胰腺癌定量雙能CT碘圖與CT灌注參數相關性研究

趙常紅， 郝粉娥， 劉挨師

胰腺癌是最具侵襲性的惡性腫瘤之一，預后差，5年生存率低[1]。CT是臨床疑似胰腺癌患者重要影像學檢查方法。CT灌注技術在胰腺疾病早期診斷、微小病變探查、惡性腫瘤治療后早期局部反應監測中具有重要臨床價值[2-4]。但完成CT灌注需同一解剖部位多次采樣，輻射劑量高，既往文獻報道腹部體模CT灌注輻射劑量高達20 mSv，人體腹部、盆腔CT灌注有效輻射劑量7～18 mSv不等[5-7]。

二代雙源雙能CT具有相互垂直發射不同能級X射線的兩套球管(80 kVp/140 kVp)，掃描時探測器收集不同能級下不同物質的X線衰減信息，利用圖像域分離技術將原始數據進行后處理，把組織的每一體素均分解為脂肪、軟組織及碘(骨、鈣、尿酸)3種基物質。然后，在基物質分解的空間圖中識別含碘像素，利用彩色編碼技術生成物質碘分布圖，從而對組織器官和病變進行碘定量[8]。Dai等[9]認為碘圖中局部病灶的碘值，由新生血管灌注量決定，當對比劑濃度和注射流率一定時，IC即相當于病灶局部的血流灌注量。單期雙能CT較CT灌注最顯著的優勢為輻射劑量明顯降低。本研究旨在重點探討胰腺癌時間特異性雙能CT碘圖參數IC與CT灌注參數間是否存在相關性?時間特異性單期雙能CT能否成為CT灌注臨床應用的有效替代方法？

材料與方法

1.研究對象

搜集2015年12月-2016年11月間臨床疑似，超聲、CT平掃疑似胰腺癌患者36例，其中1例壺腹癌、1例膽總管癌、2例全胰腺癌被排出，剩余32例成功入組本次研究，其中男19例，女13例，年齡(61±7)歲，范圍(49～74)歲。32例胰腺癌患者病灶均為單發，經手術病理(22例)、CT引導下經皮穿刺活組織檢查(1例)、病史結合臨床表現、實驗室檢查、其它影像學檢查方法和后期3個月隨訪(9例)均獲得明確診斷[10]。

排除標準：①任何方式干預后的胰腺癌患者；②胰腺富血供腫瘤；③全胰腺癌者；④心腎功能不全者；⑤甲亢、妊娠哺乳期、碘對比劑過敏、不同意此項檢者。

此研究經我院倫理委員會批準，所有患者均簽署研究知情同意書。檢查期間所有患者均未出現嚴重對比劑不良反應。

2.掃描體位及參數設置

所有被檢者仰臥位于檢查床上，束腹帶，行二代雙源CT(Definition Flash，Siemens Healthcare，Forchheim/Germany)腹部平掃，管電壓120 kV，啟用管電流自動調控技術(Care Dose 4D，Siemens Healthcare，Germany)，層厚5.0 mm，螺距0.8，掃描范圍膈頂至肝臟下緣。在平掃基礎上定位CT灌注掃描位置，管電壓80 kV，管電流200 mAs，層厚3 mm，螺距0.6，轉速0.28 s，覆蓋范圍84 mm。使用雙筒高壓注射器(Stellant，Medrad，Indianola，PA，USA)經肘正中靜脈以5.0 mL/s流率注入碘對比劑(碘普羅胺370 mg I/mL，拜耳先靈藥業，德國)50 mL，生理鹽水沖洗量50 mL。于碘對比劑注入后7 s啟動掃描，共計掃描17次，間隔2.5 s，總檢查時間49.49 s。所有被檢者CT灌注后留置于檢查床上15 min，采用與第一次相同的流率，經肘正中靜脈注入碘普羅胺370 mg I/mL 70 mL，生理鹽水30 mL，依CT灌注時間-密度曲線(time-attenuation curve，TAC)記錄的正常胰腺組織實質期時間，確定單期雙能CT啟動掃描的延遲時間。管電壓80/Sn140 kVp，管電流采用Care Dose 4D 調節技術，螺距0.6，掃描層厚3 mm，掃描范圍84 mm。

