宮頸鱗癌容積CT灌注參數(shù)的測(cè)量穩(wěn)定性和影響因素

董瑞彤，董越，羅婭紅，胡啟云，王菲菲，于韜

中國(guó)醫(yī)科大學(xué)腫瘤醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，遼寧沈陽(yáng) 110042； *通訊作者 董越 dyy1026@sina.com

宮頸癌是中國(guó)女性最常見(jiàn)的生殖系統(tǒng)惡性腫瘤，其發(fā)病率逐年上升[1]。MRI是評(píng)價(jià)宮頸癌療效最重要的影像學(xué)方法，但仍然有少部分患者由于特殊原因不能接受MRI檢查，需要一種可替代的用于治療前評(píng)估的影像學(xué)方法。CT灌注成像是一種功能性成像技術(shù)，可以評(píng)價(jià)活體組織的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)，特別是320排螺旋CT的臨床應(yīng)用，使容積掃描達(dá)到16 cm的超寬覆蓋范圍，能夠完成全器官容積掃描[2-4]，使容積CT灌注成為可能。于梅艷等[5]研究發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用320排螺旋CT進(jìn)行全子宮容積灌注成像評(píng)價(jià)宮頸癌具有可行性，但存在輻射劑量過(guò)高的問(wèn)題。本研究設(shè)計(jì)了低劑量容積掃描方案結(jié)合迭代重建技術(shù)，對(duì)不能行MRI檢查的宮頸鱗癌患者進(jìn)行檢查，探討宮頸鱗癌容積CT灌注參數(shù)的測(cè)量穩(wěn)定性和影響因素，為其臨床廣泛應(yīng)用提供依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究為前瞻性研究。對(duì)2016年9月－2017年3月在遼寧省腫瘤醫(yī)院就診的宮頸鱗癌患者行CT灌注掃描。共納入43例患者，其中21例已絕經(jīng)，22例未絕經(jīng)；年齡26～69歲，平均（51.3±10.5）歲；體重指數(shù)（BMI）17.8～29.1 kg/m2，平均（23.6±3.2）kg/m2。國(guó)際婦產(chǎn)科聯(lián)盟（International Federation of Gynecology and Obstetrics，F(xiàn)IGO）分期：I期19例，II期13例，III期11例。病理：高分化6例，中分化23例，低分化14例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①病理活檢證實(shí)為宮頸鱗癌；②未經(jīng)任何治療；③無(wú)使用碘對(duì)比劑的禁忌證；④不能接受MRI檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①腫瘤體積太小無(wú)法進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量；②嚴(yán)重甲亢或心、腎功能不全患者。本研究通過(guò)遼寧省腫瘤醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)（批準(zhǔn)文號(hào)：201402020）。

1.2 儀器與方法 采用Toshiba Aquillion one 640層CT掃描儀，檢查前1 h飲500 ml清水充盈消化道及膀胱?；颊咝醒雠P位盆腔平掃定位，掃描參數(shù)：管電壓100 kV，管電流25 mAs，層厚5 mm，層間距5 mm；然后行恥骨聯(lián)合下緣向上至整個(gè)子宮灌注掃描，掃描參數(shù)：管電壓100 kV，管電流30 mAs，重建層厚0.5 mm，范圍16 cm。應(yīng)用高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入非離子型碘對(duì)比劑碘海醇（350 mgI/ml）40 ml，流速5 ml/s，隨后以相同流速注射生理鹽水35 ml。在注射對(duì)比劑5 s后開(kāi)始行CT灌注首次掃描，其后5 s每間隔2 s掃描1次，共10次；其后每間隔3 s掃描1次，共6次，再隔5 s掃描最后一次（圖1A）。

