多層螺旋CT灌注成像在胃癌術(shù)前評估中的應(yīng)用

王莉莉WANG Lili

徐香玖2XU Xiangjiu

黃 剛2HUANG Gang

王治民2WANG Zhimin

毛澤慶2MAO Zeqing

作者單位

1. 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院 甘肅蘭州730000

2. 甘肅省人民醫(yī)院放射科 甘肅蘭州730000

論著 Original Research

多層螺旋CT灌注成像在胃癌術(shù)前評估中的應(yīng)用

王莉莉1WANG Lili

徐香玖2XU Xiangjiu

黃 剛2HUANG Gang

王治民2WANG Zhimin

毛澤慶2MAO Zeqing

作者單位

1. 蘭州大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院 甘肅蘭州730000

2. 甘肅省人民醫(yī)院放射科 甘肅蘭州730000

Department of Radiology, Gansu Provincial Hospital, Lanzhou 730000, China

Address Correspondence to: XU Xiangjiu E-mail: xvxiangjiu@sina.com

中國圖書資料分類法分類號

R735.2；R730.42

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2012年 第20卷 第8期：590-593，595

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(8): 590-593, 595

目的 探討多層螺旋CT（MSCT）進(jìn)行胃癌灌注成像的可行性，評價其在胃癌術(shù)前評估中的應(yīng)用價值。資料與方法 67例經(jīng)胃鏡證實的胃癌患者行MSCT灌注成像掃描，計算腫瘤感興趣區(qū)的灌注參數(shù)，包括血流量（BF）、血容量（BV）、平均通過時間（MTT）和表面通透性（PS）。分析胃癌細(xì)胞分化程度、臨床分期、病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移及轉(zhuǎn)移部位與各灌注參數(shù)的關(guān)系。結(jié)果 PS值在胃癌不同細(xì)胞分化程度、TNM分期、病理分期、有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、有無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移各組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），MTT值在胃癌各組間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），BF、BV在不同TNM分期組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），BF在病理分期組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。結(jié)論MSCT灌注成像能反映胃癌的血流動力學(xué)變化，對胃癌的術(shù)前評估有重要意義。

胃腫瘤；體層攝影術(shù)，螺旋計算機(jī)；灌注成像；血流動力學(xué)；腫瘤分期

胃癌是消化系統(tǒng)最常見的惡性腫瘤，在世界范圍內(nèi)其發(fā)病率和死亡率均居惡性腫瘤前2位[1]。目前手術(shù)切除是最有效的治療方法，預(yù)后與腫瘤分化程度、浸潤深度、TNM分期等密切相關(guān)，對胃癌患者術(shù)前的準(zhǔn)確評價有利于選擇有效的治療方法和延長生存期。但目前有關(guān)胃癌評估與研究主要集中在形態(tài)結(jié)構(gòu)上，多層螺旋CT（MSCT）不但可以了解周圍臟器的情況，其仿真內(nèi)鏡（CT virtual endoscopy, CTVG）和三維成像技術(shù)還對胃腔內(nèi)發(fā)生形態(tài)改變的病灶有很高的檢出率[2]，但無法從血流動力學(xué)水平觀察病變，而MSCT灌注技術(shù)從微循環(huán)水平揭示局部微血管的功能狀況以及病理生理水平的改變，為胃癌患者術(shù)前評價提供更有價值的信息。MSCT灌注成像目前主要應(yīng)用于頭頸部[3]，在肺癌、肝癌、結(jié)直腸癌[4-6]等方面亦有較多報道。但目前利用MSCT灌注成像研究胃腫瘤血流動力學(xué)方面的報道較少[7,8]。本研究旨在探討MSCT灌注成像對胃癌血流動力學(xué)的評價及TNM分期的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2010-08～2011-10甘肅省人民醫(yī)院行CT灌注掃描的67例胃癌患者中，男47例，女20例；年齡35～70歲，平均（50.1±16.2）歲。根據(jù)病理組織學(xué)分化程度分為高分化組與低分化組，高分化組包括高分化及中分化腺癌，低分化組包括低分化腺癌、印戒細(xì)胞癌與黏液腺癌。根據(jù)病理分期分為早期（包括不論有無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，浸潤胃壁的深度僅局限于黏膜內(nèi)或黏膜下層的癌）與中晚期。根據(jù)TNM分期分為Ⅰ組（包括T1N0M0、T1N1M0、T2N0M0）、Ⅱ+Ⅲa組和Ⅲb+Ⅳ組。根據(jù)生長部位分為胃竇幽門、胃體、胃底賁門3組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①檢查前均由胃鏡活檢證實，并在1周內(nèi)接受手術(shù)，未接受任何放療與化療；②胃腔充盈好，呼吸波動少，圖像質(zhì)量好；③無碘過敏、青光眼及前列腺炎等。

