320排动态容积CT双入口肺灌注扫描技术对原发性肺腺癌化疗近期效果的评估

2020-11-06揭广廉许定华罗泽斌广东医科大学附属医院放射科广东湛江524001

广东医科大学学报 2020年5期

夏俊，揭广廉，许定华，罗泽斌（广东医科大学附属医院放射科，广东湛江 524001）

肺部疾病的影像学检查方法包括形态学征象分析、功能成像、代谢成像等，肺癌是血管生成依赖性疾病之一，CT灌注成像可反映活体内肿瘤血管生成的微血管变化，有利于指导治疗和观察疗效。本研究前瞻性观察50例肺腺癌患者的灌注参数，探讨CT灌注成像在评价肺腺癌放化疗效果的价值[1]。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选择我院2016年9月至2018年12月接受320排动态容积CT双入口肺灌注检查的肺腺癌患者50例。纳入标准：(1)影像资料提示中晚期肺癌，且为肺内单发病变，直径≥3.0 cm，不伴有阻塞性肺不张和/或阻塞性肺炎；(2)经病理学证实为原发性支气管肺腺癌；(3)检查前未接受过化疗、放疗。排除标准：怀孕、呼吸困难无法配合屏气扫描及最终诊断不明确者。该研究符合医学伦理准则并获得患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 检查方法采用的设备及试剂：日本东芝Aquilion ONE 320排动态容积CT机及其副台，德国双筒高压注射器(Ulrich Medical Missouri)，碘帕醇(370 mgI/mL)，0.9%NaCl溶液。扫描前对患者进行必要的呼吸训练，患者取仰卧位，嘱患者深吸气后屏住气，先进行平扫，然后同时启动高压注射器和增强扫描程序高压注射器经肘静脉依次注入对比剂和生理盐水。碘帕醇注射总量为50～60 mL，注射流率为4～5 mL/s；0.9%NaCl总量为20 mL，注射流率为4 mL/s。扫描参数：管电压设置为120 kV，管电流设置为100 mA，FOV设置为330 mm×330 mm，矩阵设置为512×512，间距为0.5 mm，重建图像层厚0.5 mm[2-3]。

1.2.2 图像后处理及数据测量将扫描数据容积包导入副台的体部肿瘤灌注软件中，将降主动脉、肺动脉干认定为输入动脉，用左心房灌注达到峰值的时间点作为区分肺体循环、肺循环的分界线；肺肿块感兴趣区(ROI)的设定主要是通过手动勾勒进行设置，每个病灶的ROI在灌注最大层面的横断位上设置，需要避开血管、钙化、坏死、空洞、肋骨等组织或结构(如图1所示)。运行灌注软件，生成灌注伪彩图，对各灌注图像及灌注参数值进行仔细的观察与测量。由2名高年资住院医师采用同样方法测量2次，取平均值为肿瘤灌注参数值。具体参数意义如下：肺动脉灌注值(PAF)指病灶的肺动脉期血容量；支气管动脉灌注值(BAF)指病灶支气管动脉期的血容量；灌注指数(PI)指肺动脉期的血容量在双期血容量中所占的比例。

1.2.3 化疗方案采用NP(长春瑞滨+铂类药物)的全身化疗方案。

1.2.4 扫描时间分组标准第1次CT灌注扫描：为治疗前的常规初始灌注扫描；第2次CT灌注扫描：评价时间为化疗1个月后进行CT灌注成像，比较与初始数据的灌注参数变化。疗效评测方法采用实体瘤的疗效评价标准(Response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)，评价标准分为：完全缓解(CR)、部分缓解(PR)、疾病进展(PD)、疾病稳定(SD)。将CR和PR定义为缓解组，SD和PD定义为未缓解组。

1.3 统计学处理

采用SPSS21.0统计软件，计量资料采用独立样本t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

图1 肺癌患者CT灌注成像

治疗前，缓解组PI值高于未缓解组，BAF值低于未缓解组(P＜0.05或0.01)。治疗后，缓解组的PAF和BAF值较治疗前下降，未缓解组的PI值较治疗前下降(P＜0.05或0.01)，见表1。肺腺癌灌注伪彩图见图2。

3 讨论

肺癌的治疗方法主要有手术治疗、放化疗治疗和靶向治疗等，目前中晚期肺癌多采用多学科的综合治疗模式。CT灌注成像可提供解剖学信息以外的功能信息，反映组织的微血管分布和血流灌注，提供组织器官血流动力学信息，在毛细血管水平上反映肿瘤组织的代谢情况。肺脏具有肺循环和体循环两套系统，前者为肺实质提供了主要的血流量，其在维持气道及肺功能方面发挥着关键的作用[4]。各种类型肺癌患者治疗后的疗效评价，特别是早期疗效评价是肺癌治疗过程中的一个重要内容[5]。本研究基于320排CT的双入口肺灌注技术，其能定量评价肺部病灶的体循环和肺循环，是研究肺部病灶血流动力学的重要手段。

