CT灌注成像用于胰腺癌研究进展

马晓璇，时惠平

(空军特色医学中心放射科，北京 100142)

全球每年约新增34万胰腺癌患者，其中40%～50%者确诊时已发生转移，30%～40%因局部广泛血管侵犯而丧失手术机会，仅15%～20%可行手术切除肿瘤，胰腺癌患者5年累积生存率仅为5%～10%[1]。在我国，胰腺癌是重要死因之一[2]。早期诊断、治疗胰腺癌及早期评价疗效对改善患者预后有重要意义。目前放射治疗(简称放疗)在治疗胰腺癌(尤其中晚期胰腺癌)中的作用日渐突出[2-3]。CT灌注成像(CT perfusion, CTP)可定量评价组织血流灌注及微循环改变[4-5]，但探测器宽度在一定程度上限制了其临床应用。随着超宽体探测器的出现，一次扫描即可覆盖胰腺全器官的CTP[6-7]得以实现，并已在诊断、鉴别诊断胰腺癌及观察治疗后血流动力学改变和评价疗效方面取得较大进展。

1 CTP基本原理

CTP是可反映组织血流动力学变化的功能成像方式，在静脉高速团注对比剂的同时对靶器官进行连续动态扫描，获得ROI的时间-密度曲线(time-density curve, TDC)，之后采用数学模型计算获得一系列灌注参数[8-9],主要包括灌注血流量(blood flow, BF)、灌注血容量(blood volume, BV)、平均通过时间(mean transit time, MTT)、达峰时间(time to peak, TTP)及表面通透性(permeability of surface, PS)。CT增强扫描组织强化程度与组织内对比剂浓度呈线性相关，故TDC可直接反映靶器官中对比剂浓度的变化，间接反映器官血流灌注量改变，从而定量分析组织血流灌注情况[10-11]。

CTP的主要数学模型分为非去卷积法和去卷积法。非去卷积法要求以较高速率将对比剂团注进入人体，但所获组织灌注量略低于实际组织灌注；分为单房室模型和双房室模型，前者假设血管内外是一个密闭空间，主要计算组织的BF；后者假设血管内外是两个单独空间，算法相对可靠，且所需扫描的数据量较少，主要用于评估血管PS和BV[12-13]。去卷积模型获得的灌注量更接近组织实际灌注值，更适用于血供较为简单的组织，尤其是评价治疗肿瘤效果[11]。

2 胰腺癌血流动力学特点

正常胰腺组织血供丰富，最主要供血动脉为腹腔干分支及肠系膜上动脉分支，包绕胰腺走行，并吻合形成复杂的血管网。胰腺癌组织则呈乏血供表现，原因在于：①肿瘤组织直接侵犯血管及肿瘤组织引起局部纤维化，导致邻近小动脉内膜增生、血管硬化、血供减少甚至坏死[14]；②胰腺肿瘤组织内大量肿瘤血管形成，主要病理表现为微血管数量增多、扭曲，且分支不规则，异常网状血管结构形成，血管基底膜常不完整，通透性高[15]。CTP可通过TDC和灌注参数间接显示微观变化，反映肿瘤血管生成状态，可定量分析肿瘤内部血流动力学改变，为诊断胰腺癌提供影像学依据。

3 CTP诊断及鉴别诊断胰腺癌

3.1 可行性 1995年MILES等[16]首次将CTP应用于诊断及鉴别诊断胰腺疾病，为CTP在胰腺的应用奠定了基础。笔者[17]采用640层容积CT对29例胰腺疾病患者进行低剂量胰腺全器官灌注成像，结果表明宽体探测器具有覆盖范围广、扫描时间快、辐射剂量低等特点，可克服单排或多排CT的不足，实现脏器的全器官CTP；数据后处理过程中采用time-stack技术可对原始灌注数据进行匹配，弥补由于扫描剂量低所致的图像分辨率不足，实现在评价组织灌注的同时满足常规影像学诊断所需。邓锡佳等[7]对13例腹部不适患者行胰腺轴位灌注“一站式”成像，在获得优质胰腺增强及胰周CTA图像同时亦可获取稳定的胰腺CT灌注定量数据，并评估胰腺组织血流灌注。

