李利佳 王迪 劉倩穎 敖國昆 董莘 崔媛

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·論著·

320層CT雙入口灌注技術(shù)觀察復(fù)治涂陽肺結(jié)核患者病灶灌注特點(diǎn)

李利佳 王迪 劉倩穎 敖國昆 董莘 崔媛

目的 運(yùn)用320層CT雙入口灌注成像技術(shù)，觀察復(fù)治涂陽肺結(jié)核患者病灶的灌注特點(diǎn)，研究病灶血液循環(huán)與結(jié)核病復(fù)治的關(guān)系。方法 采用回顧性調(diào)查方法，對(duì)在解放軍第三〇九醫(yī)院確診的54例肺結(jié)核患者進(jìn)行研究，其中結(jié)核球6例，浸潤(rùn)性病灶21例，空洞型病灶8例，多形性病灶19例，根據(jù)治療效果，分為初治治愈組30例、復(fù)治組24例(首次復(fù)治10例、多次復(fù)治14例)。對(duì)初治治愈患者的灌注值與復(fù)治涂陽患者及初次復(fù)治與多次復(fù)治者的病灶灌注參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。結(jié)果 初治治愈組患者的肺動(dòng)脈血流量(pulmonary flow，PF)值為(46.4±9.2) ml·min-1·(100 ml)-1，高于復(fù)治組[(25.9±7.6) ml·min-1·(100 ml)-1]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=8.70，P=0.001)；而其支氣管動(dòng)脈血流量(bronchial flow，BF)值為(18.9±10.0) ml·min-1·(100 ml)-1，低于初治組[(24.8±8.8) ml·min-1·(100 ml)-1]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.30，P=0.025)。多次復(fù)治組PF值為(20.7±4.6) ml·min-1·(100 ml)-1，低于首次復(fù)治組[(32.6±5.3) ml·min-1·(100 ml)-1]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.88,P=0.001)，而其BF值為(25.8±3.2) ml·min-1·(100 ml)-1，高于首次復(fù)治組[(22.3±5.2) ml·min-1·(100 ml)-1]，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.41，P=0.648)。結(jié)論 復(fù)治涂陽肺結(jié)核患者病灶的肺動(dòng)脈血供明顯低于初治治愈病灶，推測(cè)局部血液循環(huán)差是結(jié)核病患者復(fù)治的原因之一。

灌注成像； 結(jié)核, 肺； 再治療； 體層攝影技術(shù)，X線計(jì)算機(jī)； 血流動(dòng)力學(xué)

復(fù)治肺結(jié)核多由結(jié)核分枝桿菌耐藥引起[1-2]，結(jié)核病的耐藥問題是結(jié)核病防治工作的難點(diǎn)，耐多藥肺結(jié)核更可能成為不治之癥。而細(xì)菌耐藥的原因之一為長(zhǎng)期低濃度的接觸抗生素，因此，在關(guān)注有效血藥濃度的同時(shí)觀察病灶局部的微循環(huán)對(duì)病灶局部藥物濃度的影響十分重要。應(yīng)用CT雙入口灌注技術(shù)即可定量評(píng)估病灶肺循環(huán)和體循環(huán)的血液灌注。

材料和方法

一、臨床資料

研究對(duì)象為2015年5月至2016年1月間，在中國人民解放軍第三○九醫(yī)院就診并確診的54例肺結(jié)核患者，其中結(jié)核球6例，浸潤(rùn)性病灶21例，空洞病灶8例，多形性病灶19例，根據(jù)治療效果，分為初治治愈組30例、復(fù)治組24例[其中初治失敗者10例(首次復(fù)治組)，2次及2次以上復(fù)治失敗者14 例(多次復(fù)治組)]，病程3個(gè)月至15年。

