肺部孤立性病變CT灌注參數與MVD相關性分析

王宗盛，顧艷，袁剛，黃連慶，周勝利

·胸部影像學·

肺部孤立性病變CT灌注參數與MVD相關性分析

王宗盛，顧艷，袁剛，黃連慶，周勝利

目的探討肺部孤立性病變多層螺旋CT(MSCT)灌注成像參數與腫瘤微血管密度(MVD)間的關系，評價MSCT灌注成像對肺部孤立性病變的鑒別診斷價值。方法80例經病理證實的肺部孤立性病變患者行MSCT灌注成像檢查，計算血流量(BF)、血容量(BV)、平均通過時間(MTT)、毛細血管通透性(PS)；采用CD34單抗標記測定MVD，分析良、惡性病變、炎性病變、不同分化程度腫瘤組織的CT灌注參數差異及各參數與MVD間的相關性。結果良、惡性和炎性病變組的BV分別為(3.45±1.75)、(10.40±4.08)、(8.40±8.42)mL/100g；BF分別為(24.48±18.74)、(77.75±43.03)、(84.54±107.13)mL/(100g·min)；PS分別為(4.33±2.90)、(21.70±10.86)、(14.67±10.29)mL/(100g·min)；MTT分別為(15.54±7.01)、(15.23±13.35)、(12.55±8.39)s。良性組與惡性組、良性組與炎性組BF、BV、PS值差異均具有統計學意義(P<0.05)；惡性組與炎性組間僅PS差異具有統計學意義(P<0.05)，MTT均無相關性(P>0.05)。MVD在非小細胞肺癌不同分化程度鑒別方面具有統計學意義。BF、BV、PS與MVD呈正相關(P<0.05)，MTT與MVD無相關性(P>0.05)。結論MSCT灌注成像可間接反映活體肺部孤立性病變血管生成情況，為鑒別肺部孤立性病變良惡性和治療、預后評估提供依據。

孤立性肺結節；體層攝影術，X線計算機；灌注成像；微血管密度

肺部孤立性病變包括肺癌、炎性結節、錯構瘤、結核球等多種病理類型，臨床上極為常見，而影像學鑒別診斷較為困難；如何早期明確肺部孤立性病變的良惡性，避免不必要的手術或延誤治療已成為亟待解決的問題。本研究通過分析肺部孤立性病變患者MSCT灌注參數與術后病理測量腫瘤內微血管密度(microvessel density，MVD)數值之間相關性，探討MSCT灌注檢查對其定性診斷的價值及可行性。

材料與方法

1.病例資料

搜集本院2010年12月-2012年12月期間經手術及病理證實的80例肺部孤立性病變的病例資料。其中惡性病變48例(惡性組)，男29例，女19例，年齡35～77歲，平均60.2歲，含腺癌29例，鱗癌17例，小細胞癌2例，其他類型2例；良性病變32例(良性組)，男18例，女14例，年齡24～72歲，平均51.3歲，含炎性18例(炎性組，包括慢性炎癥10例，炎性肉芽腫5例，活動性炎癥3例)，硬化性血管瘤5例，結核球9例。選擇標準為肺孤立性病變，直徑≤4.5 cm，不伴有肺部淋巴結腫大，病灶周圍肺野內無明顯炎癥或肺不張，無衛星灶。所有病例術前先行CT灌注掃描，均經手術病理證實。

2.檢查方法

采用GE LightSpeed 64排128層螺旋CT，患者平靜狀態，仰臥，掃描前訓練患者呼吸，并禁做吞咽動作。以5 mm層厚和間隔行常規CT掃描；選取病變中心最大直徑相鄰4層作為靶層面，“Toggling-Table”技術進行CT灌注掃描。掃描參數：120 kV，60～80 mA，患者輻射劑量DLP為(247.97±49.35)mGy，有效劑量ED為(3.47±0.69)mSv，選用非離子型對比劑碘佛醇(300 mg I/mL)，總劑量50 mL，經肘靜脈注入，注射流率4 mL/s，掃描延遲5 s，數據采集時間60 s。掃描結束后灌注共獲得240幅照片。