1.3 圖像分析 圖像傳入工作站后選擇體部容積灌注軟件中的單血供最大斜率法進(jìn)行后處理，選擇病灶最大層面的髂外動(dòng)脈和正常宮體組織設(shè)定感興趣區(qū)（ROI），形成兩者的時(shí)間-密度曲線（time-density curve，TDC），將時(shí)相調(diào)至髂外動(dòng)脈TDC的達(dá)峰時(shí)間（time to peak，TTP）后，通過(guò)計(jì)算形成CT圖、動(dòng)脈血流量（artery flow，AF）、血容量（blood volume，BV）和表面滲透性（permeability surface，PS）灌注偽彩圖。其中AF為單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)定量組織的血容量，BV為一定量組織血管結(jié)構(gòu)內(nèi)的血容量，PS為血液由毛細(xì)血管向組織間隙滲透的速度。在軸位AF偽彩圖上進(jìn)行測(cè)量，ROI選擇在宮頸鱗癌和宮體灌注最明顯的部位（顏色最紅），ROI面積15～25 mm2，注意避開(kāi)血管、腫瘤壞死區(qū)及腫瘤邊緣部分，連續(xù)3層測(cè)量，取均值作為宮頸鱗癌和正常宮體的AF值；同時(shí)在BV、PS灌注偽彩圖的相應(yīng)ROI上求得BV、PS值；在雙側(cè)髂外動(dòng)脈、臀大肌及臀部脂肪層組織密度均勻的部位選擇ROI測(cè)得髂外動(dòng)脈AF值，臀大肌CT值、AF值，臀部脂肪層CT值，以雙側(cè)均值作為結(jié)果（髂外動(dòng)脈的ROI面積在25 mm2左右，臀大肌、臀部脂肪層的ROI面積為400～500 mm2）（圖1B）。分別由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的主任醫(yī)師進(jìn)行圖像后處理，對(duì)兩者的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

圖1 A宮頸鱗癌容積CT灌注掃描時(shí)間；B宮頸鱗癌、雙側(cè)髂外動(dòng)脈及雙側(cè)臀大肌ROI的選擇

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料以±s表示，首先采用Kolmogorov-Smimov檢驗(yàn)行正態(tài)性分析，采用Levene檢驗(yàn)進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn)。應(yīng)用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（interclass correlation coefficient，ICC）評(píng)價(jià)2名醫(yī)師間測(cè)量結(jié)果的一致性，ICC＞0.75表示一致性好。取高年資醫(yī)師的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行后續(xù)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，宮頸鱗癌與子宮體各參數(shù)值的差異、絕經(jīng)與未絕經(jīng)患者各參數(shù)值的差異比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；不同F(xiàn)IGO分期、不同病理分級(jí)的宮頸鱗癌各參數(shù)值比較采用秩和檢驗(yàn)。宮頸鱗癌灌注參數(shù)與相關(guān)因素的相關(guān)性分析采用Pearson或Spearman檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 容積CT灌注成像的成功率及輻射劑量 43例患者均順利完成掃描，圖像質(zhì)量較好，無(wú)明顯運(yùn)動(dòng)偽影和錯(cuò)層偽影，可以清楚地觀察到子宮及宮頸區(qū)癌灶，檢查成功率為100%。灌注掃描的輻射劑量為8.3 mSv。

2.2 宮頸鱗癌在CT灌注圖上的影像學(xué)表現(xiàn) 宮頸鱗癌CT表現(xiàn)為宮頸增粗、增大，形態(tài)略不規(guī)則，病灶呈結(jié)節(jié)或腫塊樣強(qiáng)化，部分較大病灶中可見(jiàn)無(wú)明顯強(qiáng)化的低密度壞死區(qū)，宮頸周圍可見(jiàn)結(jié)節(jié)、小索條（圖2A）。根據(jù)灌注量從高到低的順序，灌注偽彩圖由紅、黃、綠、藍(lán)4種顏色構(gòu)成，其中紅色區(qū)域代表高灌注，藍(lán)色區(qū)域代表低灌注。軸位、矢狀位及冠狀位的灌注偽彩圖上宮頸鱗癌均表現(xiàn)為較周圍正常宮頸和宮體組織呈明顯紅色的高灌注區(qū)（圖2B、C）。

圖2 女，51歲，IIIB期宮頸鱗癌。A為CT灌注橫軸面影像，宮頸癌灶表現(xiàn)為均勻強(qiáng)化腫塊，邊緣毛糙（箭）；B、C分別為橫軸面、矢狀面AF偽彩圖，宮頸鱗癌血流豐富，在AF偽彩圖上表現(xiàn)為明顯的紅色（箭）

2.3 2名醫(yī)師間各灌注參數(shù)值測(cè)量的一致性 2名醫(yī)師間各參數(shù)測(cè)量結(jié)果一致性均較好。宮頸鱗癌AF值、BV值、PS值、正常宮體AF值、BV值、PS值、髂外動(dòng)脈AF值、臀大肌CT值、臀大肌AF值和臀部脂肪層CT值間的ICC為0.759～0.988（表1）。