入選患者均符合2005年中華醫(yī)學(xué)會(huì)《臨床診療指南(結(jié)核病分冊(cè))》制定的復(fù)治失敗肺結(jié)核的診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]。復(fù)治患者：因結(jié)核病化療方案不合理或不規(guī)律使用抗結(jié)核藥物治療≥1個(gè)月和(或)初治失敗和復(fù)發(fā)。痰菌檢查：經(jīng)痰抗酸桿菌涂片陽性和(或)痰結(jié)核分枝桿菌培養(yǎng)陽性，經(jīng)菌種鑒定排除非結(jié)核分枝桿菌。所有患者治療后空腹血糖控制在7.8 mmol/L以下，無糖尿病眼底病變及糖尿病腎病。

排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)心、腦、肝、腎、糖尿病和精神病病史患者；(2)腎功能損傷患者。該研究符合醫(yī)學(xué)研究道德倫理準(zhǔn)則并獲得患者知情同意，告知患者的醫(yī)療信息包括CT檢查時(shí)輻射劑量問題。

二、CT檢查方法

檢查前所有患者都進(jìn)行屏氣訓(xùn)練(約堅(jiān)持30 s)。采用1支18 G靜脈導(dǎo)管針置于單側(cè)肘前靜脈，采用320層CT掃描儀(Aquilion One，日本東芝醫(yī)療器械公司) 進(jìn)行CT 容積灌注掃描，采用如下掃描參數(shù): 電壓80 kV，電流75 mA，掃描架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s，重建層厚0.5 mm，16 cm探測(cè)器寬度可同時(shí)覆蓋肺門水平上下范圍內(nèi)的肺內(nèi)病灶(取決于肺內(nèi)病灶位置)。平掃定位后采用高壓注射器靜脈注射60 ml碘普羅胺(370 mg I/ml， 德國拜爾先靈公司產(chǎn)品)，每側(cè)注射流率均為4 ml/s。開始注藥即屏氣，2 s 后啟動(dòng)動(dòng)態(tài)容積掃描，共15個(gè)容積，間隔2 s，在30 s內(nèi)完成灌注掃描。采集到的圖像數(shù)據(jù)采用0.5 mm層厚、0.5 mm間隔進(jìn)行重建，每個(gè)容積生成320幅圖像，共產(chǎn)生4800幅初始圖像。

三、CT灌注檢查的輻射量

每次檢查前告知患者檢查所受輻射劑量并簽署知情同意書。CT掃描輻射量計(jì)算參照劑量-長(zhǎng)度乘積(dose-length product,DLP)再乘以胸部K因子0.014，運(yùn)用3D迭代重建技術(shù)(adaptive iterative dose reduction, AIDR)進(jìn)行減噪處理，一次灌注15個(gè)容積包的輻射量是4.55 mSv，在臨床能承受的輻射范圍之內(nèi)。

四、圖像后處理及分析

采用灌注軟件(雙入口體灌注軟件，日本東芝醫(yī)療器械公司產(chǎn)品) 首先對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)位，運(yùn)行灌注軟件，自動(dòng)生成512×512 矩陣編碼的彩色圖像，分別顯示肺動(dòng)脈血流量(pulmonary flow，PF)、支氣管動(dòng)脈血流量(bronchial flow，BF) 及灌注指數(shù)[perfusion index，PI；PI=PF/(PF+BF) ]；由2名高年資放射科醫(yī)師采用雙盲法獨(dú)立完成上述所有后處理程序，每個(gè)病灶分別測(cè)量5個(gè)灌注值，然后計(jì)算出該病灶平均值，最終數(shù)據(jù)結(jié)果取2名醫(yī)師計(jì)算結(jié)果的平均值。

五、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

本研究54例肺結(jié)核患者均順利完成CT灌注掃描，經(jīng)過軟件對(duì)位處理后，灌注圖像無明顯移動(dòng)偽影。PF和BF、PI值在初治治愈組與復(fù)治組之間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值均<0.05)(表1)。多次復(fù)治組PF灌注值低于首次復(fù)治組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；BF值略高于首次復(fù)治組，但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。具有代表性CT灌注圖見圖1～13。

