CT灌注成像在宮頸癌中的臨床應用進展

董瑞彤 綜述 董越, 羅婭紅 審校

·宮頸癌影像學評估·

CT灌注成像在宮頸癌中的臨床應用進展

董瑞彤 綜述 董越, 羅婭紅 審校

CT灌注成像是一種在體評估活體組織器官血供情況的功能成像方式，為宮頸癌的診斷、腫瘤內微血管密度(MVD)計數、病理學特征和療效評估等提供了重要依據。本文主要對CT灌注成像的基本原理、掃描技術及其在宮頸癌中的臨床應用進行綜述。

體層攝影術，X線計算機； 灌注成像; 宮頸癌； 療效評估； 腫瘤分期； 預后

CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)通過同層連續動態掃描，獲得組織的血流灌注信息，可以在體評估腫瘤的血流動力學情況，間接地反映腫瘤的惡性程度，幫助判斷疾病預后和指導治療[1-2]。CT灌注技術的應用使CT影像學從反映腫瘤的形態學改變，發展至對腫瘤組織微觀血供情況進行評估[3]。近些年來，CT灌注成像已廣泛應用于顱腦[4]、胰腺[5]、肝臟[6]及胃[7]等器官的研究中。宮頸癌是女性最常見的惡性腫瘤之一，在中國女性惡性腫瘤發病率中居第6位[8]。CT灌注成像為宮頸癌的術前診斷、了解腫瘤病理學特征和療效評估等提供了重要依據，本文對此做一綜述。

CT灌注成像技術

CT灌注成像是在靜脈內高速注射對比劑的同時，對靶器官進行連續同層動態掃描，獲得靶器官所在層面組織的時間-密度曲線(time-density curve，TDC)，反映了該器官中對比劑隨時間改變的密度變化趨勢，從而間接反映了器官血供狀態的變化。利用不同數學模型，對TDC進行處理分析，得到灌注參數，包括血流量(blood flow，BF)、血容量(blood vo-lume，BV)、平均通過時間(mean transit time，MTT)、對比劑達峰時間(time to peak，TTP)、強化峰值(peak enhancement image，PEI)、表面滲透性(permeability surface，PS)等。對灌注參數值再進行偽彩處理，獲得灌注參數的偽彩圖，來評估組織器官的灌注情況[9-10]。

處理CT灌注成像數據的數學模型包括非去卷積模型(non-deconvolution model)和去卷積模型(deconvolution model)。非去卷積模型又分為基于Fick原理的單室模型和基于Patlak分析的雙室模型。單室模型采用快速團注法(rapid bolus injection)，對比劑劑量40～50mL，流率5～10mL/s；有報道最高注射流率可達20mL/s。但是高注射流率會增大局部血管壓力，使對比劑外滲的風險升高，尤其是對腫瘤治療后血管條件不佳的患者，不宜廣泛使用[9-10]。去卷積數學模型中對比劑注射速度可降至4mL/s，但需要較長的掃描時間，通常會超過1分鐘，在胸腹部器官的掃描中，呼吸運動容易干擾成像結果，可能會導致灌注成像的成功率低[9-10]。

首先常規CT平掃確定灌注成像的掃描位置和范圍。灌注掃描方式為單層連續動態掃描或者動態容積掃描，掃描開始時間在注射對比劑后5～10s，通常連續掃描40～45個時相；根據掃描部位不同，管電壓選擇70～120kV，管電流選擇50～200mAs[9-10]。

隨著大范圍覆蓋多排探測器CT技術的發展，大范圍的CT容積灌注掃描成為可能，一次掃描可以完成70～150mm的覆蓋范圍[5,11-12]。尤其是320排CT的出現，探測器一次掃描的覆蓋范圍可以達到160mm，因此能夠完成任一臟器全覆蓋的灌注掃描[6,12]。然而，大范圍全器官CT灌注成像必然會帶來輻射劑量的增加，這也是阻礙其臨床應用的主要問題，因此有效降低輻射劑量是全器官CT灌注成像能否在臨床廣泛應用的關鍵因素。CT灌注成像的輻射劑量與以下三個方面有關：掃描時間、管電壓和管電流。Li等[5]使用70kV+120mAs和80kV+100mAs兩種方案進行CT灌注掃描，結果顯示患者接受的輻射劑量能一定程度降低 ，并且各灌注參數有很好的一致性。另有研究表明，保持管電壓不變，降低管電流到72mAs亦可產生圖像質量良好的CT灌注圖像[4]。故低劑量全器官CT灌注成像能有效降低輻射劑量，具有重要的臨床應用價值。

