CT灌注成像在腮腺肿瘤诊断中的应用进展

杨振兴，刘挨师，郝粉娥

（1.内蒙古医科大学研究生学院，内蒙古 呼和浩特 010059；

2.内蒙古医科大学附属医院影像诊断科，内蒙古 呼和浩特 010050）

腮腺肿瘤是头颈部最常见的肿瘤之一，其发病率为3%～5%［1］。近年来，腮腺肿瘤的发病率日益趋高，有文献报道［2］手机的应用可以增加腮腺肿瘤发生的风险。对于表现典型的腮腺肿瘤，常规CT平扫或动态增强扫描可以明确诊断，但对于影像表现不典型、病理类型复杂及恶性程度低的肿瘤，单纯常规的CT检查无法鉴别肿瘤的类型，误诊率较高。Miles等［3-6］最早将CTPI应用于腹部实质性脏器，并做了初步的动物实验和临床应用的探讨。CTPI参数可反映肿瘤组织的微血管分布和血流灌注的改变，分析肿瘤生物活性，为肿瘤诊断、鉴别、疗效评价提供重要的影像学依据。现就CTPI成像有关技术在腮腺肿瘤方面的研究现状和前景做一综述。

1 CTPI的成像原理

CTPI最早于 1991 年由 Miles 等［5］提出，其理论依据是核医学的放射性示踪剂稀释原理和中心容积定律（central volume principle）：BF=BV/MTT［7］（BF：血流量，BV：血容量，MTT：平均通过时间），指在静脉团注对比剂的同时对全器官行连续动态容积扫描，以获得该全器官每一像素的CT值随时间变化的TDC，并利用不同的数学模型和灌注软件计算出反映组织、器官内灌注变化的定量参数，如BF、BV、MTT、表面通透性（permeability surface area product，PS）等，直接显示活体组织、器官的血流动力学状态和功能情况，并进行定量或半定量分析，以此了解病变组织的微循环状态，进而全面评价组织、器官的微循环血流动力学情况，既能反映形态学变化，又能反映生理功能的改变。近年来在传统CT灌注的基础上发展而来的容积穿梭（volume shuttle，VS）CTPI技术，患者仅需1次扫描、1次对比剂注射即可同时获得Z轴80 mm范围的CTPI图像及常规动态增强图像，不但提高了空间分辨力、时间分辨力，还提高了单器官肿瘤整体研究的可行性，同时降低了因容积效应产生的误差，为临床提供了更加丰富、可靠的资料。

2 CTPI参数及TDC在腮腺肿瘤诊断中的临床应用价值

2.1 CTPI的主要参数 ①BF：指在单位时间内流经ROI组织血管结构的血流总量（单位：mL·min-1·100g-1）。②BV：ROI内局部血液总量，指存在于一定组织血管结构内的血容量（单位：mL/100 g）。BV可以间接地反映肿瘤内的血管生成情况。③PS：即毛细血管表面通透性，指ROI组织内对比剂经由毛细血管内皮进入细胞间隙的单向传输速率（单位：mL·min-1·100 g-1）。④MTT：指血液流经血管结构的平均时间。由于血管结构包括动脉、毛细血管、静脉窦、静脉，其所经过的路径不同，其通过时间也不同，因此用MTT表示，主要反映的是对比剂通过毛细血管的时间（单位：s）。

