人脑胶质瘤256层CT灌注成像

陆娜 Haleena Ramsahye 冯晓源 强金伟 廖治河 蒋玲

(1.复旦大学附属金山医院放射科，上海 201508;2.复旦大学附属华山医院放射科，上海 200040;3.上海交通大学附属中国福利会国际和平妇幼保健院放射科，上海 200030)

CT灌注成像(perfusion CT imaging，PCT)已成为目前诊断胶质瘤、评估预后的重要方法［1-2］。256层PCT可以测量灌注参数的绝对值，且具有操作简便、成像快、后处理简单及容易获取等优点。而正电子发射计算机断层显像(positron-emission tomography，PET)检查分辨率较低。磁共振成像(magnetic resonance imaging，MRI)仅能提供灌注参数的半定量分析，序列本身有高磁敏感性，易受颅脑结构中骨-气-脑界面以及病灶内出血、钙化等造成的磁敏感伪影的影响。因此PCT在诊断脑胶质瘤时，较MRI或PET具有优势。本研究旨在探讨人脑胶质瘤患者256层PCT的可行性及胶质瘤灌注成像的特点。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2010年1月—2012年2月在复旦大学附属华山医院行脑256层PCT扫描的受检者55例，其中胶质瘤患者40例健康者15例(对照组)。40例胶质瘤患者中，男性21例，女性19例;年龄18～73岁，平均42岁;所有胶质瘤患者均为病理证实;其中低级别胶质瘤15例(低级别胶质瘤组)，高级别胶质瘤25例(高级别胶质瘤组)。15例健康者中，男性11例，女性4例;年龄16～78岁，平均52岁;为无脑部病史及相关症状的健康志愿者，年龄、性别构成与胶质瘤患者接近。本研究获得复旦大学附属华山医院伦理委员会同意。

1.2 PCT 常规平扫定位:应用256层 CT(Brilliance iCT 256，美国Philips公司)对受检者进行脑常规平扫定位。检查时患者呈平卧位。扫描条件:层厚10 mm，电压100 kV，管电流120 mAs。

灌注扫描:用套管针配合高压注射器经肘前静脉团注非离子型对比剂碘海醇(Omnipaque 300，美国GE公司)70 mL，注射速率5.0 mL/s。采用连续同层动态扫描，序列如下:每2 s扫描1次，扫描30次;之后每30 s扫描1次，加扫5次;总扫描时间210 s。管电压100 kV，管电流80 mAs。

1.3 影像学诊断 CT图像由2名高年资医师分别独立进行诊断，PCT数据由1名神经影像诊断学医师进行测量并记录。术后观察病理结果，按照世界卫生组织中枢神经系统肿瘤的分级标准对胶质瘤分级。

1.4 数据处理 采用MIStaR脑灌注软件(澳大利亚Apollo公司)进行数据处理。大脑中动脉作为供血血管，在胶质瘤肿瘤实质区域选取感兴趣区(region of interest，ROI)，记录ROI的灌注参数。对照组分别在额、颞、顶、枕叶及基底节区选ROI，取平均值。在病灶最大层面选取ROI，每个部位重复3次，取平均值。获得脑血流量(cerebral blood flow，CBF)图、脑血容量(cerebral blood volume，CBV)图、平均通过时间(mean transit time，MTT)图及表面通透性图。

1.5 统计学处理 采用SPSS 17.0软件进行统计学分析。采用ANOVA检验比较对照组、低级别胶质瘤组和高级别胶质瘤组灌注参数的差异。在多重比较过程中，Bonferroni矫正后，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

高级别胶质瘤组的CBF、CBV和表面通透性均高于低级别胶质瘤组，低级别胶质瘤组的CBF、CBV和表面通透性均高于对照组，差异均有统计学意义(P＜0.01);3组MTT差异均无统计学意义;见表1、图1。最佳临界值:表面通透性为2.88 mL/(min·100 g)时，敏感度96%，特异度93%;CBV为3.91 mL/100 g时，敏感度92%，特异度93%;CBF为38.90 mL/(100 g·min)时，敏感度为92%，特异度86%，见图2。

表1 对照组与胶质瘤患者PCT参数比较()

表1 对照组与胶质瘤患者PCT参数比较()

注:与对照组比较，#P ＜0.01，与低级别胶质瘤组比较，*P ＜0.01

图1 低级别胶质瘤的PCT

图2 CBV、CBF及表面通透性诊断胶质瘤的ROC曲线

3 讨 论

胶质瘤的发生是一个长期、多因素、分阶段的过程。研究胶质瘤的血流动力学变化对于判断胶质瘤的性质、预后都具有重要的意义。PCT即静脉快速团注对比剂时，对选定层面进行同层连续动态扫描，得出相应ROI的CBF、CBV、MTT和表面通透性等参数，伪彩色处理得到CBF图、CBV图、MTT图及表面通透性图等，以此评价组织器官的血流状态;同时可获得ROI内每一像素的时间密度曲线，反映对比剂在器官中浓度的变化，并间接反映组织器官血流量的变化。PCT的理论基础为核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律。PCT研究可以反映脑组织的功能及病理变化，达到形态学与功能学诊断的结合［3］。

