CT灌注成像結合動態增強在孤立性肺結節鑒別診斷中的價值

張建偉

孤立性肺結節(solitary pulmonary nodule, SPN)是指一個不伴有肺不張或淋巴結腫大、直徑＜3cm的圓形或類圓形的肺實質內病變。SPN的診斷與鑒別診斷一直是影像學的難點。CT灌注成像是在注射對比劑的同時對選定成面進行連續掃描獲取該成面的時間-密度曲線，根據時間-密度曲線計算病灶的血流參數，以此來評價灌注狀態[1-2]。肺部CT灌注成像(CT perfusion imaging),不僅能提供病灶的形態學特征,還可了解病灶的血流灌注狀態，進而揭示其病理和病理生理改變,使得SPN的鑒別診斷更加準確。

1 對象與方法

1.1 研究對象 SPN患者54例，其中男35例，女性19例，年齡37～72歲,平均54.3歲,病灶直徑1.9～3cm，所有病例均經病理證實或臨床抗炎、抗結核治療后隨訪證實。54例患者中,原發性肺癌37例(腺癌16例、鱗癌10例、小細胞癌8例、肺泡細胞癌3例)、結核球10例、炎性結節7例。

1.2 掃描方法 應用GE公司Hispeed/xi 32排螺旋C機,AdvantageWorkstation 4.2后處理工作站,CT Perfusion 3處理軟件。CT平掃:層厚0.625mm,管電壓120kV,管電流200mA。高壓注射器和碘造影劑碘普羅胺(40ml),注射速度4ml·s-1。經上肢淺靜脈注射,不設掃描延時,采集數據40s。灌注掃描結束后立即再注射對比劑60ml，速率4ml·s-1，分別于注藥后30s、60s、120s、180s分別對病灶進行動態掃描。

1.3 影像分析 將所得到的系列圖像數據傳到Advantage Workstation 4.2后處理工作站進行灌注參數成像,流入動脈選擇病灶同層面的降主動脈或頭臂干,CT Perfusion 3體部腫瘤灌注成像無需選擇流出靜脈。計算機自動生成以下數據及圖表:血流量BF、血容量BV、平均通過時間MTT、表面滲透系數PS及時間-密度曲線TAC，計算病變的強化值PH=增強后CT值-增強前CT值。取結節最大層面測量其CT值，范圍包括結節70%的區域，觀察動態增強前后的CT值變化。

1.4 統計學方法 全部數據均使用SAS9.2統計軟件進行處理。所有數據均以x±s來表示,2組樣本均數的比較采用t檢驗,以P＜0.05認為差異有顯著性意義。

2 結果

2.1 本組54例SPN的灌注參數值見表1,兩兩比較結核瘤（圖1），BV、PS值明顯低于小肺癌（圖2）和炎性結節（圖3）(P=0.001,P=0.352;P=0.03,P=0.53),即結核瘤與小肺癌、炎性結節間BV、PS值有統計學意義P＜0.05,BF值P=0.064,P=0.083無統計學意義P＞0.05。炎性結節的BF、BV值略低于小肺癌,無統計學意義P＞0.05，但PS值明顯低于惡性結節，具有顯著的統計學意義P＜0.05。3組結節間BF及MTT值比較,差異無統計學意義。

表1 54例SPN的灌注參數值測量結果

2.2 SPN強化特征參數值 見表2數據顯示,惡性結節和炎性結節的強化值高于結核瘤，分別為P=0.0001和P=0.001,而小肺癌與炎性結節的強化值P=0.203，但無統計學意義P＞0.05。

圖1 男性患者，右上肺結核球灌注參數及TDC圖。a:血流量27.034ml/(min·g)b:血容量1.1683ml/g；c:平均通過時間 7.63s；d：表面滲透系數0.753ml/(min·g)。

圖2 女性患者，右下肺背段肺癌灌注參數及TDC圖。a:血流量125.83ml/(min·g)；b血容量12.027ml/g；c平均通過時間 12.203s；d表面滲透系數16.673ml/(min·g)。

2.3 SPN時間-密度曲線小肺癌、炎性結節、結核瘤三者的平掃CT值無顯著差異(P＞0.05);對于增強CT值,自120s開始,三者之間比較均有顯著性差異(P＜0.05),在180s差異最顯著。小肺癌、炎性結節在30、60s無顯著性差異(P＞0.05)。曲線形態：小肺癌在0～30s有明顯的上升支,30s達到平衡,之后直至180s位于一個平臺,峰值持續時間30～180s。結核瘤的時間密度曲線呈平坦型，沒有明顯高峰。炎性結節的時間密度曲線呈快速升高型，60s達高峰,仍有升高趨勢,見圖4。

3 討論

灌注是指血流通過毛細血管網將攜帶的氧和營養物質輸送給組織細胞的過程,它反映了組織和器官的血流動力學和功能

表2 病灶平掃及動態增強掃描平均CT值比較（均數±標準差）

狀況。利用現代醫學影像學方法顯示活體組織、器官灌注過程的方法稱為灌注成像（Perfusion imaging）。CT灌注成像是在靜脈注射對比劑的同時，對選定層面進行連續掃描,以獲得該層面每一像素的時間-密度曲線（Time-attenuation curve,TAC），反映了對比劑在組織、器官內的濃度變化,間接顯示了其灌注量變化[1,3]。根據TAC,利用不同的數學模型計算出BF、BV、MTT和對比劑到達峰值時間（Time to peak,TTP）等灌注參數。因此,CT灌注成像可以對組織、器官的灌注狀態進行量化評價。