表1 初治治愈組與復(fù)治組患者結(jié)核病灶各灌注參數(shù)值的比較±s)

注 PF：肺動(dòng)脈血流量(pulmonary flow)；BF：支氣管動(dòng)脈血流量(bronchial flow)；PI：灌注指數(shù)[perfusion index，PI=PF/(PF+BF) ]

表2 首次復(fù)治組與多次復(fù)治組患者結(jié)核病灶各灌注參數(shù)值的比較±s)

注 PF：肺動(dòng)脈血流量(pulmonary flow)；BF：支氣管動(dòng)脈血流量(bronchial flow)；PI：灌注指數(shù)[perfusion index，PI=PF/(PF+BF) ]

圖1～5 患者，女，20歲。2015年5月初次就診，行CT雙入口灌注掃描(圖1為PF灌注圖，圖2為BF灌注圖，圖3為PI灌注圖，圖4為CT肺窗)：顯示浸潤(rùn)病灶有較豐富的肺動(dòng)脈血流，相對(duì)稍弱的支氣管動(dòng)脈血流，呈明顯色彩斑斕的狀態(tài)，支氣管動(dòng)脈血流相對(duì)較弱。6個(gè)月后CT復(fù)查(圖5)，顯示治療后病灶基本完全吸收，僅存少許索條狀病灶

圖6～9 患者，男，34歲。2015年9月首次復(fù)治，行CT雙入口灌注掃描(圖6為PF灌注圖；圖7為BF灌注圖；圖8為PI灌注圖；圖9為CT縱隔窗)：顯示右上肺結(jié)節(jié)病灶，病灶整體血供較差 圖10～13 患者，男，47歲。2015年12月多次復(fù)治，行CT雙入口灌注掃描(圖10為PF灌注圖；圖11為BF灌注圖；圖12為PI灌注圖；圖13為CT肺窗)：右上肺多形性病灶，病灶內(nèi)血供差，局部未見明顯血供，但支氣管動(dòng)脈血流量有增多趨勢(shì)(圖11)

討 論

一、 肺結(jié)核CT灌注研究現(xiàn)況

目前，復(fù)治涂陽肺結(jié)核患者的治療比較棘手，復(fù)治性肺結(jié)核多與耐藥有關(guān)[4]。耐藥尤其是耐多藥是復(fù)治肺結(jié)核患者化療失敗的重要因素[5-6]，國內(nèi)外研究均表明耐藥者治愈率較低。關(guān)于治療方面的文獻(xiàn)也比較多，但其失敗原因分析方面的文獻(xiàn)，尤其是從微循環(huán)方面的因素分析并不多見。

CT灌注成像可以提供解剖學(xué)信息以外的功能信息，可以反映組織的微血管分布和血流灌注，提供組織器官血流動(dòng)力學(xué)信息，在毛細(xì)血管水平上反映病灶組織的代謝情況。320層CT的肺雙入口灌注技術(shù)能定量評(píng)價(jià)肺部病灶的體循環(huán)和肺循環(huán)[7]，不僅提供靜態(tài)的支氣管動(dòng)脈(體循環(huán))和肺動(dòng)脈的血流定量計(jì)算，同時(shí)能夠動(dòng)態(tài)分析肺部病灶兩種血供之間的改變及隨病變發(fā)展變化的情況。肺動(dòng)脈為肺實(shí)質(zhì)提供了主要的血流量，支氣管循環(huán)僅占總血流量很小一部分，但其在維持氣道及肺功能方面發(fā)揮著關(guān)鍵的作用[8]。特別是在許多肺部疾病發(fā)生的病理?xiàng)l件下，支氣管循環(huán)的可塑性更強(qiáng)，發(fā)揮的作用更重要[9-11]。因此，能夠同時(shí)測(cè)量這兩套循環(huán)系統(tǒng)的CT灌注技術(shù)對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)病灶的血液循環(huán)特點(diǎn)，以及臨床診斷和治療都是非常有意義的。

