王　偉，羅　敏

（1.四川醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州　646000；2.自貢市第四人民醫(yī)院放射科，四川 自貢　643000）

多層螺旋CT灌注成像在腦膠質(zhì)瘤中的應(yīng)用價(jià)值

王偉1，羅敏2

（1.四川醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州646000；2.自貢市第四人民醫(yī)院放射科，四川 自貢643000）

腦腫瘤；神經(jīng)膠質(zhì)瘤；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)

CT灌注成像指在靜脈注射對(duì)比劑的同時(shí)，對(duì)選定層面進(jìn)行連續(xù)多次掃描，獲取該層面每一像素的時(shí)間-密度曲線（TDC），然后根據(jù)TDC曲線利用不同數(shù)學(xué)模型得出組織血流灌注的各項(xiàng)參數(shù)，以此完成對(duì)組織灌注狀態(tài)的評(píng)價(jià)。CTPI在早期腦血管疾病的診斷［1］及腦腫瘤的診斷、分級(jí)及預(yù)后［2］等方面已有較為廣泛的應(yīng)用。腦膠質(zhì)瘤具有明顯的血管依賴性，膠質(zhì)瘤新生血管的血管化程度與其惡性程度密度相關(guān)［3］。腫瘤新生血管具有基底膜不完整、內(nèi)皮細(xì)胞間隙大、通透性高等特點(diǎn)，這為CTPI提供了病理基礎(chǔ)。

1　CT灌注成像的基本原理

1980年Axel首先對(duì)CT灌注技術(shù)進(jìn)行了理論分析，并于1983年首次獲得了大腦 CBF和 CBV的定量值；1991年Miles首次提出CT灌注成像的概念。CTPI的理論基礎(chǔ)是基于核醫(yī)學(xué)的中心容積定律和放射性示蹤劑稀釋原理：BF=BV/ MTT。Miles認(rèn)為碘對(duì)比劑具有與非彌散型示蹤劑基本相同的藥代動(dòng)力學(xué)，因此，經(jīng)靜脈注入碘對(duì)比劑對(duì)所需層面進(jìn)行多次動(dòng)態(tài)掃描得出TDC曲線（橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)為注射對(duì)比劑后各像素增加的CT值），該曲線反映了組織中對(duì)比劑濃度隨時(shí)間的變化，也間接反映了組織的血流灌注情況。CTPI的主要參數(shù)包括：血容量 （BV）、血流量 （BF）、達(dá)峰時(shí)間（TTP）、平均通過(guò)時(shí)間（MTT）、表面通透性（PS），這些參數(shù)與腫瘤的分級(jí)、惡性程度及預(yù)后密切相關(guān)［4-7］。

CT灌注成像利用的數(shù)學(xué)模型主要分為非去卷積法和去卷積法，本文不在此對(duì)其原理進(jìn)行詳細(xì)闡述。前者概念簡(jiǎn)單，易于理解，但若靜脈流出量較大，常使BF值偏低，且對(duì)造影劑注射速度要求較大（≥8 mL/s），增加了操作難度和危險(xiǎn)性。后者概念復(fù)雜，但由于綜合考慮了流入動(dòng)脈和流出靜脈，故能更加準(zhǔn)確的反映組織微循環(huán)灌注情況，且該方法對(duì)造影劑注射速度要求不大（3～5 mL/s），目前已被廣泛采用。

2　CT灌注在腦膠質(zhì)瘤診斷及治療中的價(jià)值

2.1在腦膠質(zhì)瘤診斷、鑒別診斷及分級(jí)中的價(jià)值

腫瘤的惡性程度主要取決于新生血管的生成能力和腫瘤侵襲性［8］。新生血管的高通透性決定了腫瘤具有較高的灌注量，并且通透性高的腫瘤侵襲能力更強(qiáng)［9］。不同類型的腫瘤或同類型不同級(jí)別的腫瘤生理特性的不同導(dǎo)致其灌注參數(shù)各異。

以往灌注成像研究對(duì)膠質(zhì)瘤的分級(jí)大多采用MR灌注技術(shù)，但目前CT灌注技術(shù)在對(duì)比劑濃度與密度間提供了一種線性關(guān)系［10］，因此，更能準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)組織的灌注狀態(tài)。有學(xué)者研究顯示［11］，高級(jí)別膠質(zhì)瘤（HGG）的CBV、CBF及PS值均高于低級(jí)別膠質(zhì)瘤（LGG）；Jain等［6］、Shankar等［12］的研究發(fā)現(xiàn)，HGG與LGG之間CBV、CBF、PS具有顯著差異性；Ellika等［13］以CBV=1.92 mL/100 g作為臨界值區(qū)分HGG和LGG，敏感性和特異性分別為85.7%、100%。同時(shí)Jain等［6］的研究還發(fā)現(xiàn)，PS參數(shù)在區(qū)分Ⅲ、Ⅳ級(jí)膠質(zhì)瘤中的價(jià)值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CBV。

