256层螺旋CT灌注成像参数在脑胶质瘤诊断中的应用价值

曾 灵，梁 川，陈 熙，龚智威

1.深圳市龙华区人民医院，广东 深圳 518109；2.北京大学深圳医院，广东 深圳 518100

脑胶质瘤在临床的发病率较高，较易浸润生长，且与周围正常的组织边界模糊[1]。临床上，脑胶质瘤的主要治疗手段是手术，恶性程度高的脑胶质瘤具有明显的血管浸润和更复杂的结构，常因未能明确肿瘤边界导致手术切除不完全而造成复发[2，3]，术前进行准确诊断以确定肿瘤分级对手术具有指导价值。常规CT检查提供肿瘤的解剖学影像鉴别病灶，但对明确肿瘤分级的作用有限，CT灌注成像可进一步反映活体内肿瘤血管生成的微血管变化，其相关参数可为评估神经胶质瘤的分级提供客观依据[4]。通过CT灌注成像获得的时间-密度曲线(time-density curve, TDC)，综合分析血容量(cerebral blood volume, CBV)、表面渗透性(permeability, PS)、脑血流量(cerebral blood flow, CBF)及对比剂的平均通过时间(mean transit time, MTT)等参数了解脑组织的血液灌流情况[5,6]。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)水平可在一定程度上反映脑胶质瘤的发生发展程度[7]。多层螺旋CT灌注成像能够准确评估术前患者脑胶质瘤的分级，对制定手术计划、评价疗效和预后具有重要意义[8]，因此，本研究探讨256层螺旋CT灌注成像参数在脑胶质瘤诊断中的应用价值，并分析与VEGF表达的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年1月至2020年2月深圳市龙华区人民医院和北京大学深圳医院脑胶质瘤患者91例，其中，男性50例、女性41例；年龄23～72岁，平均(43.87±10.12)岁。根据分级标准[9]，将Ⅰ级～Ⅱ级患者作为低级别组(n=45)，Ⅲ级～Ⅳ级作为高级别组(n=46)，两组一般资料比较见表1。纳入标准：经病理证实脑胶质瘤患者；在我院接受螺旋CT灌注成像检查；年龄>18岁。排除标准：伴有其他恶性肿瘤、免疫系统疾病等；伴有颅内压升高，有发生脑疝风险者。本研究获得医院伦理委员会批准，患者及家属均知情同意。

表1 低级别和高级别患者性别、年龄比较

1.2 256层螺旋CT灌注成像检查

所用仪器为256层螺旋CT仪(GE Revolution CT256，美国)，先实施脑部平扫，参数：层厚10 mm，管电流 120 mA，管电压100 kV。找到胶质瘤最大层面，灌注扫描。用高压注射器经患者肘前静脉注入70 mL碘海醇，速度4.5 mL/s。5 s后，行40 s动态扫描，扫描间隔为2 s，共30次。然后，扫描间隔调整为0.5 min，扫描5次。扫描结果图像由两名高级医生独立进行，而后整合结果达成一致。数据上传AW4.6工作站进行分析，确定包括肿瘤实质区域和对侧正常脑组织区在内的感兴趣区域(region of interest, ROI)，尽量避开大血管、囊变和坏死组织，分析并记录每个ROI的参数值，根据TDC及模型计算CBF、CBV、PS、MTT等。同样方法每个部位重复测量 3次，取平均值。

1.3 VEGF免疫组化检测

采用SP法进行免疫组化染色[10]测定VEGF的表达水平。在显微镜下，VEGF阳性染色为棕色或棕色，局限于细胞质内，偶尔在周围的结缔组织和血管内皮细胞中可见阳性染色。在高倍显微镜(×400)下，随机从每个切片中选取5个不同视野，将选取的视野传至HPIAS1000自动医学彩色图像分析系统进行分析处理，计算每个切片的光密度，VEGF表达水平的最终值为5个视野的平均值。