表1 2名醫(yī)師對(duì)43例宮頸鱗癌患者CT灌注參數(shù)值測(cè)量結(jié)果的一致性分析（±s）

表1 2名醫(yī)師對(duì)43例宮頸鱗癌患者CT灌注參數(shù)值測(cè)量結(jié)果的一致性分析（±s）

注：ICC：組內(nèi)相關(guān)系數(shù)；AF：血流量；BV：血容量；PS：表面滲透性

宮頸鱗癌AF值[ml/（min·100 g）]179.4±51.8 181.7±53.1 ＞0.05 0.976 0.956～0.987宮頸鱗癌PS值[ml/（min·100 g）] 29.9±14.1 30.0±15.3 ＞0.05 0.783 0.633～0.876正常宮體BV值（ml/100 g） 32.6±14.7 34.1±13.3 ＞0.05 0.863 0.761～0.923髂外動(dòng)脈AF值[ml/（min·100 g）] 952.8±126.1 956.8±118.4 ＞0.05 0.932 0.879～0.963臀大肌AF值[ml/（min·100 g）] 45.7±10.3 45.3±10.6 ＞0.05 0.897 0.818～0.943

2.4 宮頸鱗癌與正常宮體組織灌注參數(shù)的影響因素宮頸鱗癌比正常宮體血供豐富，宮頸癌鱗AF值高于正常宮體的AF值，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；宮頸癌鱗BV值、PS值與正常宮體比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)圖3。

絕經(jīng)患者宮頸鱗癌AF值、PS值分別為（156.9±45.6）ml/（min·100 g）、（23.5±6.9）ml/（min·100 g），正常宮體AF值、BV值、PS值分別為（127.8±48.7）ml/（min·100 g）、（27.1±9.6）ml/100 g、（23.5±10.0）ml/（min·100 g），均低于未絕經(jīng)患者的宮頸鱗癌AF值、PS值[分別為（200.9±49.0）ml/（min·100 g）、（36.0±16.5）ml/（min·100 g）]和正常宮體AF值、BV值、PS值[分別為（173.5±37.5）ml/（min·100 g）、（38.0±16.9）ml/100 g、（40.1±15.5）ml/（min·100 g）]，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；絕經(jīng)和未絕經(jīng)患者的宮頸鱗癌BV值分別為（28.2±11.1）ml/100 g和（31.0±13.4）ml/100 g，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)圖 4。不同F(xiàn)IGO分期和病理分級(jí)的宮頸鱗癌AF值、BV值、PS值組間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表2。

圖3 宮頸鱗癌與正常宮體AF值（A）、BV值（B）、PS值（C）比較

圖4 不同月經(jīng)狀態(tài)患者宮頸鱗癌及正常宮體AF值（A）、BV值（B）和PS值（C）比較

表2 不同F(xiàn)IGO分期和病理分級(jí)宮頸鱗癌各灌注參數(shù)的比較（±s）

表2 不同F(xiàn)IGO分期和病理分級(jí)宮頸鱗癌各灌注參數(shù)的比較（±s）

注：秩和檢驗(yàn)：P＞0.05

分組例數(shù)AF值[ml/（min·100 g）]BV值（ml/100g）PS值[ml/（min·100 g）]FOGO分期I期19 176.9±61.0 30.7±15.0 34.0±18.0 II期13 189.5±39.9 27.5±8.0 24.4±10.2 III期11 171.8±49.7 30.4±12.1 29.4±7.4病理分級(jí)高分化6 194.1±77.5 29.8±13.0 23.4±9.2中分化23 181.4±46.9 29.0±11.7 32.2±15.4低分化14 170.0±49.5 30.6±13.8 29.1±13.4

宮頸鱗癌AF值、PS值及正常宮體組織AF值、BV值、PS值與患者年齡呈負(fù)相關(guān)（r=-0.450、-0.546、-0.439、-0.424、-0.550，P＜0.05）。宮頸鱗癌BV值與患者年齡無(wú)相關(guān)性。宮頸鱗癌AF與正常宮體AF值呈正相關(guān)（r=0.520，P＜0.05）。宮頸鱗癌各灌注參數(shù)與患者BMI、髂外動(dòng)脈AF值、FIGO分期和病理分級(jí)均無(wú)相關(guān)性（P＞0.05）。

3 討論

本研究利用640層CT掃描儀對(duì)不能行MRI檢查的宮頸鱗癌患者進(jìn)行全子宮容積CT灌注掃描，檢查過(guò)程操作簡(jiǎn)單，檢查成功率高；CT灌注掃描范圍達(dá)16 cm，克服了檢查范圍的限制；消除了錯(cuò)層偽影和運(yùn)動(dòng)偽影的影響，顯著提高了圖像質(zhì)量；使用了全新的三維自適應(yīng)迭代劑量降低技術(shù)，掃描的輻射劑量為8.3 mSv，低于于梅艷等[5]報(bào)道的宮頸癌容積CT灌注的掃描輻射劑量（10.3 mSv）和常規(guī)宮頸部位三期增強(qiáng)CT掃描的輻射劑量。