1.2 儀器與方法 患者禁食8～12h，檢查前約10min口服2.5%等滲甘露醇400～600ml，臨近檢查時再口服2.5%等滲甘露醇500～600ml，使胃充分充盈。于檢查前10～15min肌注山莨菪堿20mg，扎腹帶，患者取仰臥位，根據(jù)患者情況訓(xùn)練呼吸。采用GE LightSpeed 64 VCT，先行上腹部平掃，確定灌注掃描的靶層面。灌注掃描方式：軸位掃描，采用shuttle mode，以病灶最大層面為中心，掃描范圍共選8cm，120kV，200mA，0.4s/r，準(zhǔn)直器寬度0.625×64，曝光時間約16.8s，總掃描時間（閉氣時間）約50s。團(tuán)注非離子型對比劑（碘普羅胺）300mgI/ml，速度4.5ml/s，用量48～50ml。注射開始后7s進(jìn)行掃描。

1.3 灌注分析 將原始圖像傳到ADW 4.4工作站，運(yùn)用CT Perfusion 4軟件處理分析，采用胰腺灌注模式，域值范圍選定在0～140之間，選擇腹腔干水平腹主動脈為輸入動脈，生成腹主動脈感興趣區(qū)（ROI）的時間-密度曲線（TDC）。在原始圖像上選擇圖像質(zhì)量好的腫瘤最大層面，選擇2～6個ROI，獲得灌注圖像及參數(shù)，包括血流量（BF）、血容量（BV）、平均通過時間（MTT）和表面通透性（PS）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 13.0軟件，計量資料數(shù)據(jù)以±s 表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗，多組均數(shù)比較采用單因素方差分析，方差齊性檢驗用Levene法。方差齊者用LSD法進(jìn)行均數(shù)間多重比較，方差不齊采用Games-Howell法；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移與胃癌原發(fā)灶灌注參數(shù)的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 不同分化程度、病理分期、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移患者灌注參數(shù)比較 高分化組BV、BF、MTT與低分化組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t＝0.468、－1.618、1.437, P＞0.05），兩組PS值差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝2.405, P＜0.05）；早期BF、PS較中晚期組低，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝－2.381、－2.094, P＜0.05）；淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組PS較無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝3.357, P＜0.05）。淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組BV、BF、MTT與無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t＝1.311、0.703、1.079, P＞0.05）；遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移組PS較無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移組高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t＝－2.641, P＜0.05），而遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移組BV、BF、MTT與無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t＝－0.933、－1.441、0.985, P＞0.05）。見表1。

表1 胃癌灌注參數(shù)與分化程度、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的關(guān)系

2.2 TNM分期及生長部位組各灌注參數(shù)比較 Ⅰ期PS較Ⅱ、Ⅲa期及Ⅲb、Ⅳ期低，Ⅱ、Ⅲa期 PS較Ⅲb、Ⅳ期低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；Ⅰ期BF較Ⅱ、Ⅲa期及Ⅲb、Ⅳ期低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）；Ⅰ期BV較Ⅲb、Ⅳ期低，Ⅱ、Ⅲa期BV較Ⅲb、Ⅳ期低，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）（圖1）。圖2～5示Ⅲa期胃竇癌呈偽彩色，提示PS、BV、BF較高。而3組間MTT，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。胃竇幽門組、胃體組、胃底賁門3組間PS、BV、BF、MTT差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