利用CT灌注軟件對獲得圖像進行后處理和重建，傳統的CT灌注成像通常僅能得到4～8mm范圍的橫軸面灌注影像，而使用容積掃描獲得的容積數據包可以重建出橫軸、矢狀及冠狀面的灌注圖像[12]。對于宮頸的灌注成像而言，輸入動脈一般選擇髂外動脈[3]；病灶ROI選擇在癌灶實體部分，注意避開血管、壞死和腫瘤邊緣。通常ROI應盡量包括整個病灶的實體部分，可以減少圖像噪聲的影響，使測量數據更準確。使用灌注軟件得到ROI相對應的時間-密度曲線和灌注參數值，并獲得相應的灌注參數偽彩圖[9-10]。

CT灌注成像在宮頸癌中的應用

1.CT灌注成像對宮頸癌的診斷價值

宮頸癌多為富血供腫瘤，CT灌注成像可以反映宮頸癌的富血供特征，有助于宮頸癌的診斷。與正常宮頸組織相比，宮頸癌的血流量、血容量和峰值CT值均明顯增高，提示宮頸癌組織較正常宮頸組織的血流灌注量大、血供豐富，這一結果間接反映了病理上宮頸癌腫瘤組織內存在大量新生血管[13-14]。宮頸癌組織的時間-密度曲線顯示在對比劑注射后宮頸癌組織中對比劑濃度明顯增加且保持在高水平，強化時間明顯延長，反映了腫瘤微血管豐富、扭曲、擴張和組織間隙擴大的特點，使對比劑存留時間延長、排空緩慢。CT灌注成像能夠發現早期無明顯形態學改變而只有血流動力學改變的腫瘤。劉艷等[15]發現，ⅠA期宮頸癌的BV、PS值較正常宮頸組織明顯增高，在偽彩圖上表現為顯著的高灌注區，因此灌注參數偽彩圖與CT灰階圖像相比，能夠更直接地顯示ⅠA期宮頸癌病灶，這有助于早期宮頸癌的定位診斷和指導臨床活檢。CT灌注成像亦有助于宮頸良惡性病變的鑒別診斷。周永等[16]研究結果顯示，宮頸癌組織CT灌注成像的時間-密度曲線表現為速升緩降型或者持續中高位強化型，短時間內達到峰值，且峰值高于宮頸良性病變(慢性宮頸炎、Ⅰ+Ⅱ級子宮頸上皮內瘤變)。

2.CT灌注成像與宮頸癌病理學特征的相關性

CT灌注成像與宮頸癌病理學特征間的關系：崔志新等[17]研究顯示，在局部侵襲性更強、分期更晚和有淋巴結轉移的宮頸癌病例中，血流量值顯著增高；而血容量值表現在局部侵襲性更強和有淋巴結轉移病例中顯著增高；在分化程度低的宮頸癌患者中平均通過時間顯著增高；而毛細血管通透性可以提示淋巴結轉移，在有淋巴結轉移的病例中PS值更高。因此CT灌注成像對宮頸癌的臨床分期、浸潤深度等病理學特征具有一定的提示性作用。