本研究中各灌注參數(shù)和CT值的測(cè)量均具有很好的一致性，各參數(shù)間的ICC為0.759～0.988，說(shuō)明CT灌注圖像參數(shù)測(cè)量具有很高的穩(wěn)定性。由此可見(jiàn)容積CT灌注成像是一種重復(fù)性好的掃描方式[6]，并能獲得穩(wěn)定性很好的灌注參數(shù)，通過(guò)三維容積顯像和功能性顯像，彌補(bǔ)了常規(guī)CT解剖信息的不足。

在容積CT灌注AF偽彩圖上，宮頸鱗癌表現(xiàn)為較周圍正常宮體和陰道組織呈明顯紅色的高灌注區(qū)，較常規(guī)增強(qiáng)CT圖像能夠清楚地顯示癌灶輪廓，與既往相關(guān)研究結(jié)果一致[5,7]，表明宮頸鱗癌的血供較周圍正常組織血供豐富。宮頸鱗癌與正常宮體AF值間的顯著差異同樣提示宮頸鱗癌的血流增快，即使與血流較快的正常宮體相比，亦有明顯差別，有助于對(duì)宮頸病變區(qū)和正常宮體的區(qū)分。另外，可能因?yàn)榘┰顓^(qū)微血管通透性增高致局部血容量減少，而使宮頸鱗癌與正常宮體BV值、PS值無(wú)明顯差異。

本研究顯示除宮頸鱗癌BV值與患者年齡無(wú)相關(guān)性外，其余宮頸鱗癌與正常宮體組織各參數(shù)值均與患者年齡呈負(fù)相關(guān)，且宮頸鱗癌與正常宮體AF值間呈正相關(guān)；除宮頸鱗癌BV值外，宮頸鱗癌及正常宮體各參數(shù)值在未絕經(jīng)患者均高于絕經(jīng)患者，說(shuō)明隨著年齡的增長(zhǎng)，子宮血供緩慢減少，絕經(jīng)患者宮頸鱗癌及正常宮體血供較未絕經(jīng)患者的血供也呈減少趨勢(shì)；因此在對(duì)宮頸癌進(jìn)行灌注研究中應(yīng)考慮年齡和絕經(jīng)因素。既往研究[8-13]表明，對(duì)血供豐富的宮頸癌患者行放療和化療效果顯著，故對(duì)部分年輕、未絕經(jīng)的宮頸鱗癌患者行放療和化療，可能會(huì)取得較理想的效果。

宮頸鱗癌各灌注參數(shù)值與患者BMI及髂外動(dòng)脈AF值間未發(fā)現(xiàn)相關(guān)性，說(shuō)明患者體型和心搏出量對(duì)灌注成像測(cè)得宮頸鱗癌的血流速度無(wú)影響。本研究結(jié)果顯示宮頸鱗癌各灌注參數(shù)在不同F(xiàn)IGO分期和病理分級(jí)間無(wú)差異，也與FIGO分期和病理分級(jí)無(wú)相關(guān)性，與既往部分相關(guān)研究結(jié)果[14-16]不同，這可能與使用的掃描方式、灌注算法、分析的指標(biāo)及納入的病例結(jié)構(gòu)不同等因素有關(guān)，有待深入研究。

本研究由于納入病例數(shù)有限，并且考慮到宮頸腺癌血供與鱗癌有一定的差異，在研究中未納入宮頸腺癌的病例，故今后需要擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步研究。本研究采用低劑量掃描技術(shù)結(jié)合迭代重建算法，已經(jīng)將劑量降低到與常規(guī)腹部增強(qiáng)CT相近的水平，但仍需深入探討如何在保證圖像質(zhì)量的前提下有效控制輻射劑量。此外，CT灌注研究主要用于腫瘤放化療療效的監(jiān)測(cè)，因此涉及灌注參數(shù)在術(shù)前評(píng)估、預(yù)測(cè)療效方面的作用需深入研究。

宮頸鱗癌容積CT灌注成像參數(shù)有很好的測(cè)量穩(wěn)定性；宮頸鱗癌及正常宮體血供與患者年齡、是否絕經(jīng)等關(guān)系密切；容積CT灌注成像在宮頸癌評(píng)估中具有可行性，對(duì)于部分不能行MRI檢查的患者，該方法作為一種可替代的影像學(xué)方法，有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。

志謝：感謝佳能醫(yī)療系統(tǒng)（中國(guó)）有限公司的文靜工程師為本研究提供的幫助。