2.3 胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與胃癌原發(fā)灶灌注參數(shù)的相關(guān)性胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組BV、BF與胃癌原發(fā)灶組呈正相關(guān)（r＝0.609、0.805, P＜0.05），而胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)組MTT、PS與胃癌原發(fā)灶組無顯著相關(guān)性（r＝0.394、0.394, P＞0.05）。見表3。

表2 胃癌灌注參數(shù)與TNM分期、生長部位的關(guān)系

圖1 胃竇癌灌注原始圖，中分化腺癌，Ⅲa期，周圍淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移。圖2、3 胃竇癌CT灌注功能圖，胃竇區(qū)腫瘤BV及PS呈紅色偽彩色，BV及PS增高，血流豐富，惡性程度高。圖4 胃竇癌CT灌注BF圖，胃竇呈黃綠偽彩色，提示增高，胃小彎側(cè)顯示黃綠偽彩色淋巴結(jié)。圖5病理圖片（HE, ×200）

表3 胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與胃癌原發(fā)病灶灌注參數(shù)的相關(guān)性

3 討論

3.1 CT灌注成像原理 CT灌注成像是在注射造影劑的同時對選定的層面連續(xù)動態(tài)掃描，獲得該層面內(nèi)每一像素的TDC曲線，利用不同的數(shù)學(xué)模型計算出各項灌注參數(shù)，能反映局部組織的血流灌注狀態(tài)，從組織細(xì)胞和微循環(huán)水平揭示局部微血管的血流動力學(xué)改變。根據(jù)數(shù)學(xué)模型計算靶組織的各個參數(shù)值，目前的數(shù)學(xué)模型主要是非去卷積模型和去卷積模型，前者概念相對簡單，便于理解，但易低估BF，對比劑注射流率大；后者注射速度要求不高，計算原理更接近組織的實際灌注狀況。本研究采用后者，以使灌注值更準(zhǔn)確。

3.2 CT灌注成像評價胃癌的價值 本研究發(fā)現(xiàn)，低分化胃癌組PS值明顯高于高分化組，腫瘤Ⅱ、Ⅲa期PS值高于Ⅰ期，Ⅲb、Ⅳ期PS值高于Ⅱ、Ⅲa，中晚期胃癌PS值高于早期胃癌，淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組PS值高于無淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移組，遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移組PS值高于無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移組，其原因可能為胃癌組織中有大量血管內(nèi)皮生長因子，可以促進(jìn)腫瘤血管生成，新生毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞連接疏松，基膜發(fā)育不完全，內(nèi)皮細(xì)胞間隙增大、通透性增加，更容易滲透大顆粒，腫瘤細(xì)胞更容易向深層浸潤，通過血管、淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移，這整個過程中還時常發(fā)生加速通透性改變的炎癥反應(yīng)[9]，PS能反映腫瘤血管的上述特點(diǎn)。因此，腫瘤浸潤程度越高、分化程度越差、TNM分期越高，局部腫瘤新生血管的數(shù)量就越多，通透性越大，胃癌灌注PS值越大?？敌忝穂10]研究指出，64層螺旋CT灌注成像能準(zhǔn)確反映胃癌灌注參數(shù)的改變，PS值與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、TNM分期、組織學(xué)類型之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移、漿膜浸潤、患者年齡、性別無關(guān)。而本研究發(fā)現(xiàn)腫瘤PS在有無遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移的胃癌患者之間差異也有統(tǒng)計學(xué)意義，其原因可能為PS高胃癌的微血管通透性增加，腫瘤細(xì)胞更容易通過血管、淋巴管向遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移。因此，PS可以為胃癌術(shù)前分級提供有價值的信息。

