楊林,黃小華,張小明

(川北醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科,四川 南充 637000)

胰腺癌(pancreatic cancer)主要指胰外分泌胰腺癌,是一種最常見的胰腺腫瘤。胰腺癌惡性程度高,發(fā)展較快,預(yù)后較差,在癥狀出現(xiàn)后平均壽命約1年左右。近年出現(xiàn)的CT灌注成像(computed tomography perfusion imaging,CTPI)技術(shù)在良好地顯示組織器官解剖結(jié)構(gòu)的同時,還能定量測定其血流灌注量,在腫瘤的診斷及治療等方面均具有重要的應(yīng)用價值[1-13]。本文對CT灌注成像技術(shù)在胰腺癌診治中的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CT灌注成像的基本原理

灌注(perfusion)指血流通過毛細(xì)血管網(wǎng),將攜帶的氧和營養(yǎng)物質(zhì)輸送給組織細(xì)胞的過程,在一定程度上反映器官和組織的血流動力學(xué)狀態(tài)及其功能情況。CT灌注成像就是利用CT快速(增強)掃描,以獲取能反映局部組織內(nèi)血供特性的一種新型影像檢查技術(shù)。在靜脈注射對比劑的同時,對選定的層面進(jìn)行連續(xù)掃描,以獲得該層面內(nèi)每一像素的密度隨強化時間而演變的曲線,稱為時間-密度曲線(time-density curves,TDC),根據(jù)TDC,利用不同的數(shù)學(xué)模型即可計算出組織的各種灌注參數(shù),以全面評價組織器官的血流灌注狀態(tài)[1,2,10,14]。

在計算CT灌注參數(shù)的數(shù)學(xué)模型中,非去卷積模型(non-deconvolution model)(斜率法)利用了對比劑首過狀態(tài)下可忽略靜脈流出的假定,概念相對簡單,便于理解,但要求注射對比劑流率較大,增加了操作的難度和危險性。去卷積模型(deconvolutionmodel)概念較為復(fù)雜,根據(jù)實際情況考慮了流入動脈和流出靜脈的血液進(jìn)行數(shù)學(xué)計算處理,主要反映的是注射對比劑后組織器官中存留的對比劑隨時間的變化量,計算的灌注參數(shù)及意義：(1)血流量(b lood flow,BF)：指在單位時間內(nèi)流經(jīng)一定量組織血管結(jié)構(gòu)的血流量;(2)血容量(blood volume,BV)：指存在于局部區(qū)域組織血管結(jié)構(gòu)內(nèi)的血流量;(3)平均通過時間(mean transfertime,MTT)：主要反映的是CT對比劑通過毛細(xì)血管網(wǎng)的時間,BF、BV和M TT的關(guān)系符合公式：BF=BV/M TT。(4)表面通透性(permeability surface,PS)：指對比劑經(jīng)由毛細(xì)血管內(nèi)皮進(jìn)人細(xì)胞間隙的單向傳輸速率。

2 胰腺CT灌注成像技術(shù)

胰腺CT灌注成像方法：常規(guī)先行上腹部CT平掃,以確定胰腺及病灶的位置。灌注掃描以病變最大層面為中心上下涵蓋20～80 mm(根據(jù)不同探測器寬度)。層厚選擇3～5 mm,120 kV/60～80 mAs,512×512矩陣。應(yīng)用高壓注射器經(jīng)肘靜脈團注非離子型對比劑,注射速率3～5m l/s,總量約45～50 m l,數(shù)據(jù)采集約50 s。掃描期間受檢者要求在平靜呼吸狀態(tài)下以腹帶控制腹式呼吸。掃描所得原始數(shù)據(jù)傳輸?shù)焦ぷ髡?用CT灌注軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