掃描結束后將數據傳送至ADW 4.5工作站，使用GE公司的perfusion 4灌注軟件體部腫瘤軟件包進行制圖和分析并進行計算，流入動脈選在同層面的降主動脈，若病變位于主動脈弓上層面，則選擇頭臂干或左側頸總動脈作為流入動脈，分別測定病變相應的血流量(blood flow，BF)、血容量(blood volume，BV)、平均通過時間(mean transit time，MTT)和表面通透性(permeability surface，PS)。每個病灶選取3～5個興趣區(region of interest，ROI)，得到灌注相關參數并取其平均值，避開壞死、偽影區域、病灶邊緣等。

所有患者均進行了手術切除，盡量保持其病理取材部位與CT圖像后處理所測ROI一致，以血管內皮細胞表面抗原CD34單抗標記測定組織MVD，采用MaxVisionTM快捷免疫組化法，以PBS替代第一抗體作為空白對照，確定其特異性。MVD計數采用Weidner方法，結果判定在盲法下進行。

3.統計學方法

為提高實驗結果準確性，本研究將炎性與其它良性病變單獨分類。所有數據均以平均值±標準差表示，采用SPSS 16.0進行統計分析。參考值采用95%可信區間，以P<0.05為差異有統計學意義。采用Pearson法分析CT灌注參數與MVD的相關性。腫瘤組織病理特征(不同分化程度)分析；良性、惡性、炎性病變CT灌注參數與MVD測量方面采用one-way ANOVA方法，兩兩比較用LSD法。

結果

1.CT灌注結果

良性與惡性肺部孤立性病變CT灌注參數比較：良性、炎性及惡性肺部孤立性病變的CT灌注參數值見表1，組間差異比較見表2。良性組與惡性組的BV、BF和PS差異有統計學意義(P=0.000、0.005、0.000)，MTT差異無統計學意義(P=0.930)；良性組與炎性組BV、BF、PS差異有統計學意義(P=0.008、0.007、0.004)，MTT差異無統計學意義(P=0.469)；惡性組與炎性組的PS差異有統計學意義(P=0.012)，BV、BF和MTT差異均無統計學意義(P=0.162、0.689、0.403)。

按照設定BV≥6 mL/(100g·min)為惡性孤立性占位的診斷閾值，48例惡性結節中45例診斷正確，3例誤診；32例良性孤立性占位中，21例診斷正確，11例診斷錯誤，診斷敏感度為93.8%, 特異度為65.6%，符合率為82.5%。以PS≥11 mL/(100g·min)作為惡性孤立性占位的診斷閾值，48例惡性占位中46例診斷正確，2例誤診；32例良性占位中，25例診斷正確，7例誤診，診斷敏感度為95.8%，特異度為78.1%，符合率為88.8%。以BV≥6 mL/(100g·min)同時PS≥11 mL/(100g·min)作為惡性診斷指標進行系列診斷試驗時，惡性組中，44例診斷正確，4例誤診；良性組中28例診斷正確，4例誤診，診斷敏感度為91.7%，特異度為87.5%，符合率為93.8%，較BV、PS單項診斷符合率明顯提高(圖1)。

表1 不同良惡性分類的肺部孤立性病變CT灌注參數值

表2 不同良惡性分類的肺部孤立性病變CT灌注參數P值比較

注：*P<0.05。

不同分化程度的非小細胞肺癌CT灌注參數見表3，組間差異比較見表4。低分化、中分化、高分化非小細胞肺癌各組間BV差異均有統計學意義(P=0.004、0.000、0.012)，低分化與高分化非小細胞肺癌間PS差異有統計學意義(P=0.007)。低分化、中分化、高分化非小細胞肺癌各組間BF、MTT值差異均無統計學意義，低分化與中分化、中分化與高分化非小細胞肺癌間PS差異均無統計學意義(P>0.05)。