二、肺結(jié)核病灶血管損傷的病理特征

在結(jié)核病變的組織中，免疫復(fù)合物沉積在血管內(nèi)而引起炎癥損傷，這種損傷尤以小動(dòng)脈較為突出、廣泛。何橋等[12]對(duì)126例復(fù)治肺結(jié)核患者進(jìn)行了臨床病理分析, 光鏡下除觀察到結(jié)核性肉芽腫的變化外還有血管損傷, 結(jié)核病變部位及外周血管明顯減少,血管內(nèi)皮腫脹, 炎性細(xì)胞浸潤(rùn), 使內(nèi)膜增厚；中膜彈力纖維增生及玻璃樣變；血管平滑肌、肌間纖維組織增生；部分血管管腔變窄甚至閉塞。血管的損傷尤以小動(dòng)脈較為突出, 而且病史越長(zhǎng)則損傷越嚴(yán)重。所以，血管因素也可能是造成復(fù)治肺結(jié)核的原因之一；而較低的局部藥物濃度也使結(jié)核分枝桿菌易產(chǎn)生耐藥，與血管損傷相互影響，加大了治療難度。

三、肺結(jié)核CT雙入口灌注成像的表現(xiàn)

本研究顯示：初治治愈組與復(fù)治涂陽患者CT灌注參數(shù)PF和BF值之間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，初治治愈組的整體灌注值高于復(fù)治組，PF值較高表明肺結(jié)核病灶高灌注狀態(tài)與療效有一定的關(guān)系，提示病灶局部肺循環(huán)血供豐富，其治愈的可能性大。復(fù)治組PF灌注值低，主要可能為炎癥反應(yīng)減少、消失或肉芽組織纖維化、血供減少，從而造成病灶內(nèi)藥物濃度低，細(xì)菌產(chǎn)生耐藥，從而造成療效差。多次復(fù)治組血管損傷更加嚴(yán)重，局部纖維化更加明顯，形成了抗藥壁壘。

同時(shí)本研究的結(jié)果也表明：復(fù)治組病灶的BF值明顯高于初治組，PI值下降。BF值升高者，表明支氣管動(dòng)脈(體循環(huán))供血增多，可能是隨著病灶進(jìn)展，由于結(jié)核炎癥病變產(chǎn)生的多種炎癥因子，特別是血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，在活動(dòng)性肺結(jié)核患者的血液及病變組織中都有明顯表達(dá)[13-14]，刺激支氣管動(dòng)脈與病灶相鄰肺外體循環(huán)血管增生、擴(kuò)張、通透性增加，病灶侵蝕肺動(dòng)脈，甚至形成“支氣管動(dòng)脈-肺動(dòng)脈瘺”，而體循環(huán)的壓力明顯大于肺循環(huán)，所以相對(duì)造成結(jié)核病灶中支氣管動(dòng)脈供血比例增加；但總體血液循環(huán)仍然較差，尤其是多次復(fù)治組的BF值亦高于首次復(fù)治組，提示病灶動(dòng)態(tài)進(jìn)展的變化，病理血管增多，此類患者用藥效果往往不好。因此，肺動(dòng)脈作為肺結(jié)核的主要滋養(yǎng)血管，其損傷程度決定了病灶能否達(dá)到有效的藥物濃度，關(guān)乎整個(gè)肺結(jié)核化療的療效。支氣管動(dòng)脈在病灶發(fā)生的初始階段雖能夠提供少量供血，但隨著病情進(jìn)展，其病理血管有逐漸增多趨勢(shì)，間接地反映了結(jié)核病灶的進(jìn)展。

