多层螺旋CT灌注成像在脑胶质瘤中的应用价值

王　伟，罗　敏

（1.四川医科大学，四川 泸州　646000；2.自贡市第四人民医院放射科，四川 自贡　643000）

多层螺旋CT灌注成像在脑胶质瘤中的应用价值

王伟1，罗敏2

（1.四川医科大学，四川 泸州646000；2.自贡市第四人民医院放射科，四川 自贡643000）

脑肿瘤；神经胶质瘤；体层摄影术，螺旋计算机

CT灌注成像指在静脉注射对比剂的同时，对选定层面进行连续多次扫描，获取该层面每一像素的时间-密度曲线（TDC），然后根据TDC曲线利用不同数学模型得出组织血流灌注的各项参数，以此完成对组织灌注状态的评价。CTPI在早期脑血管疾病的诊断［1］及脑肿瘤的诊断、分级及预后［2］等方面已有较为广泛的应用。脑胶质瘤具有明显的血管依赖性，胶质瘤新生血管的血管化程度与其恶性程度密度相关［3］。肿瘤新生血管具有基底膜不完整、内皮细胞间隙大、通透性高等特点，这为CTPI提供了病理基础。

1　CT灌注成像的基本原理

1980年Axel首先对CT灌注技术进行了理论分析，并于1983年首次获得了大脑 CBF和 CBV的定量值；1991年Miles首次提出CT灌注成像的概念。CTPI的理论基础是基于核医学的中心容积定律和放射性示踪剂稀释原理：BF=BV/ MTT。Miles认为碘对比剂具有与非弥散型示踪剂基本相同的药代动力学，因此，经静脉注入碘对比剂对所需层面进行多次动态扫描得出TDC曲线（横坐标为时间，纵坐标为注射对比剂后各像素增加的CT值），该曲线反映了组织中对比剂浓度随时间的变化，也间接反映了组织的血流灌注情况。CTPI的主要参数包括：血容量 （BV）、血流量 （BF）、达峰时间（TTP）、平均通过时间（MTT）、表面通透性（PS），这些参数与肿瘤的分级、恶性程度及预后密切相关［4-7］。

CT灌注成像利用的数学模型主要分为非去卷积法和去卷积法，本文不在此对其原理进行详细阐述。前者概念简单，易于理解，但若静脉流出量较大，常使BF值偏低，且对造影剂注射速度要求较大（≥8 mL/s），增加了操作难度和危险性。后者概念复杂，但由于综合考虑了流入动脉和流出静脉，故能更加准确的反映组织微循环灌注情况，且该方法对造影剂注射速度要求不大（3～5 mL/s），目前已被广泛采用。

2　CT灌注在脑胶质瘤诊断及治疗中的价值

2.1在脑胶质瘤诊断、鉴别诊断及分级中的价值

肿瘤的恶性程度主要取决于新生血管的生成能力和肿瘤侵袭性［8］。新生血管的高通透性决定了肿瘤具有较高的灌注量，并且通透性高的肿瘤侵袭能力更强［9］。不同类型的肿瘤或同类型不同级别的肿瘤生理特性的不同导致其灌注参数各异。

以往灌注成像研究对胶质瘤的分级大多采用MR灌注技术，但目前CT灌注技术在对比剂浓度与密度间提供了一种线性关系［10］，因此，更能准确的评价组织的灌注状态。有学者研究显示［11］，高级别胶质瘤（HGG）的CBV、CBF及PS值均高于低级别胶质瘤（LGG）；Jain等［6］、Shankar等［12］的研究发现，HGG与LGG之间CBV、CBF、PS具有显著差异性；Ellika等［13］以CBV=1.92 mL/100 g作为临界值区分HGG和LGG，敏感性和特异性分别为85.7%、100%。同时Jain等［6］的研究还发现，PS参数在区分Ⅲ、Ⅳ级胶质瘤中的价值远远高于CBV。

当脑实质肿瘤侵犯脑膜或脑外肿瘤侵犯脑实质时，常规CT和MR很难鉴别，但脑内肿瘤都有一定的血脑屏障，而脑外肿瘤缺乏血脑屏障，因此，通过PS参数能将两者区分开来。垂体瘤、脑膜瘤的PS值显著高于胶质瘤。Roberts等［14］发现，脑转移瘤CBV、CBF较正常脑实质升高不明显，但PS显著升高，据此，可以与胶质瘤进行鉴别。

非典型肿瘤样脱髓鞘病变（TDLs）、脑原发淋巴瘤与胶质瘤通过常规CT、MR鉴别困难。由于受限于脑立体定向活检取材部位、样本量等问题，TDLs偶尔与胶质瘤具有相同的组织病理学［15-16］。然而这三种疾病的临床治疗方案相差巨大，因此进行有效的鉴别对指导临床治疗具有重要意义。Schramm等［17］研究发现，淋巴瘤的CBF、CBV与正常脑实质比较无统计学意义，但PS明显增高，且明显高于HGG，而HGG的CBV值明显高于淋巴瘤。有学者研究显示，TDLs的CBV、PS值明显低于胶质瘤［18］。