當(dāng)腦實(shí)質(zhì)腫瘤侵犯腦膜或腦外腫瘤侵犯腦實(shí)質(zhì)時(shí)，常規(guī)CT和MR很難鑒別，但腦內(nèi)腫瘤都有一定的血腦屏障，而腦外腫瘤缺乏血腦屏障，因此，通過(guò)PS參數(shù)能將兩者區(qū)分開(kāi)來(lái)。垂體瘤、腦膜瘤的PS值顯著高于膠質(zhì)瘤。Roberts等［14］發(fā)現(xiàn)，腦轉(zhuǎn)移瘤CBV、CBF較正常腦實(shí)質(zhì)升高不明顯，但PS顯著升高，據(jù)此，可以與膠質(zhì)瘤進(jìn)行鑒別。

非典型腫瘤樣脫髓鞘病變（TDLs）、腦原發(fā)淋巴瘤與膠質(zhì)瘤通過(guò)常規(guī)CT、MR鑒別困難。由于受限于腦立體定向活檢取材部位、樣本量等問(wèn)題，TDLs偶爾與膠質(zhì)瘤具有相同的組織病理學(xué)［15-16］。然而這三種疾病的臨床治療方案相差巨大，因此進(jìn)行有效的鑒別對(duì)指導(dǎo)臨床治療具有重要意義。Schramm等［17］研究發(fā)現(xiàn)，淋巴瘤的CBF、CBV與正常腦實(shí)質(zhì)比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但PS明顯增高，且明顯高于HGG，而HGG的CBV值明顯高于淋巴瘤。有學(xué)者研究顯示，TDLs的CBV、PS值明顯低于膠質(zhì)瘤［18］。

2.2指導(dǎo)術(shù)前取材及規(guī)劃手術(shù)、放療區(qū)域

微血管密度（MVD）是評(píng)價(jià)腫瘤生物學(xué)行為及預(yù)后的重要指標(biāo)，MVD不但是反映腫瘤新生血管的 “金標(biāo)準(zhǔn)”［19-20］，而且還能反映腫瘤的增殖能力和惡性程度［3，21］。大多數(shù)膠質(zhì)瘤，尤其是HGG，因不同程度壞死、出血、水腫等因素的影響，導(dǎo)致腫瘤具有高度的區(qū)域異質(zhì)性。用MVD對(duì)腫瘤進(jìn)行組織學(xué)評(píng)估，會(huì)受到腫瘤異質(zhì)性、取材量少、取材部位不準(zhǔn)確等因素的限制，導(dǎo)致分級(jí)不準(zhǔn)確。因此，臨床急需一種無(wú)創(chuàng)的檢查技術(shù)間接評(píng)估腫瘤新生血管，引導(dǎo)術(shù)前取材。多位學(xué)者研究顯示，腫瘤的CBV值與MVD具有顯著相關(guān)性［22-23］。

膠質(zhì)瘤的特性之一是可以沿神經(jīng)血管束浸潤(rùn)，而不造成形態(tài)學(xué)改變，因此，常規(guī)CT、MR增強(qiáng)無(wú)法明確顯示這些隱匿病變。CTPI可以通過(guò)灌注參數(shù)的測(cè)定，勾畫(huà)腫瘤的真實(shí)輪廓，指導(dǎo)手術(shù)切除和放射野的范圍。Stecco等［24］研究發(fā)現(xiàn)，各項(xiàng)參數(shù)中PS值價(jià)值最大，PS圖能更清晰的顯示腫瘤的輪廓和范圍。

膠質(zhì)瘤周圍水腫是常見(jiàn)的并發(fā)癥，造成瘤周水腫的原因一方面是由于腫瘤對(duì)臨近腦實(shí)質(zhì)的壓迫造成局部循環(huán)障礙，另一方面是由于腫瘤對(duì)周圍實(shí)質(zhì)的浸潤(rùn)。CTPI可以通過(guò)對(duì)水腫區(qū)灌注狀態(tài)的檢測(cè)，判斷水腫類型，也為手術(shù)和放療提供參考信息。

2.3評(píng)估放療和藥物治療的效果

放療的機(jī)制一是破壞腫瘤細(xì)胞DNA，誘導(dǎo)其凋亡；二是引起腫瘤間質(zhì)纖維增生，小血管內(nèi)膜增厚、閉塞。放療早期腫瘤體積一般變化不大，反而由于放療引起的局部水腫，腫瘤體積還可能短暫性增大，常規(guī)CT、MR很難判斷早期治療效果。放療后腫瘤的血管床遭到破壞，血管通透性減低，腫瘤灌注量下降。Guan等［25］對(duì)大鼠C6腦膠質(zhì)瘤放療前后CT灌注參數(shù)的研究顯示，放療早期腫瘤的灌注量明顯減低，CBV、CBF值與MVD成正相關(guān)。Yeung等［26］研究發(fā)現(xiàn)，大鼠C6腦膠質(zhì)瘤放療早期腫瘤體積、rBF、rBV減低；rBF、rBV、PS值低的實(shí)驗(yàn)組較參數(shù)值高的實(shí)驗(yàn)組生存期更長(zhǎng)。

