF值，臀大肌CT值、AF值，臀部脂肪层CT值，以双侧均值作为结果（髂外动脉的ROI面积在25 mm2左右，臀大肌、臀部脂肪层的ROI面积为400～500 mm2）（图1B）。分别由2名经验丰富的主任医师进行图像后处理，对两者的测量结果进行一致性检验。

图1 A宫颈鳞癌容积CT灌注扫描时间；B宫颈鳞癌、双侧髂外动脉及双侧臀大肌ROI的选择

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，计量资料以±s表示，首先采用Kolmogorov-Smimov检验行正态性分析，采用Levene检验进行方差齐性检验。应用组内相关系数（interclass correlation coefficient，ICC）评价2名医师间测量结果的一致性，ICC＞0.75表示一致性好。取高年资医师的测量结果进行后续统计学分析，宫颈鳞癌与子宫体各参数值的差异、绝经与未绝经患者各参数值的差异比较采用独立样本t检验；不同FIGO分期、不同病理分级的宫颈鳞癌各参数值比较采用秩和检验。宫颈鳞癌灌注参数与相关因素的相关性分析采用Pearson或Spearman检验。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 容积CT灌注成像的成功率及辐射剂量 43例患者均顺利完成扫描，图像质量较好，无明显运动伪影和错层伪影，可以清楚地观察到子宫及宫颈区癌灶，检查成功率为100%。灌注扫描的辐射剂量为8.3 mSv。

2.2 宫颈鳞癌在CT灌注图上的影像学表现 宫颈鳞癌CT表现为宫颈增粗、增大，形态略不规则，病灶呈结节或肿块样强化，部分较大病灶中可见无明显强化的低密度坏死区，宫颈周围可见结节、小索条（图2A）。根据灌注量从高到低的顺序，灌注伪彩图由红、黄、绿、蓝4种颜色构成，其中红色区域代表高灌注，蓝色区域代表低灌注。轴位、矢状位及冠状位的灌注伪彩图上宫颈鳞癌均表现为较周围正常宫颈和宫体组织呈明显红色的高灌注区（图2B、C）。

图2 女，51岁，IIIB期宫颈鳞癌。A为CT灌注横轴面影像，宫颈癌灶表现为均匀强化肿块，边缘毛糙（箭）；B、C分别为横轴面、矢状面AF伪彩图，宫颈鳞癌血流丰富，在AF伪彩图上表现为明显的红色（箭）

2.3 2名医师间各灌注参数值测量的一致性 2名医师间各参数测量结果一致性均较好。宫颈鳞癌AF值、BV值、PS值、正常宫体AF值、BV值、PS值、髂外动脉AF值、臀大肌CT值、臀大肌AF值和臀部脂肪层CT值间的ICC为0.759～0.988（表1）。

表1 2名医师对43例宫颈鳞癌患者CT灌注参数值测量结果的一致性分析（±s）

表1 2名医师对43例宫颈鳞癌患者CT灌注参数值测量结果的一致性分析（±s）

注：ICC：组内相关系数；AF：血流量；BV：血容量；PS：表面渗透性

宫颈鳞癌AF值[ml/（min·100 g）]179.4±51.8 181.7±53.1 ＞0.05 0.976 0.956～0.987宫颈鳞癌PS值[ml/（min·100 g）] 29.9±14.1 30.0±15.3 ＞0.05 0.783 0.633～0.876正常宫体BV值（ml/100 g） 32.6±14.7 34.1±13.3 ＞0.05 0.863 0.761～0.923髂外动脉AF值[ml/（min·100 g）] 952.8±126.1 956.8±118.4 ＞0.05 0.932 0.879～0.963臀大肌AF值[ml/（min·100 g）] 45.7±10.3 45.3±10.6 ＞0.05 0.897 0.818～0.943

2.4 宫颈鳞癌与正常宫体组织灌注参数的影响因素宫颈鳞癌比正常宫体血供丰富，宫颈癌鳞AF值高于正常宫体的AF值，差异有统计学意义（P＜0.05）；宫颈癌鳞BV值、PS值与正常宫体比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见图3。

绝经患者宫颈鳞癌AF值、PS值分别为（156.9±45.6）ml/（min·100 g）、（23.5±6.9）ml/（min·100 g），正常宫体AF值、BV值、PS值分别为（127.8±48.7）ml/（min·100 g）、（27.1±9.6）ml/100 g、（23.5±10.0）ml/（min·100 g），均低于未绝经患者的宫颈鳞癌AF值、PS值[分别为（200.9±49.0）ml/（min·100 g）、（36.0±16.5）ml/（min·100 g）]和正常宫体AF值、BV值、PS值[分别为（173.5±37.5）ml/（min·100 g）、（38.0±16.9）ml/100 g、（40.1±15.5）ml/（min·100 g）]，差异均有统计学意义（P＜0.05）；绝经和未绝经患者的宫颈鳞癌BV值分别为（28.2±11.1）ml/100 g和（31.0±13.4）ml/100 g，差异无统计学意义（P＞0.05），见图 4。不同FIGO分期和病理分级的宫颈鳞癌AF值、BV值、PS值组间差异均无统计学意义（P＞0.05），见表2。

