CT灌注成像对微小肝转移癌的诊断价值

丛也彤,亓 波

(吉化集团公司总医院 CT科,吉林 吉林 132021)

CT灌注成像对微小肝转移癌的诊断价值

丛也彤,亓 波

(吉化集团公司总医院 CT科,吉林 吉林 132021)

隐匿性或早期、微小肝转移瘤因转移灶太小而不易被常规CT、MRI或手术观察发现。CT灌注成像(CTPI)作为功能成像的一种,是基于核医学计算器官血流量的原理而发展起来的一种新兴技术。它在评价肝脏占位性病变时,除了能显示解剖形态学改变,还能了解血供情况、血流动力学状态等反映功能、代谢变化的信息。在肝脏占位性病变的诊断、治疗和预后判定上具有良好的临床应用前景。本文主要收集了肝转移瘤患者22例,共34个病灶,对其灌注图像及灌注参数进行分析和评价。

1 材料与方法

1.1 临床资料 收集我院2005年10月-2007年12月接受CT灌注成像检查肝脏转移瘤患者22例,共34个病灶,男12例,女10例,年龄 32-75岁,平均62岁。

1.2 实验方法 采用64排多层螺旋CT机行CT灌注扫描。要求患者检查前禁食至少12小时。先行常规CT平扫,确定肿瘤中心层面,进行固定层面动态扫描,层厚5 mm/4i,层间隔0 mm,电压120 KV,电流150 mA。采用高压注射器经右肘静脉快速团注法注入对比剂(碘必乐370)50ml,流率3.5-4.0 ml/s,延迟时间为5s,扫描总时间为45 s。受检者于扫描过程中应以胸式呼吸为主,且呼吸应保持平稳,尽量减少腹部运动。

1.3 数据处理及分析 采用随机功能软件分析图像。挑选截面比较大、门静脉主干或分支清晰、图像质量好的一组进行分析,选定腹主动脉为输入动脉,下腔静脉为输出静脉,通过计算机处理获得时间-密度曲线(time density curve,TDC),再利用曲线所提供的数据计算灌注指标。感兴趣区选择:ROI分别放于病灶中心(A)、病灶边缘(B)、病灶周围1 cm处(C)和正常肝脏(D)。ROI应尽可能大,但不能到达脏器边缘,肝实质部分应避开大血管及其分支,选择病变时应避免包含肿瘤血管、坏死区及动静脉瘘。灌注参数:BF(hepatic blood flow)血流量为单位时间内流经定量组织的血流量;BV(blood volume)血容量指在一定量组织血管结构内的血容量;MTT(mean transit time)平均通过时间是血流从动脉流入到静脉流出的时间;PS(permeability surface area fraction)毛细血管表面渗透性为单位时间内对比剂经由毛细血管内皮进入细胞间隙的单位传输速度;HAI(hepatic arterial perfusion index)肝动脉灌注指数即肝动脉灌注占总灌注量的比例。统计学处理:采用方差分析及配对分析,P＜0.05为有统计学意义。

2 结果

肝转移瘤病灶中心、边缘及其正常肝组织各灌注参数特征:肝转移瘤病灶中心 BF、BV、PS、HAI较病灶边缘低,MTT较边缘短,A、B点间差异具有统计学意义(P＜0.05),如表1所示。

3 讨论

3.1 CT灌注成像原理及其计算方法

肝脏灌注扫描的目的在于了解对比剂在脏器及肿瘤内的分布情况及肿瘤的血管特点。其理论基础是核医学的放射性示踪剂稀释原理及中心容积定律(central volume principle)即BV=BF×MTT,原因是对比剂与放射性示踪剂在体内的药代动力学相似[1]。

CT灌注扫描获得组织器官及病变的时间密度曲线(TDC),依据不同的数学模型计算出血流量(BF)、血容量(BV)、对比剂平均通过时间(MTT)、肝动脉灌注指数(HAI)及表面通透性(PS)等参数值,并可通过色阶赋值形成灌注影像,从而更加全面、直观地了解脏器及病变的血流灌注特点及血管特性。

计算应用的模型主要包括非去卷积(non-deconvolution)模型和去卷积(deconvolution)模型。非去卷积模型主要根据Fick原理,认为组织中对比剂蓄积的速度等于动脉流入速度减去静脉流出速度,因此在某一段时间内组织器官中对比剂的含量等于在该段时间内动脉流入量减去静脉流出量[2]。非去卷积模型的优点在于简单、便于理解,但由于利用此模型的进一步计算常需进行各种与实际情况不完全相符的假设,而造成BF值偏低或偏高的情况[3],去卷积模型概念复杂,根据实际情况综合考虑了流入动脉和流出静脉的血液进行数学计算处理,主要反映的是注射对比剂后组织器官中存留的对比剂随时间的变化量,因此比较真实地反映组织器官的内部血流动力学情况。此种模型计算偏差小,但对噪声很敏感,目前已被广泛应用。

