多层螺旋CT灌注成像在胃癌术前评估中的应用

王莉莉WANG Lili

徐香玖2XU Xiangjiu

黄 刚2HUANG Gang

王治民2WANG Zhimin

毛泽庆2MAO Zeqing

作者单位

1. 兰州大学第一临床医学院 甘肃兰州730000

2. 甘肃省人民医院放射科 甘肃兰州730000

论著 Original Research

多层螺旋CT灌注成像在胃癌术前评估中的应用

王莉莉1WANG Lili

徐香玖2XU Xiangjiu

黄 刚2HUANG Gang

王治民2WANG Zhimin

毛泽庆2MAO Zeqing

作者单位

1. 兰州大学第一临床医学院 甘肃兰州730000

2. 甘肃省人民医院放射科 甘肃兰州730000

Department of Radiology, Gansu Provincial Hospital, Lanzhou 730000, China

Address Correspondence to: XU Xiangjiu E-mail: xvxiangjiu@sina.com

中国图书资料分类法分类号

R735.2；R730.42

中国医学影像学杂志

2012年 第20卷 第8期：590-593，595

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(8): 590-593, 595

目的 探讨多层螺旋CT（MSCT）进行胃癌灌注成像的可行性，评价其在胃癌术前评估中的应用价值。资料与方法 67例经胃镜证实的胃癌患者行MSCT灌注成像扫描，计算肿瘤感兴趣区的灌注参数，包括血流量（BF）、血容量（BV）、平均通过时间（MTT）和表面通透性（PS）。分析胃癌细胞分化程度、临床分期、病理分期、淋巴结转移、远处转移及转移部位与各灌注参数的关系。结果 PS值在胃癌不同细胞分化程度、TNM分期、病理分期、有无淋巴结转移、有无远处转移各组间差异有统计学意义（P＜0.05），MTT值在胃癌各组间差异均无统计学意义（P＞0.05），BF、BV在不同TNM分期组间差异有统计学意义（P＜0.05），BF在病理分期组间差异有统计学意义（P＜0.05）。结论MSCT灌注成像能反映胃癌的血流动力学变化，对胃癌的术前评估有重要意义。

胃肿瘤；体层摄影术，螺旋计算机；灌注成像；血流动力学；肿瘤分期

胃癌是消化系统最常见的恶性肿瘤，在世界范围内其发病率和死亡率均居恶性肿瘤前2位[1]。目前手术切除是最有效的治疗方法，预后与肿瘤分化程度、浸润深度、TNM分期等密切相关，对胃癌患者术前的准确评价有利于选择有效的治疗方法和延长生存期。但目前有关胃癌评估与研究主要集中在形态结构上，多层螺旋CT（MSCT）不但可以了解周围脏器的情况，其仿真内镜（CT virtual endoscopy, CTVG）和三维成像技术还对胃腔内发生形态改变的病灶有很高的检出率[2]，但无法从血流动力学水平观察病变，而MSCT灌注技术从微循环水平揭示局部微血管的功能状况以及病理生理水平的改变，为胃癌患者术前评价提供更有价值的信息。MSCT灌注成像目前主要应用于头颈部[3]，在肺癌、肝癌、结直肠癌[4-6]等方面亦有较多报道。但目前利用MSCT灌注成像研究胃肿瘤血流动力学方面的报道较少[7,8]。本研究旨在探讨MSCT灌注成像对胃癌血流动力学的评价及TNM分期的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2010-08～2011-10甘肃省人民医院行CT灌注扫描的67例胃癌患者中，男47例，女20例；年龄35～70岁，平均（50.1±16.2）岁。根据病理组织学分化程度分为高分化组与低分化组，高分化组包括高分化及中分化腺癌，低分化组包括低分化腺癌、印戒细胞癌与黏液腺癌。根据病理分期分为早期（包括不论有无淋巴结转移，浸润胃壁的深度仅局限于黏膜内或黏膜下层的癌）与中晚期。根据TNM分期分为Ⅰ组（包括T1N0M0、T1N1M0、T2N0M0）、Ⅱ+Ⅲa组和Ⅲb+Ⅳ组。根据生长部位分为胃窦幽门、胃体、胃底贲门3组。纳入标准：①检查前均由胃镜活检证实，并在1周内接受手术，未接受任何放疗与化疗；②胃腔充盈好，呼吸波动少，图像质量好；③无碘过敏、青光眼及前列腺炎等。