本研究結(jié)果顯示，BF在Ⅰ期與Ⅱ+Ⅲa期間、Ⅰ期與Ⅲb+Ⅳ期間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；BV在Ⅰ期與Ⅲb+Ⅳ期間、Ⅱ+Ⅲa期與Ⅲb+Ⅳ期間差異有統(tǒng)計學(xué)意義，原因可能為腫瘤血管的血液供應(yīng)是腫瘤生長和轉(zhuǎn)移的必要條件，隨著腫瘤浸潤進(jìn)展，BV、BF隨之變化。Bellomi等[6]的研究認(rèn)為，腫瘤血管動靜脈分流的形成可影響B(tài)F，新血管增生導(dǎo)致BV增加。Yao等[8]認(rèn)為胃癌BV顯著提高與動靜脈分流和新毛細(xì)血管2個因素有關(guān)，后者占主導(dǎo)地位。BF與腫瘤浸潤程度、腹膜轉(zhuǎn)移、TNM分期及分化程度之間有顯著關(guān)系[11]。本研究中也顯示了BF在Ⅰ期與Ⅱ、Ⅲa比較，Ⅰ期與Ⅲb、Ⅳ期比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義；BV在Ⅰ期與Ⅲb、Ⅳ期比較，Ⅱ、Ⅲa期與Ⅲb、Ⅳ期比較，差異亦均有統(tǒng)計學(xué)意義。

胃癌的預(yù)后與淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移、手術(shù)時淋巴結(jié)是否徹底清掃明顯相關(guān)，因此，術(shù)前正確評估胃癌淋巴結(jié)對手術(shù)和預(yù)后有指導(dǎo)意義。傳統(tǒng)方法一般根據(jù)淋巴結(jié)的大小來判斷是否轉(zhuǎn)移。胡榮劍等[12]認(rèn)為胃癌大淋巴結(jié)也可以是反應(yīng)性增生引起，小淋巴結(jié)也有較高的轉(zhuǎn)移率，若切除則降低了患者術(shù)后的抵抗力。本研究通過灌注成像分析顯示，胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)與胃癌原發(fā)灶灌注參數(shù)值BV、BF呈正相關(guān)，指出胃癌原發(fā)灶與胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)具有相似的灌注現(xiàn)象，因此術(shù)前可對淋巴結(jié)灌注參數(shù)值與胃癌原發(fā)灶進(jìn)行分析，若參數(shù)有相似，提示轉(zhuǎn)移性淋巴結(jié)；否則考慮淋巴結(jié)反應(yīng)性增生。故對胃癌原發(fā)灶及淋巴結(jié)的灌注參數(shù)分析有助于胃癌轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的診斷，而不是傳統(tǒng)方法依靠淋巴結(jié)的大小來判斷是否轉(zhuǎn)移，對術(shù)前評估有重要意義。

MSCT灌注成像在胃癌評估中能發(fā)現(xiàn)和量化血管生成區(qū)的生理變化，在腫瘤的定量及定性研究中具有廣闊的應(yīng)用前景[13]，但其也存在一些局限性，如功能成像的圖像清晰度和分辨率較常規(guī)軸位CT圖像低很多，對于一些細(xì)微病變的顯示也要結(jié)合常規(guī)CT圖像。需要患者長時間閉氣仍是阻礙灌注成像發(fā)展的瓶頸。部分患者胃腔充盈欠佳時，在氣-液交界面產(chǎn)生偽影。CT灌注成像輻射劑量是一直存在的問題，本研究中采用軸位掃描，shuttle mode，間隔掃描，轉(zhuǎn)速0.4s/r，不但增大了灌注范圍，而且降低了曝光時間，整個過程僅需要十幾秒的曝光時間，減少了輻射劑量。本研究發(fā)現(xiàn)，胃癌灌注參數(shù)BV、BF、PS對胃癌分化程度、TNM分期、病理分級、轉(zhuǎn)移淋巴結(jié)的灌注等方面有重要意義，為臨床提供準(zhǔn)確和豐富的術(shù)前診斷信息。隨著MSCT的廣泛應(yīng)用和灌注軟件的不斷改進(jìn)，胃灌注成像技術(shù)和方法會不斷完善，CT灌注成像將會在胃癌的血流動力學(xué)評估、治療及預(yù)后評估等方面發(fā)揮重要作用。

[1] 孫秀娣, 牧人, 周有尚, 等. 中國胃癌死亡率20年變化情況分析及其發(fā)展趨勢預(yù)測. 中華腫瘤雜志, 2004, 26(1): 4-9.