表3 不同分化程度的非小細胞肺癌的CT灌注參數

表4 不同分化程度的非小細胞肺癌間CT灌注參數比較

注：*P<0.05。

2 MVD計數結果

肺部孤立性病變患者中良性病灶的MVD計數為10.0±3.65；炎性病灶的MVD計數為23.90±6.02；惡性病灶的MVD計數平均值為35.60±12.26(圖1f～g)，各組間差異具有統計學意義(P=0.000)。高分化、中分化、低分化非小細胞肺癌的MVD分別為9.89±2.21、7.09±2.05、45.52±12.75。低分化與中分化。低分化與高分化、高分化與中分化非小細胞肺癌的MVD差異均有統計學意義(P=0.042、0.000、0.031)。

3.CT灌注參數與MVD相關性分析

BF、BV、PS與MVD呈正相關(P值均<0.05)，MTT與MVD無相關性(P>0.05，表5)。

表5 CT灌注參數與MVD相關性分析

注：*P<0.05。

討論

1.肺部孤立性病變CT灌注成像檢查及MVD研究進展

肺孤立性病變影像學鑒別診斷較為困難，早期明確肺部孤立性病變的良惡性，對降低肺癌患者的死亡率，改善患者的生存質量及減少患者的痛苦具有重要意義。隨著Fofkman[1]提出腫瘤血管生成的概念，認為實體瘤的生長和轉移依賴于腫瘤內新生血管的形成；研究證實腫瘤內微血管密度(microvessel density,MVD)可定量反應腫瘤血管生成狀態，而癌細胞的侵襲、轉移能力與腫瘤的促血管形成能力密切相關，是目前評價腫瘤血管生成的“金標準”[2]。 近年來認為CT灌注成像可以定量反映出病變或腫瘤微循環方面的特征改變[3]，采用去卷積法[4]計算出的灌注參數和函數圖更能反映病變內部的真實情況；同時采用“Toggling-Table”技術，能有效提高CT灌注參數測定的準確性，可以定量反映出病變微循環方面的特征改變；Swensen等研究證實CT灌注能夠用于孤立性肺結節的良惡性診斷[5]。邢寧等對44例周圍型肺癌CT灌注參數與MVD相關性分析顯示，CT灌注參數與MVD有較好的相關性[6]，但該研究僅局限于惡性結節。本研究中，由于相當數量肺部孤立性良性病變最終病理為炎癥，而很多炎性病變的CT灌注、MVD參數與其它良性病變差異明顯，而與惡性病變較為接近，為提高實驗結果準確性，我們將炎性與其它良性病變單獨分類。

2.肺部孤立性病變CT灌注參數與MVD相關性分析

按照灌注參數定義，BF由腫瘤的血流特點與內部微血管密度決定, 反映局部區域血流量；BV的變化不僅取決于血管直徑和毛細血管開放數量，還主要受微血管數量的影響，代表有功能毛細血管的多少；此外，腫瘤血管通透性高，對比劑在灌注期間發生外滲，腫瘤血管越多，滯留在間質中的血液越多，BV也就越大。PS反映毛細血管內皮細胞的通透性, 惡性腫瘤有大量不成熟新生腫瘤血管生成，血管壁結構不完整, 并且惡性腫瘤細胞產生的多種血管生長因子又促進了微血管通透性增加, 這樣對比劑就更易經不完整的毛細血管基底膜進入組織間隙[7]；雖然腫瘤晚期血管生成數量與其通透性往往不一致，隨著時間的延長，腫瘤血管生成并不是一直進行性增殖，會出現高峰限制，達到一定的水平后可能出現下降趨勢，但本研究選擇的是直徑小于等于4.5 cm肺部孤立性病灶，即使為惡性病變，也多處于早中期進行性增殖階段，病灶相對較小，本研究發現，BV、BF在肺部孤立性病變的良惡性、良性和炎性鑒別中，PS在良惡性、炎性鑒別中具有顯著統計學意義，與國內大多數學者[8-10]的研究結果相仿；BV、PS在非小細胞肺癌的分化程度鑒別中也具有統計學意義。但對BV和PS在肺部良惡性病變的診斷閾值和良惡性、炎性病灶分組方面存在很大差異，結合本課題組顧艷研究成果[11]，設定以BV≥6 mL/(100g·min)且PS≥11 mL/(100g·min)作為惡性診斷指標并將炎性病灶單獨分組，取得了較為滿意的診斷效果；MTT平均通過時間，指血流流經血管系統(動脈、毛細血管、靜脈竇、靜脈)的平均時間，腫瘤內存在大量大小不等、不同途徑的動靜脈直接通路，并且對比劑注射速率及個人血管情況也會影響到MTT，雖然隨著腫瘤血管增多，血容量應該增大，但隨著腫瘤血管增多，間質壓力也會增高，會引起腫瘤內部血容量減少，多種因素導致MTT與MVD無明顯相關性。在MVD測量方面，良惡性病灶及不同分化程度腫瘤的MVD數值差異具有顯著統計學意義，本研究結果表明BF、BV、PS與MVD呈正相關(P<0.05)，其中BV、PS相關系數高，與部分文獻報道一致[12]；進一步證實了其用于評價腫瘤血管生成的準確性和可靠性。