1.2 仪器与方法 患者禁食8～12h，检查前约10min口服2.5%等渗甘露醇400～600ml，临近检查时再口服2.5%等渗甘露醇500～600ml，使胃充分充盈。于检查前10～15min肌注山莨菪碱20mg，扎腹带，患者取仰卧位，根据患者情况训练呼吸。采用GE LightSpeed 64 VCT，先行上腹部平扫，确定灌注扫描的靶层面。灌注扫描方式：轴位扫描，采用shuttle mode，以病灶最大层面为中心，扫描范围共选8cm，120kV，200mA，0.4s/r，准直器宽度0.625×64，曝光时间约16.8s，总扫描时间（闭气时间）约50s。团注非离子型对比剂（碘普罗胺）300mgI/ml，速度4.5ml/s，用量48～50ml。注射开始后7s进行扫描。

1.3 灌注分析 将原始图像传到ADW 4.4工作站，运用CT Perfusion 4软件处理分析，采用胰腺灌注模式，域值范围选定在0～140之间，选择腹腔干水平腹主动脉为输入动脉，生成腹主动脉感兴趣区（ROI）的时间-密度曲线（TDC）。在原始图像上选择图像质量好的肿瘤最大层面，选择2～6个ROI，获得灌注图像及参数，包括血流量（BF）、血容量（BV）、平均通过时间（MTT）和表面通透性（PS）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 13.0软件，计量资料数据以±s 表示，两组间比较采用独立样本t检验，多组均数比较采用单因素方差分析，方差齐性检验用Levene法。方差齐者用LSD法进行均数间多重比较，方差不齐采用Games-Howell法；淋巴结转移与胃癌原发灶灌注参数的相关性采用Pearson相关分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 不同分化程度、病理分期、淋巴结转移、远处转移患者灌注参数比较 高分化组BV、BF、MTT与低分化组间差异无统计学意义（t＝0.468、－1.618、1.437, P＞0.05），两组PS值差异有统计学意义（t＝2.405, P＜0.05）；早期BF、PS较中晚期组低，差异有统计学意义（t＝－2.381、－2.094, P＜0.05）；淋巴结转移组PS较无淋巴结转移组高，差异有统计学意义（t＝3.357, P＜0.05）。淋巴结转移组BV、BF、MTT与无淋巴结转移组间差异无统计学意义（t＝1.311、0.703、1.079, P＞0.05）；远处转移组PS较无远处转移组高，差异有统计学意义（t＝－2.641, P＜0.05），而远处转移组BV、BF、MTT与无远处转移组间差异无统计学意义（t＝－0.933、－1.441、0.985, P＞0.05）。见表1。

表1 胃癌灌注参数与分化程度、淋巴结转移、远处转移的关系

2.2 TNM分期及生长部位组各灌注参数比较 Ⅰ期PS较Ⅱ、Ⅲa期及Ⅲb、Ⅳ期低，Ⅱ、Ⅲa期 PS较Ⅲb、Ⅳ期低，差异均有统计学意义（P＜0.05）；Ⅰ期BF较Ⅱ、Ⅲa期及Ⅲb、Ⅳ期低，差异均有统计学意义（P＜0.05）；Ⅰ期BV较Ⅲb、Ⅳ期低，Ⅱ、Ⅲa期BV较Ⅲb、Ⅳ期低，差异均有统计学意义（P＜0.05）（图1）。图2～5示Ⅲa期胃窦癌呈伪彩色，提示PS、BV、BF较高。而3组间MTT，差异无统计学意义（P＞0.05）。胃窦幽门组、胃体组、胃底贲门3组间PS、BV、BF、MTT差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

2.3 胃癌转移淋巴结与胃癌原发灶灌注参数的相关性胃癌转移淋巴结组BV、BF与胃癌原发灶组呈正相关（r＝0.609、0.805, P＜0.05），而胃癌转移淋巴结组MTT、PS与胃癌原发灶组无显著相关性（r＝0.394、0.394, P＞0.05）。见表3。

表2 胃癌灌注参数与TNM分期、生长部位的关系

图1 胃窦癌灌注原始图，中分化腺癌，Ⅲa期，周围淋巴结转移。图2、3 胃窦癌CT灌注功能图，胃窦区肿瘤BV及PS呈红色伪彩色，BV及PS增高，血流丰富，恶性程度高。图4 胃窦癌CT灌注BF图，胃窦呈黄绿伪彩色，提示增高，胃小弯侧显示黄绿伪彩色淋巴结。图5病理图片（HE, ×200）

表3 胃癌转移淋巴结与胃癌原发病灶灌注参数的相关性

3 讨论

3.1 CT灌注成像原理 CT灌注成像是在注射造影剂的同时对选定的层面连续动态扫描，获得该层面内每一像素的TDC曲线，利用不同的数学模型计算出各项灌注参数，能反映局部组织的血流灌注状态，从组织细胞和微循环水平揭示局部微血管的血流动力学改变。根据数学模型计算靶组织的各个参数值，目前的数学模型主要是非去卷积模型和去卷积模型，前者概念相对简单，便于理解，但易低估BF，对比剂注射流率大；后者注射速度要求不高，计算原理更接近组织的实际灌注状况。本研究采用后者，以使灌注值更准确。