3.數據處理

灌注數據代入西門子后處理工作站(Multimodality Workspace，MMWP，Siemens Healthcare，Forchheim Germany)，使用VPCT-Body灌注軟件包進行數據分析，繪制正常胰腺組織TAC曲線，分別測量胰腺癌、正常胰腺組織的各CT灌注參數，包括BF、BV、表面通透性(permeability，PMB)、平均通過時間(mean transit time，MTT)。時間特異性雙能數據傳輸入Syngo via雙能后處理工作站，使用VNC虛擬平掃軟件，生成組織器官碘圖，分別測量胰腺癌、正常胰腺組織IC值(圖1)。所有測量值均測量3次取其平均值。感興趣區(region of interest，ROI)直徑規定為1 cm，采用復制粘貼方式，盡可能避開血管及腫瘤壞死區。雙能碘圖與CT灌注測量盡可能選擇病變相同位置。

4.輻射劑量統計

記錄全胰腺CT灌注與單期雙能CT掃描的劑量長度乘積(dose length product，DLP)，并計算有效輻射劑量(effective dose，ED)。

5.統計學處理

使用SPSS17.0統計軟件包行數據分析，所有計量資料采用均數±標準差表示，檢驗水準α=0.05。胰腺癌與正常組織IC進行獨立樣本t檢驗；胰腺癌、正常胰腺組織IC與對應部位各CT灌注參數間進行Pearson相關分析；單期雙能CT與全胰腺CT灌注輻射劑量進行兩獨立樣本t檢驗。

結 果

所有被檢者均順利完成檢查。符合納入、排除標準且經病理、臨床資料明確診斷為胰腺癌者共32例。胰頭癌21例，胰體癌7例，胰尾癌4例，其中10例發生區域淋巴結或遠處轉移，區域淋巴結轉移4例，肝轉移3例，區域淋巴結伴肝轉移2例，區域淋巴結伴肺轉移1例。入組患者BMI為21.09±1.38，范圍18.59～23.87。正常胰腺組織強化峰值時間為對比劑注入后的(31.75±3.50)s，時間范圍在(28～45)s之間，多集中于32s(圖2)。

圖1 患者，女，60歲，病理證實胰腺體部胰腺癌，實體腫瘤大小1.3cm×1.2cm×1.5cm。胰腺癌組織(白箭)；胰腺癌周圍正常胰腺組織(紫箭)。a) 灌注Avera圖像; b) 灌注BF圖; c) 灌注BV圖;

胰腺癌和正常胰腺組織IC分別為(2.50±0.42)mg/mL、(3.62±0.92)mg/mL，t=6.32，二者間差異有統計學意義(P=0.000)。

胰腺癌IC與CT灌注參數BF、BV間存在中度相關，分別r=0.644(P=0.000)，r=0.523(P=0.002)，胰腺癌IC與CT灌注參數PMB、MTT間無相關(分別r=0.261，r=0.120，P>0.05，表1、圖3、4)。

表1 胰腺癌雙能CT碘圖參數IC與CT灌注參數間的相關性

正常胰腺組織IC與CT灌注參數BF、BV間存在中度相關，分別r=0.547 (P=0.001)、r=0.511(P=0.003)。正常胰腺組織IC與CT灌注參數PMB、MTT間無相關(分別r=0.122，r=-0.014，P>0.05，表2、圖5、6)。

表2 正常胰腺組織雙能CT碘圖參數IC與CT灌注參數間相關性

本研究中全胰腺CT灌注與單期雙能CT掃描共生成DLP (649.09±9.27) mGY·cm，ED (9.73±0.14) mSv；全胰腺CT灌注與單期雙能CT掃描生成DLP分別為(573.72±0.00) mGy·cm、(75.37±9.27) mGY·cm；ED分別為(8.61±0.00) mSv、(1.13±0.14)mSv，t=302.22，二者間差異有統計學意義(P=0.000)。

討 論

研究結果顯示胰腺癌、正常胰腺組織時間特異性單期雙能CT碘圖參數IC與對應部分CT灌注參數BF、BV間有中度相關。

文獻報道CT灌注對胰腺疾病鑒別診斷、預后評價具有重要價值[2，11]。當胰腺癌周圍1 cm內BF值升高時，預示患者預后不良[11]。但CT灌注輻射劑量高成為限制其推廣于臨床的主要因素。單期雙能CT輻射劑量較其顯著降低，且在腫瘤治療后可敏感的檢測腫瘤內碘含量變化，反應腫瘤微灌注情況[12]。目前，探討碘圖參數替代灌注參數的研究正成為人們關注的熱點。本研究選用胰腺癌病灶，對兩種成像技術定量參數進行相關性研究，旨在為雙能碘圖替代CT灌注提供一定理論依據，目前國內相關文獻尚少。