图3 宫颈鳞癌与正常宫体AF值（A）、BV值（B）、PS值（C）比较

图4 不同月经状态患者宫颈鳞癌及正常宫体AF值（A）、BV值（B）和PS值（C）比较

表2 不同FIGO分期和病理分级宫颈鳞癌各灌注参数的比较（±s）

表2 不同FIGO分期和病理分级宫颈鳞癌各灌注参数的比较（±s）

注：秩和检验：P＞0.05

分组例数AF值[ml/（min·100 g）]BV值（ml/100g）PS值[ml/（min·100 g）]FOGO分期I期19 176.9±61.0 30.7±15.0 34.0±18.0 II期13 189.5±39.9 27.5±8.0 24.4±10.2 III期11 171.8±49.7 30.4±12.1 29.4±7.4病理分级高分化6 194.1±77.5 29.8±13.0 23.4±9.2中分化23 181.4±46.9 29.0±11.7 32.2±15.4低分化14 170.0±49.5 30.6±13.8 29.1±13.4

宫颈鳞癌AF值、PS值及正常宫体组织AF值、BV值、PS值与患者年龄呈负相关（r=-0.450、-0.546、-0.439、-0.424、-0.550，P＜0.05）。宫颈鳞癌BV值与患者年龄无相关性。宫颈鳞癌AF与正常宫体AF值呈正相关（r=0.520，P＜0.05）。宫颈鳞癌各灌注参数与患者BMI、髂外动脉AF值、FIGO分期和病理分级均无相关性（P＞0.05）。

3 讨论

本研究利用640层CT扫描仪对不能行MRI检查的宫颈鳞癌患者进行全子宫容积CT灌注扫描，检查过程操作简单，检查成功率高；CT灌注扫描范围达16 cm，克服了检查范围的限制；消除了错层伪影和运动伪影的影响，显著提高了图像质量；使用了全新的三维自适应迭代剂量降低技术，扫描的辐射剂量为8.3 mSv，低于于梅艳等[5]报道的宫颈癌容积CT灌注的扫描辐射剂量（10.3 mSv）和常规宫颈部位三期增强CT扫描的辐射剂量。

本研究中各灌注参数和CT值的测量均具有很好的一致性，各参数间的ICC为0.759～0.988，说明CT灌注图像参数测量具有很高的稳定性。由此可见容积CT灌注成像是一种重复性好的扫描方式[6]，并能获得稳定性很好的灌注参数，通过三维容积显像和功能性显像，弥补了常规CT解剖信息的不足。

在容积CT灌注AF伪彩图上，宫颈鳞癌表现为较周围正常宫体和阴道组织呈明显红色的高灌注区，较常规增强CT图像能够清楚地显示癌灶轮廓，与既往相关研究结果一致[5,7]，表明宫颈鳞癌的血供较周围正常组织血供丰富。宫颈鳞癌与正常宫体AF值间的显著差异同样提示宫颈鳞癌的血流增快，即使与血流较快的正常宫体相比，亦有明显差别，有助于对宫颈病变区和正常宫体的区分。另外，可能因为癌灶区微血管通透性增高致局部血容量减少，而使宫颈鳞癌与正常宫体BV值、PS值无明显差异。

本研究显示除宫颈鳞癌BV值与患者年龄无相关性外，其余宫颈鳞癌与正常宫体组织各参数值均与患者年龄呈负相关，且宫颈鳞癌与正常宫体AF值间呈正相关；除宫颈鳞癌BV值外，宫颈鳞癌及正常宫体各参数值在未绝经患者均高于绝经患者，说明随着年龄的增长，子宫血供缓慢减少，绝经患者宫颈鳞癌及正常宫体血供较未绝经患者的血供也呈减少趋势；因此在对宫颈癌进行灌注研究中应考虑年龄和绝经因素。既往研究[8-13]表明，对血供丰富的宫颈癌患者行放疗和化疗效果显著，故对部分年轻、未绝经的宫颈鳞癌患者行放疗和化疗，可能会取得较理想的效果。

宫颈鳞癌各灌注参数值与患者BMI及髂外动脉AF值间未发现相关性，说明患者体型和心搏出量对灌注成像测得宫颈鳞癌的血流速度无影响。本研究结果显示宫颈鳞癌各灌注参数在不同FIGO分期和病理分级间无差异，也与FIGO分期和病理分级无相关性，与既往部分相关研究结果[14-16]不同，这可能与使用的扫描方式、灌注算法、分析的指标及纳入的病例结构不同等因素有关，有待深入研究。

本研究由于纳入病例数有限，并且考虑到宫颈腺癌血供与鳞癌有一定的差异，在研究中未纳入宫颈腺癌的病例，故今后需要扩大样本量进一步研究。本研究采用低剂量扫描技术结合迭代重建算法，已经将剂量降低到与常规腹部增强CT相近的水平，但仍需深入探讨如何在保证图像质量的前提下有效控制辐射剂量。此外，CT灌注研究主要用于肿瘤放化疗疗效的监测，因此涉及灌注参数在术前评估、预测疗效方面的作用需深入研究。

宫颈鳞癌容积CT灌注成像参数有很好的测量稳定性；宫颈鳞癌及正常宫体血供与患者年龄、是否绝经等关系密切；容积CT灌注成像在宫颈癌评估中具有可行性，对于部分不能行MRI检查的患者，该方法作为一种可替代的影像学方法，有一定的临床应用价值。

志谢：感谢佳能医疗系统（中国）有限公司的文静工程师为本研究提供的帮助。