3.2 CT灌注成像评价胃癌的价值 本研究发现，低分化胃癌组PS值明显高于高分化组，肿瘤Ⅱ、Ⅲa期PS值高于Ⅰ期，Ⅲb、Ⅳ期PS值高于Ⅱ、Ⅲa，中晚期胃癌PS值高于早期胃癌，淋巴结转移组PS值高于无淋巴结转移组，远处转移组PS值高于无远处转移组，其原因可能为胃癌组织中有大量血管内皮生长因子，可以促进肿瘤血管生成，新生毛细血管内皮细胞连接疏松，基膜发育不完全，内皮细胞间隙增大、通透性增加，更容易渗透大颗粒，肿瘤细胞更容易向深层浸润，通过血管、淋巴结转移，这整个过程中还时常发生加速通透性改变的炎症反应[9]，PS能反映肿瘤血管的上述特点。因此，肿瘤浸润程度越高、分化程度越差、TNM分期越高，局部肿瘤新生血管的数量就越多，通透性越大，胃癌灌注PS值越大。康秀梅[10]研究指出，64层螺旋CT灌注成像能准确反映胃癌灌注参数的改变，PS值与淋巴结转移、TNM分期、组织学类型之间差异有统计学意义，与远处转移、浆膜浸润、患者年龄、性别无关。而本研究发现肿瘤PS在有无远处转移的胃癌患者之间差异也有统计学意义，其原因可能为PS高胃癌的微血管通透性增加，肿瘤细胞更容易通过血管、淋巴管向远处转移。因此，PS可以为胃癌术前分级提供有价值的信息。

本研究结果显示，BF在Ⅰ期与Ⅱ+Ⅲa期间、Ⅰ期与Ⅲb+Ⅳ期间差异均有统计学意义；BV在Ⅰ期与Ⅲb+Ⅳ期间、Ⅱ+Ⅲa期与Ⅲb+Ⅳ期间差异有统计学意义，原因可能为肿瘤血管的血液供应是肿瘤生长和转移的必要条件，随着肿瘤浸润进展，BV、BF随之变化。Bellomi等[6]的研究认为，肿瘤血管动静脉分流的形成可影响BF，新血管增生导致BV增加。Yao等[8]认为胃癌BV显著提高与动静脉分流和新毛细血管2个因素有关，后者占主导地位。BF与肿瘤浸润程度、腹膜转移、TNM分期及分化程度之间有显著关系[11]。本研究中也显示了BF在Ⅰ期与Ⅱ、Ⅲa比较，Ⅰ期与Ⅲb、Ⅳ期比较，差异均有统计学意义；BV在Ⅰ期与Ⅲb、Ⅳ期比较，Ⅱ、Ⅲa期与Ⅲb、Ⅳ期比较，差异亦均有统计学意义。

胃癌的预后与淋巴结转移、手术时淋巴结是否彻底清扫明显相关，因此，术前正确评估胃癌淋巴结对手术和预后有指导意义。传统方法一般根据淋巴结的大小来判断是否转移。胡荣剑等[12]认为胃癌大淋巴结也可以是反应性增生引起，小淋巴结也有较高的转移率，若切除则降低了患者术后的抵抗力。本研究通过灌注成像分析显示，胃癌转移淋巴结与胃癌原发灶灌注参数值BV、BF呈正相关，指出胃癌原发灶与胃癌转移淋巴结具有相似的灌注现象，因此术前可对淋巴结灌注参数值与胃癌原发灶进行分析，若参数有相似，提示转移性淋巴结；否则考虑淋巴结反应性增生。故对胃癌原发灶及淋巴结的灌注参数分析有助于胃癌转移淋巴结的诊断，而不是传统方法依靠淋巴结的大小来判断是否转移，对术前评估有重要意义。

MSCT灌注成像在胃癌评估中能发现和量化血管生成区的生理变化，在肿瘤的定量及定性研究中具有广阔的应用前景[13]，但其也存在一些局限性，如功能成像的图像清晰度和分辨率较常规轴位CT图像低很多，对于一些细微病变的显示也要结合常规CT图像。需要患者长时间闭气仍是阻碍灌注成像发展的瓶颈。部分患者胃腔充盈欠佳时，在气-液交界面产生伪影。CT灌注成像辐射剂量是一直存在的问题，本研究中采用轴位扫描，shuttle mode，间隔扫描，转速0.4s/r，不但增大了灌注范围，而且降低了曝光时间，整个过程仅需要十几秒的曝光时间，减少了辐射剂量。本研究发现，胃癌灌注参数BV、BF、PS对胃癌分化程度、TNM分期、病理分级、转移淋巴结的灌注等方面有重要意义，为临床提供准确和丰富的术前诊断信息。随着MSCT的广泛应用和灌注软件的不断改进，胃灌注成像技术和方法会不断完善，CT灌注成像将会在胃癌的血流动力学评估、治疗及预后评估等方面发挥重要作用。