3 正常胰腺CT灌注成像研究

近年,國內(nèi)外學(xué)者均在進(jìn)行胰腺CT灌注成像研究[10,12,15]。文獻(xiàn)中測得正常胰腺各灌注值,以及不同年齡和性別的灌注值有所不同。M iles等[10]對8例正常胰腺進(jìn)行CT灌注成像掃描,測得正常胰腺灌注值為1.25～1.66 m l?min-1?m l-1(平均：1.52 m l?min-1?m l-1)。Xu等[12]采用64層螺旋CT對36例正常胰腺進(jìn)行CT灌注掃描,結(jié)果測得正常胰腺CT灌注值BF、BV和PS值分別為(135.24±48.36)m l?100 g-1?m in-1、(200.55±54.96)m l/100 g和(49.75±24.27)m l?m in-1?100 g-1,胰腺頭部、頸部、體部及尾部BF、BV和PS值無顯著差異(P＞0.05),表現(xiàn)出均勻一致的灌注特征。Tsushim a等[15]對23例正常胰腺進(jìn)行CT灌注掃描,結(jié)果發(fā)現(xiàn)胰腺灌注量與年齡呈負(fù)相關(guān)(r=0.699,P＜0.000 5),而性別之間沒有差異。測量結(jié)果不一致可能與各學(xué)者采用的胰腺CT灌注掃描方法、對比劑團注速率、樣本構(gòu)成和設(shè)備性能等多種因素有關(guān)。

4 胰腺癌CT灌注成像研究

4.1 胰腺癌血流灌注特點

胰腺癌CT灌注成像研究表明胰腺癌為少血供腫瘤,胰腺癌組織BF、BV和PS值顯著低于正常胰腺組織BF、BV和PS值[11,12,15]。CT灌注成像對胰腺癌的診斷具有重要參考價值[11,12]。

4.2 CT灌注參數(shù)與腫瘤血管生成

CT灌注成像可以很好地區(qū)分腫瘤實質(zhì)組織與壞死組織,腫瘤活躍部位灌注值較高。在穿刺活檢之前行CT灌注掃描,可以更好地確定活檢部位,避免因取樣誤差而造成誤診。同時,CT灌注成像在腫瘤的分級方面亦具有重要的應(yīng)用價值[16]。血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor,VEGF)是刺激內(nèi)皮細(xì)胞增生最主要而直接的因子,微血管密度(microvessel density,MVD)被認(rèn)為是判斷腫瘤血管生成程度的金標(biāo)準(zhǔn),與肝癌的生長、轉(zhuǎn)移和預(yù)后密切相關(guān)[17]。采用活檢明確腫瘤MVD不僅是侵入性方法,也受到采樣誤差的影響,對腫瘤血管生成評價的價值有限。新生腫瘤血管具有一定的MVD,MVD的增加使單位時間內(nèi)單位組織內(nèi)血流量增加,雖然在各種影像上不能直接觀察到微血管,但可以從組織灌注方面發(fā)現(xiàn)相關(guān)信息[18]。d＇Assignies等[19]采用多層螺旋CT灌注成像研究了28例胰腺內(nèi)分泌腫瘤,結(jié)果發(fā)現(xiàn)腫瘤BF與MVD密切相關(guān)(r=0.620,P＜0.001),有淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移或肝轉(zhuǎn)移的腫瘤M TT較長。程祝忠等[20]也報道了類似研究結(jié)果。傳統(tǒng)影像從形態(tài)學(xué)上有時難以區(qū)分病灶的良惡性,如常見的孤立肺結(jié)節(jié)(solitary pu lmonary nodule,SPN)。動態(tài)CT掃描可以獲得與腫瘤血管生成的相關(guān)信息,有助于腫瘤的診斷和鑒別診斷[18,21-27]。M iles等[18]采用CT灌注成像技術(shù)研究了轉(zhuǎn)移性肝癌血管生成情況,結(jié)果發(fā)現(xiàn),肝轉(zhuǎn)移瘤和轉(zhuǎn)移瘤周邊肝組織的動脈灌注量高于正常灌注值,并與患者存活率相關(guān),CT灌注成像技術(shù)為活體判斷腫瘤血管情況提供了一種新方法,并具有與病理組織學(xué)一樣的價值。Hattori等[27]對23例胰腺癌進(jìn)行動態(tài)增強CT掃描,并對切除標(biāo)本進(jìn)行病理對照研究,發(fā)現(xiàn)動脈期強化值與VEGF和MVD相關(guān),表明胰腺癌強化類型與腫瘤血管生成相關(guān)。與病理組織學(xué)方法相比,CT灌注成像技術(shù)具有不需要病理標(biāo)本、無創(chuàng)性和可重復(fù)性等優(yōu)點。