[2] 徐香玖, 黃剛, 郭青, 等. 多層面螺旋CT仿真內(nèi)鏡與三維成像技術(shù)在胃腫瘤診斷中的應(yīng)用. 實用放射學(xué)雜志, 2002, 18 (10): 875-878.

[3] Rumboldt Z, Al-Okaili R, Deveikis JP. Perfusion CT forhead and neck tumors: pilot study. Am J Neuroradiol, 2005, 26(5): 1178-1185.

[4] Li Y, Yang ZG, Chen TW, et al. Whole tumor perfusion of peripheral lung carcinoma: evaluation with first-pass CT perfusion imaging at 64-detector row CT. Clin Radiol, 2008, 63(6): 629-635.

[5] Sahani DV, Holalkere NS, Mueller PR, et al. Advanced hepatocellular carcinoma: CT perfusion of liver and tumor tissue-initial experience. Radiology, 2007, 243(3): 736-743.

[6] Bellomi M, Petralia G, Sonzogni A, et al. CT perfusion for the monitoring of neoadjuvant chemotherapy and radiation therapy in rectal carcinoma: initial experience. Radiology, 2007, 244(2): 486-493.

[7] Zhang H, Pan Z, Du L, et al. Advanced gastric cancer and perfusion imaging using a multi-detector row computed tomography: correlation with prognostic determinants. Korean J Radiol, 2008, 9(2): 119-127.

[8] Yao J, Yang ZG, Chen TW, et al. Perfusion changes in gastric adenocarcinoma: evaluation with 64-section MDCT. Abdom Imaging, 2010, 35(2): 195-202.

[9] Raghunand N, Gatenby RA, Gillies RJ. Microenviromental and cellular consequences of altered blood fow in tumors. Br J Radiol, 2003, 76(Spec 1): S11-S22.

[10] 康秀梅. 胃癌64排螺旋CT灌注成像研究. 鄭州: 鄭州大學(xué)碩士學(xué)位論文, 2010: 1-53.

[11] Satoh A, Shuto K, Okazumi S, et al. Role of perfusion CT in assessing tumor blood flow and malignancy level of gastric cancer. Dig Surg, 2010, 27(4): 253-260.

[12] 胡榮劍, 薛敏娜, 張旻, 等. 胃癌淋巴結(jié)大小與轉(zhuǎn)移的探討.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù), 2002, 18(5):426-427.

[13] 李春志, 徐榮天,李響, 等. 雙源CT灌注成像診斷胃癌的初步研究.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2009, 17(5): 329-332.

（責(zé)任編輯 張春輝）

Preoperative Assessment of Multi-slice CT Perfusion Imaging in Gastric Cancer

Purpose To explore the feasibility of CT perfusion in gastric cancer using multi-slice CT (MSCT) scanner, and to evaluate the value of CT perfusion parameters in preoperative assessment of gastric cancer.Materials and Methods MSCT perfusion imaging was preoperatively performed in 67 patients with gastric cancer confirmed by gastroscope. The CT hemodynamic parameters in regions of interest (ROI) including blood flow (BF), blood volume (BV), mean transit time (MTT) and permeability surface (PS) were measured. The relationships of the perfusion parameters and degree of tumor cells, TNM staging, pathology staging, the metastasis of the lymph node and distant metastasis were analyzed.Results There was significant difference in PS value among lymphatic involvement (P＜0.05), differentiation degree (P＜0.05), TNM staging (P＜0.05), pathology staging (P＜0.05) and distant metastasis (P＜0.05). However, there was no statistic difference in MTT value among the three groups (P＞0.05). There was statistic differences of BV and BF in different TNM stagings (P＜0.05). There was statistic difference of BF for different pathology stagings (P＜0.05).Conclusion MSCT perfusion imaging can refect the hemodynamic changes of gastric cancer, which provides important clinical value for preoperative evaluation.

Stomach neoplasms; Tomography, spiral computed; Perfusion imaging; Hemodynamics; Neoplasm staging

徐香玖

2012-01-14

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.08.009

2012-05-30