3.2 CTP诊断及鉴别诊断胰腺癌 KANDEL等[18]对30例原发性胰腺癌进行胰腺全器官CTP，发现胰腺癌组织灌注明显低于正常胰腺组织，其伪彩图可直观显示灌注差异。程祝忠等[19]分析胰腺癌CTP表现与其生物学的相关性，发现胰腺癌的肿瘤微血管密度、血管内皮生长因子与CTP参数间存在相关性，表明CTP可反映肿瘤微循环情况，对诊断胰腺癌有一定临床价值。唐宇等[20]对27例胰腺癌和40名健康对照者行CTP，结果显示胰腺癌BF和BV[(69±71) ml/(100 ml·min)、(11±4) ml/100 ml]均明显低于正常对照组[(170±71) ml/(100 ml·min)、(16±4) ml/100 ml]。D′ONOFRIOA等[21]观察经病理证实的12例低分化及20例高分化胰腺导管腺癌的CTP特征及其与肿瘤病理分级的关系，发现肿瘤平均直径及BF、TTP差异均无统计学意义，但肿瘤强化峰值(peak enhancement intensity, PEI)和BV存在明显差异，PEI及BV临界值分别取17.8 HU及14.8 ml/100 g时，鉴别低分化及高分化胰腺导管腺癌的敏感度和特异度分别为65%、92%和80%、75%。

薛华丹等[22]以术前CTP鉴别诊断胰腺肿瘤，发现采用最大斜率法和去卷积法2种不同CTP算法所获数据有助于鉴别胰腺癌与正常胰腺组织、胰岛细胞瘤，认为胰腺癌低灌注状态可能与肿瘤组织引起局部组织纤维化有关。LU等[23]对15例慢性肿块型胰腺炎、64例胰腺癌和33名正常对照者行胰腺CTP，发现胰腺癌的BF[(0.365±0.204) ml/(100 ml·min)]和BV[(0.089±0.042) ml.100 ml]明显低于慢性肿块型胰腺炎[(0.820±0.345) ml/(100 ml·min)、(0.191±0.088) ml/100 ml]和对照组[(1.567±0.379) ml/(100 ml·min)、(0.258±0.041) ml/100 ml]，但其TTP和PS明显高于其余2组，表明采用胰腺CTP定量分析血流灌注信息有助于鉴别诊断。赵明等[24]指出，胰腺癌与正常胰腺的灌注存在明显差异，而正常胰腺与慢性胰腺炎组织间灌注无明显差异，CTP对鉴别诊断胰腺癌与慢性胰腺炎有重要意义。马晓璇等[14，25]观察自身免疫性胰腺炎(autoimmune pancreatitis, AIP)和胰腺癌的胰腺CTP，结果显示AIP的影像学表现为胰腺局部腊肠样改变，边缘呈低密度影，主胰管不规则扩张，增强扫描延迟期病灶均匀强化，与胰腺癌常见的影像学表现呈较大差异；且AIP[82.6 ml/(min·100 ml)与胰腺癌[69.7 ml/(min·100 ml))的BF存在明显差异，表明CTP可特征性显示AIP的灌注特点，为其鉴别诊断2者提供一定的影像依据。YADAV等[26]提出BF和BV是鉴别诊断胰腺癌和肿块型胰腺炎最可靠的灌注指标，胰腺癌[(16.6±13.1) ml/100 ml/min、(5.0±3.5) ml/100 ml]和肿块型慢性胰腺[(30.4±8.7) ml/(100 ml·min)、(8.9±3.1) ml/100 ml]的BF和BV均低于正常[(94.1±24.0) ml/(100ml·min)、(36.0±10.7) ml/100 ml]，而胰腺癌降低程度大于肿块型慢性胰腺炎；分别取19.1 ml/(100 ml·min)和5 ml/100 ml作为BF和BV的截止值，可获得鉴别诊断胰腺癌和肿块型慢性胰腺炎的最佳敏感度和特异度。ASLAN等[27]认为胰腺癌及肿块型慢性胰腺炎的BV、BF及PS低于正常胰腺组织，而MTT高于正常胰腺组织，且胰腺癌上述改变更为显著；获取病灶灌注参数值可提高诊断准确性。

3.3 CTP评价胰腺癌疗效 PARK等[28]以CTP观察30例胰腺癌接受同步放疗和化疗前及治疗后3个月和6个月肿瘤的灌注参数血浆与血管外空间的容积转移常数(Ktrans值)和BV值变化，并评估治疗效果，结果显示首次随访治疗有效组(n=20)的基线Ktrans值[(50.8±30.5) ml/(100 ml·min)]明显高于治疗无效组[n=10，(19.0±10.8) ml/(100 ml·min))；Ktrans值为31.8 ml/(100 ml·min)时，鉴别胰腺癌治疗有无效果的敏感度为75%，特异度为90%；第2次随访结果与首次相似；且认为Ktrans值较高可能意味着进入肿瘤的药物更多，使得疗效更明显，有助于为胰腺癌患者制定个性化治疗方法。

综上所述，CTP通过评价胰腺癌血流动力学改变而反映组织微观病理改变，对诊断、鉴别诊断胰腺癌及评价疗效和预后等具有重要价值。