本研究发现，高级别胶质瘤组患者的CBF、CBV和表面通透性均高于低级别胶质瘤组，低级别胶质瘤组患者的CBF、CBV和表面通透性均高于对照组。这与CT增强图像中高级别胶质瘤强化高于低级别胶质瘤基本相符，因为高级别胶质瘤血供更丰富。胶质瘤的CBF和CBV高，说明血流速度较快，可能与胶质瘤导致肿瘤血管扩张有关。Xyda等［4］研究认为，高级别胶质瘤的CBF、CBV和表面通透性明显高于低级别胶质瘤，本研究结果与之基本一致。Fainardi等［5］的研究也表明，高级别胶质瘤的CBV高于低级别胶质瘤，差异有统计学意义。本研究中高级别胶质瘤表面通透性高于低级别胶质瘤，表明对比剂在高级别胶质瘤中经由毛细血管内皮进入组织间隙的传递速率较低级别胶质瘤快。这可能是由于低级别胶质瘤主要是在脑组织已有正常血管的基础上诱导发生一些微循环改变，血管屏障功能基本未被破坏;而高级别胶质瘤间质内肿瘤新生血管较丰富，肿瘤血管内皮往往不完整，存在缺陷，容易渗漏。Schramm［6］等对4例低级别胶质瘤和31例高级别胶质瘤的PCT图像进行研究认为，虽然高级别胶质瘤CBF和CBV升高，但是低级别胶质瘤的CBF和CBV与正常组织差异无统计学意义;该结论与本研究不一致，这可能和该研究低级别胶质瘤样本量较少有关。PCT相对简单易行，成像迅速，密度变化与对比剂浓度呈线性关系，因此PCT可以无创地完全定量评价胶质瘤的血供情况，有望应用于临床。

本研究优点:(1)采用256层PCT，较CT具有更高的时间分辨率和空间分辨率，且图像质量更高，可用于研究局部组织灌注的变化，得到的灌注数据较精确;(2)256层PCT能更准确地反映活体胶质瘤肿瘤微血管的功能情况，尤其适用于评价胶质瘤的预后、转移及复发情况以及抗血管生成治疗的疗效;(3)256层PCT的Z轴覆盖范围进一步扩大，弥补了以往灌注成像覆盖范围小的不足，大大减小了漏诊率。

本研究存在的问题:(1)本研究发现PCT的个体差异较大，因此如果PCT灌注后处理软件能够直接提供灌注参数较对侧正常组织改变的百分比，则可减小不同患者之间灌注参数的个体差异，从而有利于临床进一步总结、分析灌注成像参数的意义;(2)本研究中关于MTT参数未得到较明确的结论，可能跟样本量较小有关，有待于进一步增加样本量后深入研究;(3)ROI的选择，一般认为，ROI应尽量远离胶质瘤边缘及血管，以减轻部分容积效应。本研究发现，胶质瘤边缘CBF、CBV和表面通透性高于肿瘤实质，因为胶质瘤肿瘤边缘有大量新生血管形成，必然会对灌注值产生影响，因此所测得的灌注参数能否反映胶质瘤肿瘤本身的灌注状态有待深入研究;(4)本研究为降低辐射剂量，采用较低的管电流和较长时间的采样间隔，虽然胶质瘤患者图像质量均较好，但肉眼分辨不出的噪声增加，如何更好地减少患者辐射剂量有待进一步研究。

综上所述，本研究通过对胶质瘤256层PCT灌注参数的分析，为临床提供了一种无创的检查方法，它可辅助评价胶质瘤肿瘤血流动力学情况。

［1］ Lu N，Di Y，Feng XY，et al.Comparison between acetazolamide challenge and 10%carbon dioxide challenge perfusion CT in rat C6 glioma［J］.Acad Radiol，2012，19(2):159-165.

［2］ Lu N，Feng XY，Hao SJ，et al.64-slice CT perfusion imaging of pancreatic adenocarcinoma and mass-forming chronic pancreatitis［J］.Acad Radiol，2011，18(1):81-88.

［3］ 徐剑峰，施裕新.CT灌注成像在脑膜瘤与脑转移瘤鉴别诊断中的价值［J］.中国临床医学，2005，12(5):908-910.

［4］ Xyda A，Haberland U，Klotz E，et al.Brain volume perfusion CT performed with 128-detector row CT system in patients with cerebral gliomas:a feasibility study［J］.Eur Radiol，2011，21(9):1811-1819.

［5］ Fainardi E，Di Biase F，Borrelli M，et al.Potential role of CT perfusion parameters in the identification of solitary intra-axial brain tumor grading［J］.Acta Neurochir Suppl，2010，106:283-287.

［6］ Schramm P，Xyda A，Klotz E，et al.Dynamic CT perfusion imaging of intra-axial brain tumours:differentiation of high-grade gliomas from primary CNS lymphomas［J］.Eur Radiol，2010，20(10):2482-2490.