綜上所述，MSCT灌注成像可間接反映處肺部孤立性病變血管生成情況，有助于良惡性病變的鑒別，為臨床選擇治療方案、腫瘤療效判定及預后評估提供充分幫助。

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CorrelationbetweenMSCTperfusionparametersandmicrovesseldensityinsolitarypulmonarylesions

WANG Zong-sheng，YUAN Gang，GU Yan，et al.

Department of Radiology，First People's Hospital of Lianyungang,Jiangsu 222002,P.R.China

Objective:To observe the correlation between MSCT perfusion parameters and microvessel density (MVD),and to evaluate the diagnostic value of CT perfusion in differentiating the solitary pulmonary lesions.Methods80 cases of solitary pulmonary lesions proved by pathology underwent CT perfusion. Blood flow(BF),blood volume (BV),mean transit time(MTT)and permeability surface(PS)were caculated. To measure the MVD using CD34 labeled monoclonal antibody.To compare MSCT perfusion parameters between malignant tumors of different grades,benign, malignant and inflammatory lesions. To analyse the correlation between MSCT perfusion parameters and MVD.ResultsThe BF value of benign, malignant and inflammatory lesions was (3.45± 1.75)、(10.40±4.08)、(8.40±8.42)mL/100g,respectively; the BV value was (24.48±18.74)、(77.75±43.03)、(84.54±107.13)mL/(100g·min),respectively；the PS value was (4.33±2.90)、(21.70±10.86)、(14.67±10.29)mL/(100g·min),respectively；the MTT value was (15.54±7.01)、(15.23±13.35)、(12.55±8.39)s,respectively；The differences of BF,BV,PS between benign and malignant lesions,benign and inflammatory lesions were statistically significant(P<0.05).Only the difference of PS between malignant and inflammatory lesions was statistically significant(P<0.05). There were no significant differences in MTT between the three groups (P>0.05)．There was statistically difference in MVD between different grades of non-small cell lung cancer (P<0.05).BF、BV、PS were positive correlated with MVD (r=0.316,0.886,0.617，P<0.05).There was no correlation between MTT and MVD (P>0.05)．ConclusionMSCT perfusion can reflected the angiogenesis of solitary pulmonary lesions in vivo inderectly, and can provide evidences for the differential diagnosis,optimization of a reasonable treatment protocol,the evaluation of curative effect and the prognosis.

Solitary pulmonary nodules；Tomography,X-ray computed; Perfusion imaging; Microvessel density

222002 江蘇，連云港市第一人民醫院影像科

王宗盛(1975-)，男，江蘇連云港人，副主任醫師，主要從事醫學影像診斷工作。

周勝利，E-mail：zsl2413@sina.com

江蘇省自然科學基金(SBK201122841)

R814.42；R816.41

A

1000-0313(2014)07-0791-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2014.07.015

2014-04-11

2014-06-04)