4.3 指導(dǎo)穿刺活檢

對于異質(zhì)性腫瘤,活檢取材部位不同影響到其病理分級。在活體利用CT灌注成像對采樣區(qū)域進(jìn)行引導(dǎo),可以避免異質(zhì)性腫瘤活檢的采樣誤差,而對活檢困難以及腫瘤分級可能隨時間而發(fā)生變化的病例,CT灌注成像具有同樣的應(yīng)用價值[28]。

4.4 治療反應(yīng)評價

由于腫瘤的血液供應(yīng)與腫瘤的生物學(xué)特性相關(guān),采用CT灌注成像研究胰腺癌及其周圍組織的血流動力學(xué)信息,有利于臨床治療方案的制定,如侵襲性腫瘤需要附加治療或終止其無益的侵襲性局部治療。

CT灌注成像技術(shù)可以用于腫瘤治療反應(yīng)評價[9,29-36]。Park等[35]采用64層螺旋CT對采用同步放化療(concurrent chemotherapy and radiation therapy,CCRT)治療的30例胰腺癌進(jìn)行CT灌注成像研究,治療前測量血漿與細(xì)胞血管外之間(blood plasma and extracellular extravascular space,EES)的容積傳輸常數(shù)[volume transfer constant,K(trans)]及BV,根據(jù)治療后3、6個月CT隨訪結(jié)果確定治療反應(yīng),比較反應(yīng)組和無反應(yīng)組之間的參數(shù)差異,結(jié)果治療后3個月,30例中20例對治療有反應(yīng),其治療前的K(trans)明顯高于無反應(yīng)組[分別為(50.8±30.5)m l?100m l-1?min-1和(19.0±10.8)m l?100m l-1?min-1,P=0.001];治療后6個月,18例中10例對治療有反應(yīng),其治療前的K(trans)明顯高于無反應(yīng)組[分別為(58.6±43.2)m l?100m l-1?min-1和(19.8±10.9)m l?100m l-1?m in-1,P=0.002];對治療有反應(yīng)者其BV值較無反應(yīng)組高,但差異無統(tǒng)計學(xué)意義。該研究顯示高K(trans)胰腺癌對CCRT反應(yīng)好,CT灌注成像可以用于預(yù)測胰腺癌治療反應(yīng)。

腫瘤經(jīng)過化療、放療或介入治療后,瘤體內(nèi)出現(xiàn)組織壞死及纖維化,但是腫瘤體積改變不明顯[37],常規(guī)影像檢查難以從形態(tài)上進(jìn)行判斷和評價。CT灌注成像在顯示組織器官解剖結(jié)構(gòu)的同時,還可提供組織灌注定量信息,無創(chuàng)性評價腫瘤治療后的血流灌注變化[9,24,29-31]。Suetom i等[24]對應(yīng)用吉西他濱治療的13例胰腺癌進(jìn)行增強超聲及動態(tài)CT掃描研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療后6例胰腺癌腫瘤標(biāo)志物水平下降50%,在灌注掃描圖像上清晰地顯示出其少血供區(qū)域,動態(tài)增強CT和超聲顯示腫瘤體積減少分別為(13.1±5.5)%和(21.1±14.1)%。Meijerink等[33]采用CT灌注成像觀察了13例胸部及腹部腫瘤抗腫瘤治療前及治療后4～6周血流動力學(xué)變化,發(fā)現(xiàn)治療后肝外病灶血流灌注量下降18%,肝內(nèi)病灶血流灌注量下降39%,認(rèn)為CT灌注成像可以用于監(jiān)測抗腫瘤治療后腫瘤組織血流灌注變化。

綜上所述,胰腺癌為少血供腫瘤,胰腺癌組織BF、BV和PS值顯著低于正常胰腺組織BF、BV和PS值。CT灌注成像能精確測定胰腺及其周圍組織血流灌注量,在胰腺癌的診斷和治療等方面均具有重要的應(yīng)用價值。

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