[1] 孙秀娣, 牧人, 周有尚, 等. 中国胃癌死亡率20年变化情况分析及其发展趋势预测. 中华肿瘤杂志, 2004, 26(1): 4-9.

[2] 徐香玖, 黄刚, 郭青, 等. 多层面螺旋CT仿真内镜与三维成像技术在胃肿瘤诊断中的应用. 实用放射学杂志, 2002, 18 (10): 875-878.

[3] Rumboldt Z, Al-Okaili R, Deveikis JP. Perfusion CT forhead and neck tumors: pilot study. Am J Neuroradiol, 2005, 26(5): 1178-1185.

[4] Li Y, Yang ZG, Chen TW, et al. Whole tumor perfusion of peripheral lung carcinoma: evaluation with first-pass CT perfusion imaging at 64-detector row CT. Clin Radiol, 2008, 63(6): 629-635.

[5] Sahani DV, Holalkere NS, Mueller PR, et al. Advanced hepatocellular carcinoma: CT perfusion of liver and tumor tissue-initial experience. Radiology, 2007, 243(3): 736-743.

[6] Bellomi M, Petralia G, Sonzogni A, et al. CT perfusion for the monitoring of neoadjuvant chemotherapy and radiation therapy in rectal carcinoma: initial experience. Radiology, 2007, 244(2): 486-493.

[7] Zhang H, Pan Z, Du L, et al. Advanced gastric cancer and perfusion imaging using a multi-detector row computed tomography: correlation with prognostic determinants. Korean J Radiol, 2008, 9(2): 119-127.

[8] Yao J, Yang ZG, Chen TW, et al. Perfusion changes in gastric adenocarcinoma: evaluation with 64-section MDCT. Abdom Imaging, 2010, 35(2): 195-202.

[9] Raghunand N, Gatenby RA, Gillies RJ. Microenviromental and cellular consequences of altered blood fow in tumors. Br J Radiol, 2003, 76(Spec 1): S11-S22.

[10] 康秀梅. 胃癌64排螺旋CT灌注成像研究. 郑州: 郑州大学硕士学位论文, 2010: 1-53.

[11] Satoh A, Shuto K, Okazumi S, et al. Role of perfusion CT in assessing tumor blood flow and malignancy level of gastric cancer. Dig Surg, 2010, 27(4): 253-260.

[12] 胡荣剑, 薛敏娜, 张旻, 等. 胃癌淋巴结大小与转移的探讨.中国医学影像技术, 2002, 18(5):426-427.

[13] 李春志, 徐荣天,李响, 等. 双源CT灌注成像诊断胃癌的初步研究.中国医学影像学杂志, 2009, 17(5): 329-332.

（责任编辑 张春辉）

Preoperative Assessment of Multi-slice CT Perfusion Imaging in Gastric Cancer

Purpose To explore the feasibility of CT perfusion in gastric cancer using multi-slice CT (MSCT) scanner, and to evaluate the value of CT perfusion parameters in preoperative assessment of gastric cancer.Materials and Methods MSCT perfusion imaging was preoperatively performed in 67 patients with gastric cancer confirmed by gastroscope. The CT hemodynamic parameters in regions of interest (ROI) including blood flow (BF), blood volume (BV), mean transit time (MTT) and permeability surface (PS) were measured. The relationships of the perfusion parameters and degree of tumor cells, TNM staging, pathology staging, the metastasis of the lymph node and distant metastasis were analyzed.Results There was significant difference in PS value among lymphatic involvement (P＜0.05), differentiation degree (P＜0.05), TNM staging (P＜0.05), pathology staging (P＜0.05) and distant metastasis (P＜0.05). However, there was no statistic difference in MTT value among the three groups (P＞0.05). There was statistic differences of BV and BF in different TNM stagings (P＜0.05). There was statistic difference of BF for different pathology stagings (P＜0.05).Conclusion MSCT perfusion imaging can refect the hemodynamic changes of gastric cancer, which provides important clinical value for preoperative evaluation.

Stomach neoplasms; Tomography, spiral computed; Perfusion imaging; Hemodynamics; Neoplasm staging

徐香玖

2012-01-14

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.08.009

2012-05-30