有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，灌注量低的腫瘤對(duì)放療不敏感，認(rèn)為可能是腫瘤中存在耗氧量較低的細(xì)胞，這些細(xì)胞對(duì)放療不敏感。Hermans等［27］對(duì)頭頸部鱗癌患者放療前后CT灌注參數(shù)及治療效果進(jìn)行比較發(fā)現(xiàn)，灌注量低的患者放療效果較差，而灌注量高的患者效果較好。這可為臨床醫(yī)生評(píng)估是否選擇放療提供參考依據(jù)。

膠質(zhì)瘤的惡性程度與腫瘤新生血管的生成密切相關(guān)。破壞或者抑制腫瘤新生血管生成，已成為一個(gè)嶄新的、有希望的抗腫瘤治療靶點(diǎn)?？寡苌伤幬?，如貝伐珠單抗、伊馬替尼等已在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)或臨床中起到不同程度的效果［28］。CTPI通過(guò)測(cè)定腫瘤局部灌注狀態(tài)，間接反映腫瘤腫瘤新生血管情況，為抗血管生成治療后療效的評(píng)估提供了有力的支持。錢鷹等［29］通過(guò)對(duì)兔VX2腫瘤進(jìn)行抗血管治療2周后發(fā)現(xiàn)，腫瘤區(qū)BV、BF、PS值明顯減低，說(shuō)明腫瘤血管生成受到抑制。劉麗等［30］研究發(fā)現(xiàn)，除了靜脈給藥途徑，瘤內(nèi)局部注射也是有效的抗血管生成治療方案。

2.4鑒別復(fù)發(fā)、放射性壞死

膠質(zhì)瘤治療后復(fù)發(fā)與放射性壞死的臨床表現(xiàn)均為局部的神經(jīng)功能障礙和進(jìn)行性顱內(nèi)壓升高，CT、MR增強(qiáng)均表現(xiàn)為環(huán)形或結(jié)節(jié)樣強(qiáng)化，鑒別困難。CT灌注成像通過(guò)評(píng)價(jià)局部組織灌注狀態(tài)，有助于區(qū)分復(fù)發(fā)與放射性壞死。Jain等［31］、Kanda等［32］研究發(fā)現(xiàn)，復(fù)發(fā)組織的CBV、CBF值較壞死組織高；在此后的研究［33］中Jain發(fā)現(xiàn)，放射性壞死具有較低的CBV和PS，利用rCBV＞1.5聯(lián)合PS＞2.5區(qū)分腫瘤復(fù)發(fā)及壞死的敏感性和特異性分別為100%、89%。

3　CT灌注成像應(yīng)用于腦膠質(zhì)瘤中的優(yōu)勢(shì)和局限性

CT灌注成像能夠直觀、準(zhǔn)確的反映組織微循環(huán)灌注狀態(tài)，在腦膠質(zhì)瘤的整體評(píng)價(jià)中具有重要意義。CT灌注成像具有掃描時(shí)間短、操作簡(jiǎn)單、時(shí)間和空間分辨率高、經(jīng)濟(jì)實(shí)用等優(yōu)勢(shì)，已逐漸被臨床醫(yī)生接受。

CT灌注成像的局限性在于，各項(xiàng)灌注參數(shù)易受掃描條件、造影劑量、重建模式、感興趣區(qū)的選擇等多種因素影響。目前在膠質(zhì)瘤的應(yīng)用中還沒(méi)有統(tǒng)一的正常值和臨界值，這有待于操作規(guī)范的制定和臨床大樣本實(shí)驗(yàn)分析。其次，輻射劑量問(wèn)題，雖然256層和320層螺旋CT已完成全腦灌注成像，新的重建技術(shù)（如迭代重建）在不影響圖像質(zhì)量的前提下有效降低了輻射劑量，但仍是限制其臨床應(yīng)用的重要原因。

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The value of multiple-slice spiral CT perfusion imaging in glioma

WANG Wei1，LUO Min2
（1.Sichuan Medical University，Luzhou Sichuan 646000，China；2.Department of Radiology，the Fourth People's Hospital of Zigong，Zigong Sichuan 643000，China）

R739.41；R730.264；R814.42

B

1008-1062（2015）09-0673-03

2015-03-24

王偉（1990-），男，山東聊城人，醫(yī)師。

羅敏，自貢市第四人民醫(yī)院放射科，643000。