2.2 腮腺肿瘤的TDC表现 TDC类型主要由肿瘤内部血管生成状态决定，反映了肿瘤内对比剂灌注与弥散的情况，类似于MRI的时间-信号曲线（timeintensity curve，TIC），反映肿瘤组织学特征的机制。TDC主要由基线、升支、降支和水平支构成。腮腺肿瘤的病理组织结构是TDC参数值（达峰时间、峰值、峰值增强值）鉴别肿瘤的根据，峰值与肿瘤的血管数量有关［8］。恶性肿瘤TDC类型呈多样性，无特异性，但绝大多数恶性肿瘤具有早期快速上升且曲线不光滑呈“锯齿样”的特征，这与其内部新生血管丰富但不成熟的生物学特征相吻合。腮腺恶性肿瘤的TDC绝大多数大致呈速升速降型，因为恶性肿瘤内部的新生血管含有连接疏松的内皮细胞、不完整基底膜，具有高渗透性，并具有广泛吻合的血管网、血窦，使对比剂快速进入肿瘤内部血管，同时肿瘤组织血流也加快。腺淋巴瘤的TDC多呈速升速降型，而且其峰值较高、达峰时间较短，这是因为腺淋巴瘤是富血供的良性肿瘤，其淋巴管间质中含有丰富的血管分布。混合瘤的TDC呈缓升型，无明显的降支、无明显的峰值和峰值增强值，这是由于多形性腺瘤的肿瘤构成比例不同，其组织形态上具有多样性，故又称多形性腺瘤。可见，TDC的走势在一定程度上反映肿瘤的血供情况，有助于肿瘤的鉴别。

2.3 临床应用及其意义 ①诊断：Gandhi等［9］证实肿瘤的CTPI参数BF、BV和PS的平均值高于其周围正常肌肉组织；Bisdas等［10］证实腮腺肿瘤的MTT值低于正常腮腺组织；也有学者［11］证实与正常组织相比，无论是原发肿瘤还是转移瘤，BF、BV、PS明显升高，MTT则明显降低。可见CTPI的应用，有助于将肿瘤与周围组织进行区别。②鉴别诊断：灌注参数BF、BV、MTT及PS可以间接地反映肿瘤内血管生成情况。肿瘤的血管存在异型性，肿瘤相关的血管生成是个复杂的过程，不同性质的肿瘤或者不同分化程度的恶性肿瘤，新生血管内皮细胞完整性不同［12-14］，血液流变学不同导致其灌注参数表现不同，如腺淋巴瘤的血流灌注较其他良性肿瘤的灌注丰富，BF、BV明显增高，而MTT明显缩短，TDC呈速升速降型，病理证实腮腺腺淋巴瘤中含有丰富的淋巴样成分，淋巴间质中有大小不等的血管形成，淋巴间质越多其血供就越丰富。笔者利用VS技术初步研究结果显示，恶性肿瘤BV、BF、PS值明显大于良性肿瘤（腺淋巴瘤除外），MTT值明显小于良性肿瘤（腺淋巴瘤除外），推测可能是恶性肿瘤的新生血管丰富、新生血管发育不完善，导致血管壁对比剂通透性不同引起的，这一结果符合Rumboldt等［15］提出的MTT与头颈部肿瘤的良恶性有关。③对肿瘤新生血管的评估：李传亭等［16］研究发现，颌面部肿瘤微血管密度（microvesseldensity，MVD）与其灌注参数有一定的相关性，BV可以间接地反映肿瘤内的血管生成情况。MVD是肿瘤新生血管的量化指标。肿瘤是血管依赖性疾病，肿瘤内部的血管容积、灌注及毛细血管通透性的变化是由新生血管增殖引起的，这一结果最终导致肿瘤血流模式的变化，所以肿瘤新生血管被认定为评价肿瘤生长、转移、良恶性及恶性程度的一个重要指标［17-20］。④术后疗效评价：传统的影像学在评价肿瘤治疗效果标准时存在明显的不足，例如WHO标准或实体肿瘤疗效评价标准（RECIST）［21］。 CTPI可以应用于了解肿瘤术后复发的情况，尤其是区分瘢痕、肿瘤复发及放化疗后的情况。Zima等［22］发现升高的BV、BF在化疗后，大约降低了50%，这可能是由于细胞死亡后对血管生成的支持作用消失导致［23］，但在放疗早期，肿瘤的灌注参数会出现短暂的升高，这是因为放疗引起的短暂的炎症反应和血管内皮细胞大量死亡导致血管渗漏［24］。 此外，Hermans 等［25］报道CT灌注率可以评估头颈部肿瘤放疗后是否复发，少灌注肿瘤对放疗不敏感，往往是由于该肿瘤含有耗氧量低的细胞所致。林蒙等［26］研究显示，CTPI参数水平对肿瘤的疗效及预后有一定的评定价值。⑤CTPI可以通过测定肿瘤组织的灌注参数BF、BV、MTT和PS来观察并精确显示出肿瘤的真实轮廓，为肿瘤放疗、手术定位提供信息。