1.4 统计学处理

数据分析采用SPSS 22.0软件，组间比较使用t检验或χ2检验，相关性采用Pearson相关分析，诊断价值采用ROC曲线分析。检验水准α为0.05。

2 结果

2.1 病灶区和正常脑组织CT灌注成像参数比较

从表2可知，病灶区CT灌注成像参数CBF、CBV和PS明显高于对侧正常脑组织(P<0.05)。

表2 病灶区和正常脑组织CT灌注成像参数比较

2.2 低级别和高级别病灶CT灌注成像参数及VEGF表达比较

高级别病灶CT灌注成像参数CBF、CBV、PS及VEGF表达光密度值，均明显高于低级别病灶(P<0.05)。见表3。

表3 低级别和高级别病灶CT灌注成像参数及VEGF表达比较

2.3 相关性分析

将CT灌注成像参数与VEGF表达进行相关分析，结果显示，CBF、CBV与VEGF表达光密度呈正相关(r=0.654和0.548，P<0.05)，而PS、MTT与VEGF表达光密度无明显相关性(P>0.05)。

2.4 CT灌注成像参数鉴别高级别病灶的价值

CBF、CBV和PS鉴别高级别病灶的ROC曲线下面积分别为0.885、0.877和0.792，灵敏性分别为83.40%、82.00%和75.50%，特异性分别为80.50%、79.50%和72.50%。见图1。

图1 ROC曲线图

3 讨论

多层螺旋CT灌注成像是在快速静脉推注造影剂过程中，通过获得ROI部分的TDC对灌注参数进行量化，得到各种灌注参数值，进而对病灶进行准确判定的重要技术[11]，脑CT灌注成像结合脑组织的形态学与血液动力学，可对组织的多种功能信息进行有效反映，了解血流量和毛细血管通透性[12，13]。VEGF及其受体的过表达可促进肿瘤的增殖与迁移，VEGF能够通过评估术前肿瘤血管的生成情况指导手术，以及确定是否需要抗血管治疗[14]。256层螺旋CT灌注成像具有较好的分辨率，可有效评估肿瘤的血液动力学信息[15]，本研究结果显示，病变区域的CT灌注成像参数CBF、CBV和PS显著高于对侧正常脑组织，高级别病灶的CT灌注成像参数及VEGF表达水平显著高于低级别病变，分析原因是：新生血管生成是肿瘤发生与发展的关键环节，新血管的生成程度可在一定程度上反映肿瘤的生长情况，病理级别不同，其血管分布和血脑屏障的损伤程度有很大差异，脑胶质瘤的病变程度越高，其病灶内新生血管就越多，所获得的成像参数与正常组织的差别也越大。脑胶质瘤发生增殖可快速造成肿瘤内部缺氧，促进肿瘤细胞中大量VEGF被释放出来，进一步刺激脑胶质瘤的血管生成，恶性循环由此形成。因此，CBF、CBV、PS及VEGF可用于鉴别肿瘤良恶性及不同级别的脑胶质瘤。

本研究发现，CBF、CBV与VEGF的表达水平呈正相关关系。CBF和CBV值是反映脑胶质瘤新生血管形成情况的指标，低级别胶质瘤的新生血管形成不显著，肿瘤浸润也不明显。VEGF表达的强度与肿瘤的恶性程度及患者预后密切相关，脑胶质瘤的特征是浸润生长，浸润区域发生部分或全部组织水肿现象，其中包含了大量未成熟血管。新生血管的生成水平可用微血管密度(microvessel density, MVD)评估，而肿瘤微血管的生长活性可用VEGF表达水平来反映[16,17]，脑胶质瘤的发生发展导致病理血管的大量出现，肿瘤缺氧及细胞激酶的作用均可调节VEGF及其受体的水平，利用CBF、CBV与VEGF表达水平的相关性对脑胶质瘤进行生物学行为评估具有重要意义。

总之，本研究通过256层螺旋CT灌注成像获得脑胶质瘤的脑血流量、血容量和表面通透性等参数，并比较VEGF表达的变化，结果显示，CT灌注成像参数在低、高级别脑胶质瘤鉴别中有较好的应用价值，CBF、CBV在鉴别高级别病灶方面具有更好的敏感性和特异性，同时CBF、CBV与VEGF表达光密度呈正相关，可为脑胶质瘤的临床诊断提供参考。