目前肺癌疗效评测方法实体瘤的疗效评价标准，但其仍是以目标病灶的大小变化为标准，通过形态学方法(肿瘤大小的变化)监测肿瘤疗反应存在一定的局限性：(1)以铂类为主的一线化疗方案对晚期非小细胞肺癌有效率仅有30%左右，肿瘤体积的缩小需要几个周期，对治疗没有反应的肿瘤也需要继续治疗，化疗后几个周期后才能发现治疗无效。(2)靶向治疗的作用机理与传统的化疗不同，其是抑制肿瘤血管的生成，而非直接作用于肿瘤细胞，因此常规的CT扫描并不适合评价靶向治疗的早期疗效。(3)治疗后的肿瘤形成的斑痕组织和水肿会掩盖肿瘤的实际大小，影响疗效评估，尤其是在放疗后。因此在放化疗早期，病灶及其周围炎性反应引起的组织充血、肉芽组织形成与局部肿瘤残余难以鉴别，若根据肿瘤的大小判断疗效是不符合临床实际[6]。血管生成在恶性肿瘤发生、发展过程中发挥重要作用，直接抑制血管生成的各种分子靶向治疗也正在发展成为一种很有前景的肿瘤治疗手段。因此，功能影像学技术尤其是CT灌注成像已越来越广泛用于评价各种抗肿瘤药物的疗效[7-10]。既往国内外研究多采用肺部单入口灌注，未能全面反映出病灶的体循环与肺循环灌注，本研究创新点其一在于采用肺部双入口灌注技术，能够更加真实反映出病灶的血流灌注情况；其二，320排动态容积CT的Z轴可覆盖16 cm，单次容积扫描可以将肺门、肺实质、肺内病变同时覆盖。采用宽探测器容积快速扫描，极大降低了患者所接受的剂量，也减少了患者因呼吸运动对扫描数据采集的影响，可以实现活体、无创的功能研究。

化疗的主要作用机制是破坏DNA 的结构和功能，使癌细胞的分裂增殖停止，从而杀死癌细胞，抑制癌细胞的增长，因此肿瘤内部不成熟血管数量减少造成血容量下降[11]。理论上，当肺癌经治疗后评定为PR时，表明肺癌的支气管动脉供养血管较前减少，相应灌注参数BAF值较治疗前降低；而肺组织的营养血管较前增多，相应灌注参数PAF值较治疗前增高，灌注指数PI值较前增高，提示治疗方案有效。当肺癌经治疗后评定为PD时，表明肺癌支气管动脉的供养血管较前增多，相应灌注参数BAF值较治疗前升高；而肺组织的营养血管较少，相应灌注参数PAF值较治疗前降低，灌注指数PI值较前降低，提示治疗方案无效。当肺癌经治疗后评定为SD时，肿瘤体积较前无明显改变，肿瘤的供养血管、肺组织的血管亦较前无明显改变，相应灌注参数BAF、BAF、PI值较前改变不明显。本研究结果显示，缓解组患者的平均灌注值、血容量明显高于无缓解组；本研究结果尚显示，缓解组患者治疗后的BAF灌注值较治疗前减低，说明病灶支气管动脉血供较前减少，提示为炎症减少或肉芽组织纤维化，说明病灶较前改善，与理论上相符，提示治疗方案有效。缓解组治疗后的PAF灌注值较前减低，说明病灶的肺动脉血供亦较前减少，化疗药物对肺动脉及支气管动脉均有影响，提示病灶较前改善。治疗前，缓解组的病灶CT灌注参数PI值高于未缓解组，提示病灶肺动脉期的血容量在双期血容量中所占的比例相对较高，暗示预后较好。治疗前，BAF值低于未缓解组，提示病灶主动脉期的血容量在双期血容量中所占的比例相对较低，暗示预后较好。本研究结果提示未缓解组患者的PAF和BAF值化疗后早期数值均有变化，非缓解组病灶治疗后PAF值虽有轻度上升，但差异无统计学意义(P＞0.05)；未缓解组的病灶CT灌注参数PI值较治疗前下降，说明治疗后病灶肺动脉期的血容量在双期血容量中所占的比例降低，肺组织的营养血管较少，肺癌支气管动脉的供养血管较前增多，说明病灶较前进展，提示治疗方案无效，与理论相符。高血容量、高灌注值提示药物能快速到达病灶并形成有效的药物浓度，容易成为药物治疗的靶点；而对于治疗前病灶BAF及PAF为低灌注者，可能提示肿瘤缺血、缺氧，对化疗药物缺乏敏感。本研究结果认为在病灶出现形状、大小等形态学特征发生改变前就可以根据灌注参数对治疗疗效进行早期评估及预测，有利于临床及时调整治疗方案。

表1 缓解组与未缓解组治疗前后各灌注参数的比较(±s)

与同时间未缓解组比较： a P＜0.05，b P＜0.01；与同组治疗前比较： c P＜0.05，d P＜0.01

组别缓解组n BAF PI 32 PAF 52.31±24.7938.20±27.76时间治疗前治疗后治疗前治疗后a b 18 d 27.12±13.25 54.05±23.75 68.46±23.07 37.22±17.63 44.55±21.50 48.52±20.12 c未缓解组64.13±21.01 72.24±19.36 45.26±11.04 36.45±10.23c