3 CTPI在腮腺肿瘤应用中的优势与不足

3.1 优势 传统的CTPI覆盖范围与探测器宽度等同，即使采用64排CT机，探测器覆盖范围最大值约40 mm，有时单一器官或病变范围较大无法完全覆盖，所以往往在灌注扫描结束后需再行常规动态增强扫描，这不仅使患者承受双倍的射线剂量和双倍的对比剂剂量，还延长了扫描时间、增加了医疗成本和风险［27］，因此，CTPI在临床上的应用有一定的局限性。VS模式是指在一次对比剂团注后，扫描床在连续2个位置间交替往复的快速扫描，以这种模式在64排CT上进行灌注检查，不仅可以使灌注扫描覆盖范围加倍至80 mm，而且可以同时获得所有扫描时相内的动态增强扫描图像，这样就意味着患者在接受一次扫描、一次对比剂的同时可以获得完整腮腺的CT灌注图像和动态增强扫描图像，提高了其整体研究的可行性，克服了小灌注区域所带来的误差问题，因为当肿瘤较大时，灌注参数并不能完全代表该肿瘤的性质［28］。应用VS模式进行灌注检查，在加倍扫描覆盖范围的同时降低了的X线的辐射剂量和对比剂的肾损伤。CTPI己被证明是体内肿瘤的可重复性检查方法、且拥有良好的可观察性［29-31］；较高的空间分辨力与时间分辨力、设备普及范围广、经济实用、简单易行也是最基本的优势。

3.2 不足 CTPI的X线辐射剂量较高，采用80～100 kV的管电压、60～150 mA的管电流可以有效降低辐射剂量［32］。低管电压可以最大程度地优化对比度分辨力，减少对比剂剂量和辐射剂量［33-34］，但同时也可导致空间分辨力的降低和图像质量的损失［35］。尽可能低的管电流［36］、尽可能小的FOV同样也可以降低辐射剂量。一些学者证明［37］，使用管电流调制技术，大幅度降低辐射剂量，并没有很大程度上影响图像质量，它还允许更均匀分布的图像噪声。另外，迭代重建和降噪滤波器等技术可以在保证图像质量的前提下降低辐射剂量30%～50%［38］。含碘对比剂是由肾脏排泄的，可以造成肾功能的一过性或持久性损害，即对比剂肾病（contrast-induced nephropathy，CIN）。刘玉品［39］证实，碘对比剂对肾脏的损伤往往表现在注入后24、48 h后，72 h后肾脏损伤逐渐减轻、恢复。也有学者［40-41］认为，使用非离子型或等渗对比剂可以降低CIN发生的概率。注入对比剂的剂量与BF计算的准确性成正比，但为了保证图像足够的SNR，对比剂不应太低，大多数控制在40～50 mL。因此，碘对比剂对肾脏有一定损伤，但是CIN发生的风险是可以通过药物或对比剂的选择而控制的。ROI的选择是CTPI的重要组成部分［42］，易受人为因素干扰而增大抽样误差的发生概率。另外，CTPI所测量的组织器官目前多为某一层面的局部区域，易受呼吸运动以及部分容积效应的影响，其测量值具有一定的相对性；CTPI参数方面目前尚无正常和异常、良性和恶性标准临界值的界定。

4 CTPI在腮腺病变中的应用及展望

CTPI实现了从常规形态学检查到功能性成像的转变，而VS实现了从单层灌注到多层灌注，进而发展到容积灌注，灌注技术日臻完善。VS技术可无创应用于腮腺肿瘤的诊断及鉴别诊断，更好地揭示器官组织、病变的生理、病理变化与血流动力学的关系，评估疗效。

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