圖3 男性患者，右肺中葉炎性結節灌注參數及TDC圖。a:血流量144.24ml/(min·g)；b血容量12.168 ml/g；c平均通過時間5.76s；d表面滲透6.773ml/(min·g)。

圖4 SPN的總體時間－密度曲線The time-density curve of SPN

3.1 灌注成像在SPN鑒別診斷中的理論依據：CT灌注參數的差異是由于腫瘤自身新生血管和宿主的正常血管在結構和功能上不同所致。惡性腫瘤的新生血管往往發育不成熟,血管基底膜不完整、血管壁薄并缺乏外皮細胞和平滑肌,并且惡性腫瘤細胞產生的多種血管生成因子可引起微血管通透性顯著增加[4]，這些新生血管的結構和功能狀況與組織血容積、血流量及毛細血管通透性密切相關。活動性炎性病變因受炎癥刺激,致使血管增多、擴張,微血管通透性有所升高,但血管內皮細胞基底膜完整且走行較直,所以能夠解釋炎性組血流較快、血容量亦較大,但其通透性不如惡性腫瘤的高。急性炎癥在向慢性炎癥轉化的過程中,其纖維化成分越來越多,而血管成分越來越少,血管內皮細胞基底膜仍完整,另外,良性腫瘤或腫瘤樣變通常也為乏血供病變,生長緩慢,因此,慢性炎癥和良性腫瘤的血流速度、血流速度及血管通透性顯著低于惡性腫瘤和活動性炎癥。

3.2 灌注參數在SPN鑒別診斷中的價值 BF:指在單位時間內流經一定量組織血管結構血流量,單位為ml/（100 mg·min）;BV:指存于一定量組織血管結構內的血容量,BV所代表的是血液的相對容積率,組織血管結構內的血容量;MTT為血液流經組織血管結構的平均通過時間,其主要反映的是對比劑通過毛細血管的時間。本研究結果表明,惡性結節及炎性結節灌注參數值BV、PS明顯高于良性結節,有顯著性差異(P＜0.05)。惡性結節與炎性結節之間BF、BV無明顯差異，而PS具有明顯差異，惡性結節及PS明顯高于炎性結節。

3.3 SPN 動態CT增強掃描特點 小肺癌多數強化明顯，峰值范圍33.00～78.97HU,強化值范圍20.30～66.31HU。時間-密度曲線為快速上升,30s左右達峰值后,在180s范圍內為較長的平臺期。曲線形態反映了小肺癌的病理特點,肺癌的血供為支氣管動脈,供血動脈大小及數量的增加,造成微循環容量的增加,使造影劑迅速進入病灶內,故呈現曲線較陡的上升支。造影劑的流出主要經支氣管靜脈,因小肺癌缺乏支氣管靜脈系統及淋巴回流系統,淋巴回流受阻[5],故出現峰值后較長的平臺期。肺炎性結節有明顯強化，峰值范圍32.33～103.62 HU,強化值范圍為31.02～99.91 HU,時間-密度曲線為上升支較明顯,60s達高峰,之后仍有升高趨勢。形成原因為炎性病變的血流量增加及流速加快,血管數量、大小的增加,致使造影劑流入增加,形成上升支[5]。肺結合瘤的強化特點:均無明顯強化,強化值＜20HU,時間-密度曲線低平,無峰值出現,原因為病灶是乏血管性病變,其強化特點反映了肺結合瘤病理特征。

3.4 動態增強CT掃描的鑒別診斷價值 小肺癌多呈不均勻強化及均勻強化，而炎性結節強化程度較小肺癌更高，雖然在30、60s時兩者強化值無統計學差異，但自120s始,兩者強化值差異即有顯著性，且在180s時差異最顯著。由時間-密度曲線顯示:在120～180s炎性結節強化值仍有升高趨勢，而小肺癌強化值則處于平臺期，與文獻[4]一致。故筆者認為由時間-密度曲線有助于鑒別炎性結節與小肺癌[6]。結核瘤的時間密度曲線呈平坦型，有助于鑒別與惡性結節及炎性結節的鑒別。

總之，3種結節具有不同的時間-密度曲線，惡性及炎性結節強化明顯，而結核瘤無強化；惡性及炎性結節的BV值明顯高于結核瘤，而惡性結節的PS值明顯高于炎性結節。這種方法將CT灌注與常規動態增強掃描相結合,在一次檢查中既可以得到病灶的精確灌注值,又可以得到病灶的動態增強的TDC等參數,有利于提高鑒別診斷的準確性。

[1] 霍福濤,蘇續清,張維新.CT灌注成像原理、技術及其臨床應用[J].中國CT和MRI雜志,2004,2（2）:49.

[2] 段光峰,張福君,吳月霞,等.CT灌注成像對原發性肝癌TACE治療前后的血供評價[J].當代醫學,2008,2(19):324-326.

[3] Miles KA,Griffiths MR,Keith CJ.Blood flow metabolie reltionships are dependent on tumour size in non-small cell lung cancer:a study using quantitative contrast-enhanced computer tomoraphy and positron emission tomo graphy[J].Eur J Nucl Med Mol Imaging,2006,33(1):22.

[4] YiC A, Lee KS, Kim EA, et al. Solitary pulmonary nodules:dynamic enhanced multi-detector row CT study and comparison with vascular endothelial growth factor and microvessel density [J]. Radiology,2004,233（1）：191-199.

[5] Zhang M, Kono M. Solitary pulmonary nodules: evaluation of blood flow patterns with dynamic CT[J]. Radiology, 1997, 205(2):471-478.

[6] 鄭琳,黎海亮，張建偉，等。動態增強CT掃描對孤立性肺結節的診斷價值[J].放射學實踐，2008,23(7):772-774.