3.2 CT灌注成像在肝转移瘤中的研究

CT灌注成像可以显示血流动力学的异常改变,如HPI、PS增高,提示肝内微小转移瘤的可能,十分有助于肿瘤的诊断、鉴别诊断、恶性肿瘤的分期及预后判定。肿瘤新生血管是肿瘤生长和发展过程中极为重要的因素,同时也是肿瘤侵袭和转移的重要条件。免疫组化测定已证实肿瘤内微血管密度(MVD)计数可以反映肿瘤新生血管的生成情况,并与肿瘤的恶性特点密切相关。但此种方法较为烦琐、所需时间较长,与肿瘤取材的准确性密切相关,且无法对肿瘤血管生成活性进行功能评价。而CTP不仅可较精确计算出反映病灶供血情况的相关参数,而且还可在毛细血管水平上反映组织血流动力学的改变,敏感的探测到微小病灶的存在。肿瘤灌注成像在临床上已有初步应用,如有学者对原发性肝癌、肝转移瘤、肺癌、淋巴瘤、骨骼软组织肿瘤进行了灌注研究[4],并认为灌注成像对肿瘤的术前评价及疗效评价是有意义的。

肝转移瘤的不同之处在于病灶边缘部位的BF、BV、PS、HAI较肿瘤中心更高,说明瘤体边缘新生血管较中心部位明显增多,Kan等[5]的研究曾经证明了这一点。Sahani[6]的研究也表明转移瘤边缘部分肝动脉灌注较中心高,而其邻近肝组织肝动脉灌注较低。如果邻近肝组织肝动脉灌注升高,则提示邻近肝组织可能已发生恶变,本研究中肝转移瘤组34个病灶中周围1cm肝组织(C点)PS、HAI值明显升高。Diagnostic等[7]在进行肝脏灌注时还发现,不仅转移灶灌注异常,而且肝内“貌似正常”的肝组织灌注也出现异常,这种现象提示可能有散在的微小转移灶的存在。本文肝转移瘤组34个病灶中32个病灶其周围1cm肝组织(C点)PS、HAI值明显升高;肝转移瘤组2个病例正常肝组织(D点)在常规平扫CT图像上显示为正常,但PS及HAI值已有明显升高。

3.3 肝脏肿瘤CT灌注不足CT灌注成像的局限性主要表现

在单层面扫描不利于显示器官或病变的全貌,且易漏诊,在某种程度上限制了其临床应用;因病人移动或呼吸运动的影响,易产生图像漂移伪影,导致测量结果不准确甚至检查失败;因需屏气扫描,对年老体弱及不合作病人的检查往往受到限制;在检查过程中,扫描局部接受的放射线剂量较高;灌注指标的测量受多种因素影响,如对比剂浓度,注射速率,ROI的选择等[8]。

总之,CT灌注成像作为功能成像的一种,可以很好的显示病变的血流动力学改变,反映病灶内部的血流灌注特点,能够较早的发现恶性肿瘤的微小转移灶,提高肝转移瘤的早期诊断率。

[1]Shi GF,Wang SJ,Wang Q,et al.Effect of perfusion CT scan on hepatic hemodynamic changes in rats with liver micrometastases[J].Ai Zheng,2006,25(7):849.

[2]Leveson SH,Wiggins PA,Giles GR,et al.Deranged liver blood flow patterns in the detection of livermetastases[J].Br JSurg,1985,72(2):128.

[3]Guan S,Zhao WD,Zhou KR,et al.CT perfusion at early stage of hepatic diffuse disease[J].World J Gastroenterol,2005,11(22):3465.

[4]Cao J,Yang A,Long XY,et al.CT hepatic volume measurement combined with CT perfusion imaging in evaluating the hepatic functional reserve[J].Zhong Nan Da Xue Xue Bao Yi Xue Ban,2007,32(3):422.

[5]Z Kan,S Kobayashi,S Phongkitkarun,et al.Functional CT Quantification of Tumor Perfusion after Transhepatic Arterial Embolization in a Rat Model[J].Radiology,2005,237(1):144.

[6]DV Sahani,SP Kalva,LM,Hamberg,et al.Assessing TumorPerfusion and Treatment Response in Rectal Cancerwith Multisection CT:Initial Observations[J].Radiology,2005,234(3):785.

[7]CM Yuan,WJ Chen,L Zhen,et al.Diagnostic values of CT perfusion imaging in pulmonary masses[J].Ai Zheng,2007,26(1):78.

[8]Kruskal JB,Thomas P,Kane RA,et al.Hepatic perfusion changes inmice livers with developing colorectal cancer metastases[J].Radiology,2004,231.

1007-4287(2010)07-1111-02

卫生部国家标准资助项目(2002)

丛也彤(1968-),女,副主任医师,医学硕士,主要从事全身CT诊断研究。

2008-12-31)