2.2指导术前取材及规划手术、放疗区域

微血管密度（MVD）是评价肿瘤生物学行为及预后的重要指标，MVD不但是反映肿瘤新生血管的 “金标准”［19-20］，而且还能反映肿瘤的增殖能力和恶性程度［3，21］。大多数胶质瘤，尤其是HGG，因不同程度坏死、出血、水肿等因素的影响，导致肿瘤具有高度的区域异质性。用MVD对肿瘤进行组织学评估，会受到肿瘤异质性、取材量少、取材部位不准确等因素的限制，导致分级不准确。因此，临床急需一种无创的检查技术间接评估肿瘤新生血管，引导术前取材。多位学者研究显示，肿瘤的CBV值与MVD具有显著相关性［22-23］。

胶质瘤的特性之一是可以沿神经血管束浸润，而不造成形态学改变，因此，常规CT、MR增强无法明确显示这些隐匿病变。CTPI可以通过灌注参数的测定，勾画肿瘤的真实轮廓，指导手术切除和放射野的范围。Stecco等［24］研究发现，各项参数中PS值价值最大，PS图能更清晰的显示肿瘤的轮廓和范围。

胶质瘤周围水肿是常见的并发症，造成瘤周水肿的原因一方面是由于肿瘤对临近脑实质的压迫造成局部循环障碍，另一方面是由于肿瘤对周围实质的浸润。CTPI可以通过对水肿区灌注状态的检测，判断水肿类型，也为手术和放疗提供参考信息。

2.3评估放疗和药物治疗的效果

放疗的机制一是破坏肿瘤细胞DNA，诱导其凋亡；二是引起肿瘤间质纤维增生，小血管内膜增厚、闭塞。放疗早期肿瘤体积一般变化不大，反而由于放疗引起的局部水肿，肿瘤体积还可能短暂性增大，常规CT、MR很难判断早期治疗效果。放疗后肿瘤的血管床遭到破坏，血管通透性减低，肿瘤灌注量下降。Guan等［25］对大鼠C6脑胶质瘤放疗前后CT灌注参数的研究显示，放疗早期肿瘤的灌注量明显减低，CBV、CBF值与MVD成正相关。Yeung等［26］研究发现，大鼠C6脑胶质瘤放疗早期肿瘤体积、rBF、rBV减低；rBF、rBV、PS值低的实验组较参数值高的实验组生存期更长。

有学者研究发现，灌注量低的肿瘤对放疗不敏感，认为可能是肿瘤中存在耗氧量较低的细胞，这些细胞对放疗不敏感。Hermans等［27］对头颈部鳞癌患者放疗前后CT灌注参数及治疗效果进行比较发现，灌注量低的患者放疗效果较差，而灌注量高的患者效果较好。这可为临床医生评估是否选择放疗提供参考依据。

胶质瘤的恶性程度与肿瘤新生血管的生成密切相关。破坏或者抑制肿瘤新生血管生成，已成为一个崭新的、有希望的抗肿瘤治疗靶点。抗血管生成药物，如贝伐珠单抗、伊马替尼等已在动物实验或临床中起到不同程度的效果［28］。CTPI通过测定肿瘤局部灌注状态，间接反映肿瘤肿瘤新生血管情况，为抗血管生成治疗后疗效的评估提供了有力的支持。钱鹰等［29］通过对兔VX2肿瘤进行抗血管治疗2周后发现，肿瘤区BV、BF、PS值明显减低，说明肿瘤血管生成受到抑制。刘丽等［30］研究发现，除了静脉给药途径，瘤内局部注射也是有效的抗血管生成治疗方案。

2.4鉴别复发、放射性坏死

胶质瘤治疗后复发与放射性坏死的临床表现均为局部的神经功能障碍和进行性颅内压升高，CT、MR增强均表现为环形或结节样强化，鉴别困难。CT灌注成像通过评价局部组织灌注状态，有助于区分复发与放射性坏死。Jain等［31］、Kanda等［32］研究发现，复发组织的CBV、CBF值较坏死组织高；在此后的研究［33］中Jain发现，放射性坏死具有较低的CBV和PS，利用rCBV＞1.5联合PS＞2.5区分肿瘤复发及坏死的敏感性和特异性分别为100%、89%。

3　CT灌注成像应用于脑胶质瘤中的优势和局限性

CT灌注成像能够直观、准确的反映组织微循环灌注状态，在脑胶质瘤的整体评价中具有重要意义。CT灌注成像具有扫描时间短、操作简单、时间和空间分辨率高、经济实用等优势，已逐渐被临床医生接受。

CT灌注成像的局限性在于，各项灌注参数易受扫描条件、造影剂量、重建模式、感兴趣区的选择等多种因素影响。目前在胶质瘤的应用中还没有统一的正常值和临界值，这有待于操作规范的制定和临床大样本实验分析。其次，辐射剂量问题，虽然256层和320层螺旋CT已完成全脑灌注成像，新的重建技术（如迭代重建）在不影响图像质量的前提下有效降低了辐射剂量，但仍是限制其临床应用的重要原因。

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The value of multiple-slice spiral CT perfusion imaging in glioma

WANG Wei1，LUO Min2
（1.Sichuan Medical University，Luzhou Sichuan 646000，China；2.Department of Radiology，the Fourth People's Hospital of Zigong，Zigong Sichuan 643000，China）

R739.41；R730.264；R814.42

B

1008-1062（2015）09-0673-03

2015-03-24

王伟（1990-），男，山东聊城人，医师。

罗敏，自贡市第四人民医院放射科，643000。