CT灌注有一定的局限性，灌注成像通常需要延長(zhǎng)掃描時(shí)間，在同一病灶組織重復(fù)成像過程中，患者的任何運(yùn)動(dòng)都有可能引起灌注的誤差，即使本研究在灌注前對(duì)同一病灶采取了對(duì)位處理，也不能完全避免。另外，病變感興趣點(diǎn)的選擇同樣重要，直接影響著分析判斷的準(zhǔn)確性和重復(fù)性。因此，我們制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)[15]，所選定的感興趣點(diǎn)區(qū)域面積覆蓋了中心層面的50%，同時(shí)避開大血管、鈣化灶及壞死區(qū)，以反映病變的真實(shí)血供特點(diǎn)。

總之，CT雙入口灌注參數(shù)的變化能夠定量反映出復(fù)治涂陽肺結(jié)核患者的血供特點(diǎn)，為肺結(jié)核療效觀察、預(yù)判提供了一種新的方法和思路。由于本研究收集的患者例數(shù)較少，且未進(jìn)行長(zhǎng)期療效的觀察，因此尚需進(jìn)行大樣本及長(zhǎng)期療效對(duì)照的研究。

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(本文編輯：薛愛華)

Study on clinical application of 320 detector CT dual-input perfusion imaging in retreatment smear-positive pulmonary tuberculosis

LILi-jia*,WANGDi,LIUQian-ying,AOGuo-kun,DONGXin,CUIYuan.

*DepartmentofRadio-logy,the309thHospitalofChinesePeople’sLiberationArmy,Beijing100091,China

Correspondingauthor:AOGuo-kun,Email:aogk309@vip.163.com

Objective To observe the perfusion characteristics using the dual-input perfusion with 320 detector CT and research the relationship between lesion blood circulation and tuberculosis retreatment. Methods Fifty-four cases with pulmonary tuberculosis including tuberculoma in 8 cases, infiltrative lesion in 21 cases, cavitary lesion in 8 cases and mixed lesion in 19 cases were enrolled retrospectively in the 309th Hospital of Chinese People’s Liberation Army. All patients were divided into initial treatment and cure group (30 cases) and retreatment group (24 cases) including first retreatment in 10 cases and multiple retreatment in 14 cases according to the efficacy. The perfusion parameters were analyzed statistically. Results The pulmonary flow (PF) values of initial treatment and cured group (46.4±9.2) ml·min-1·(100 ml)-1was higher than that of retreatment group (25.9±7.6) ml·min-1·(100 ml)-1(t=8.70,P=0.001). The bronchial flow (BF) values of initial treatment and cured group (24.8±8.8) ml·min-1·(100 ml)-1was higher than that of retreatment (18.9±10.0) ml·min-1·(100 ml)-1(t=2.30,P=0.025). The PF value of multiple retreatment group (20.7±4.6) ml·min-1·(100 ml)-1was lower than that of first retreatment group (32.6±5.3) ml·min-1·(100 ml)-1(t=5.88,P=0.001). The BF value of multiple retreatment group (25.8±3.2) ml·min-1·(100 ml)-1was higher than that of first retreatment group (22.3±5.2) ml·min-1·(100 ml)-1, but the difference was not significant statistically (t=6.41,P=0.648). Conclusion The pulmonary blood supply in the lesion of patients with retreatment smear-positive pulmonary tuberculosis is significant lower than that in patients with initial treatment and cured tuberculosis. It is speculated that the local blood circulation worse is one of the reasons for the relapse of tuberculosis.

Perfusion imaging； Tuberculosis, pulmonary； Retreatment； Tomography, X-ray computed； Hemodynamics

10.3969/j.issn.1000-6621.2016.05.005

首都臨床特色應(yīng)用研究與成果推廣(Z151100004015211)；首都特色-320CT排雙入口灌注成像對(duì)肺結(jié)核的臨床應(yīng)用研究

100091 北京，中國人民解放軍第三〇九醫(yī)院放射科(李利佳、敖國昆、董莘)，結(jié)核科(劉倩穎)；北京大學(xué)國際醫(yī)院放射科(王迪、崔媛)

敖國昆，Email：aogk309@vip.163.com

2016-03-07)