CT灌注成像與宮頸癌微血管密度(microvessel density，MVD)間的關系：伴隨宮頸癌惡性程度增加，在內皮細胞生長因子(vascular endothelial cell growth factor，VEGF)的作用下，腫瘤內會有大量的微血管生成，因此微血管密度隨之升高，繼而引起組織血供狀態的改變。腫瘤微血管的生成會造成腫瘤組織血容量、血流量和強化峰值的增加。周永等[16]的研究表明，宮頸癌組織的MVD計數與灌注參數BV、BF、PEI和PS值呈正相關；與TTP和MTT值呈負相關。崔志新等[17]的研究結果顯示，宮頸癌的BV、BF和MTT值與MVD呈明顯正相關，而PS值與MVD未發現明顯相關性，作者認為可能與腫瘤內新生血管的分布不均勻及成熟度不同有關，有待進一步研究。由此可見，腫瘤組織的灌注特征可以反映組織的微血管密度特征，灌注參數是MVD的外在表現形式。通過檢測腫瘤組織的BF及BV等灌注參數，可以反映腫瘤血供情況及腫瘤微血管的生成狀況[18-20]。

3.CT灌注成像對宮頸癌治療效果的評價與預測

目前ⅡB期以上宮頸癌患者采取同步放化療治療，其療效評價直接關系到治療方案的調整和預后判斷[21]。有研究發現宮頸癌組織放化療后1個月內灌注參數BF、BV值較放化療前明顯高。該結果說明經治療后病灶部位腫瘤組織充血水腫，強化程度升高[22-23]。而對于宮頸癌放化療半年以上的患者，灌注參數BF、BV值顯著低于放化療前，PEI也低于放化療前，表明放化療患者治療結束后病灶區腫瘤組織血供減少，組織病理學提示腫瘤組織內血管內皮細胞壞死增多，導致血管減少、閉塞，腫瘤供養減少，最終導致腫瘤完全消退。另有研究[21,24]結果顯示，宮頸癌放化療患者治療效果越好，其治療前血流灌注參數BV、PS值越高；對于療效顯著的患者，BV值明顯高于疾病穩定和進展的患者，表明灌注量高且血供豐富的腫瘤組織放化療效果好，反之則療效不好；PS值隨療效變好呈遞增趨勢。由此可見可以通過治療前CT灌注參數預測放化療效果，CT灌注成像的灌注參數可以作為評價宮頸癌放化療效果、指導治療方式選擇的重要指標。

新輔助化療已普遍成為局部晚期宮頸癌患者的重要治療方式。腫瘤化療效果受到腫瘤內微環境中含氧狀況的影響，通常認為腫瘤組織含氧量越高其對化療敏感性就越高，治療效果越好。CT灌注成像提供的血流動力學信息能夠間接反映腫瘤內含氧量狀況，從而幫助預測化療療效[25]。有研究結果顯示，化療有效組的BF、BV值均高于化療無效組，并且BF、BV值與新輔助化療的療效呈正相關，因此推測血供豐富的宮頸癌處于高灌注狀態，組織內藥物濃度及含氧量更高，故對化療具有更高敏感性[25-26]。殷亮等[25]研究發現組織滲透性是預測宮頸癌新輔助化療療效的獨立影響因素，滲透性越大，化療效果越顯著。滲透性反映血液從血管內向組織間隙移動的速度，取決于腫瘤血管基膜的完整程度。由于腫瘤新生血管的滲透性高于成熟血管，所以滲透性增高提示腫瘤內新生血管比例增大。同時由于大量新生微血管的生成有助于改善腫瘤內部的缺氧環境，也間接地提高了化療效果。

綜上所述，CT灌注成像在宮頸癌的診斷與鑒別診斷、病理學特征及療效評價等方面具有諸多優勢，但作為一種新興的影像檢查技術，因其對人體較高的輻射劑量，此項技術的成熟應用和推廣仍需要大量的科學研究及臨床實踐。隨著科技的飛速發展，相信未來低劑量CT動態容積灌注成像將有廣闊的應用前景。

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110042 沈陽，中國醫科大學腫瘤醫院 遼寧省腫瘤醫院醫學影像科

董瑞彤(1993-)，女，陜西寶雞人，碩士研究生，主要從事影像新技術的臨床應用工作。

羅婭紅，E-mail：luoyahong8888@hotmail.com

國家公益性行業科研專項基金(201402020)

R814.42；R735.33

A

1000-0313(2017)04-0347-03

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.04.011

2017-03-13

2017-04-01)