圖3、4 胰腺癌雙能CT參數IC與CT灌注參數BF、BV間的相關性散點圖。 圖5、6 正常胰腺組織雙能CT參數IC與CT灌注參數BF、BV間的相關性散點圖。

Stiller等[13]在對24例胰腺癌患者行多期雙能CT灌注掃描中發現實質期IC與病變(r=0.89)和正常組織(r=0.56)BF間存在高度、中度相關。本研究胰腺癌和正常胰腺組織IC與對應部分BF值間相關程度較其偏低，究其原因可能主要與以下因素有關：①Stiller等采用最大斜率算法計算灌注值(BF)，本研究所有灌注值的獲得均為去卷積核算法。去卷積核算法綜合考慮了對比劑的動脈流入和靜脈流出，更符合人體血流動力學變化，同時可計算PMB、MTT等灌注參數，但去卷積核算法計算復雜，更易受呼吸運動偽影影響[14]。②Stiller等對所有被檢者行多期雙能灌注掃描，可有效避免二次掃描時因患者呼吸運動造成的圖像位置偏移。本研究先行灌注掃描，15 min后行單期雙能CT掃描，ROI的選取盡可能采用兩次掃描病變相同位置，但無法避免因患者呼吸運動造成掃描層面改變而引起的差異。③研究中考慮到對比劑腎毒性及胰腺癌患者體重普遍偏低，單期雙能CT掃描采用最低固定對比劑容積，未根據患者BMI進行個性化設置，可能會影響不同患者病灶、正常組織IC值，進而影響IC值與灌注參數間的相關程度。

本研究與Stiller等[13]研究結果的另一不同之處為胰腺癌、正常胰腺組織IC與CT灌注參數BV間存在中度相關。CT灌注參數BV為區域組織的血液容積總量，用于反映特定組織所包含的血供情況，在去卷積核算法中BV=BF×MTT。Fuld等[15]在4頭實驗豬肺CT灌注參數研究中認為同一區域雙能CT灌注參數BV與CT灌注參數BF強相關(r=0.91～0.98)，此結論可對本研究結果予以解釋。但我們發現胰腺癌、正常胰腺組織IC與相應部位BV間的相關性較BF低，這可能與MTT的影響有關。

本研究中胰腺癌、正常胰腺組織IC與CT灌注參數PMB、MTT間均無相關。既往Zhang等[16]在9例VX2肝癌模型實驗兔研究中認為碘圖肝癌強化值與PMB呈強相關(r=0.98)。本研究結果與其不同可能與兩種病變自身病理發展過程不同，入組患者胰腺癌病灶分化分期程度不一致有關。目前所見文獻均未見IC與MTT間存在相關性的報道，但MTT在疾病進展分期、部分藥物治療后療效評價中具有一定價值[17]。對于上述情況雙能CT碘圖臨床應用價值有待進一步研究。

準確獲得胰腺實質期時間是實現IC與CT灌注參數最大相關的關鍵。既往多期增強、雙能增強CT檢查，胰腺實質期的選擇主要包括兩種方法，經驗值法和主動脈自動觸發延遲掃描法。但二者均未真正實現特定臟器時間特異性掃描。本研究利用CT灌注獲取正常胰腺組織TAC曲線，記錄不同個體胰腺實質期時間，從而行單期相胰腺雙能CT掃描，實現了個性化胰腺增強。

本研究獲得的胰腺實質期時間為注射對比劑后的(31.75±3.50) s，時間范圍在28～45 s之間，多集中于32 s。圖1顯示胰腺癌TAC曲線為緩升-平臺(或緩降)型，正常胰腺組織TAC曲線為速升-速降型，二者于32 s附近CT值差值最大。但由于標準差的存在，若要實現單期特定器官最佳雙能CT掃描，須首先明確可進行最佳評估的準確時間點。在以后的研究中，是否可以通過先“團注”小劑量碘對比劑，然后行極低劑量下多期動態掃描，獲得特定器官強化峰值時間的方法，指導個性化雙能CT掃描，還需要更多的研究予以解答。

本研究胰腺癌IC較正常胰腺組織明顯減低，與既往研究結果一致，但定量值間比較，本研究結果較以往文獻報道偏高[18]。考慮可能與本研究在CT灌注TAC曲線的指導下完成胰腺癌和正常胰腺組織實質期IC的測量，CT灌注后雖間隔15 min待對比劑在胰腺組織廓清，但不足以完全消除灌注所用碘對比劑對IC值的影響。

CT灌注研究中雖采取部分低劑量措施，全胰腺CT灌注有效輻射劑量仍達8.61 mSv。單期雙能CT掃描有效輻射劑量為(1.13±0.14) mSv，較CT灌注降低約85%～90%。

本研究局限性：①研究對象BMI均為正常值或偏低，未搜集到肥胖患者，隨患者BMI升高，單期雙能CT掃描輻射劑量會隨之增加，以后的研究可能會與本研究結果略有不同。②所有ROI均在二維平面測量，忽視了病變空間異質性對測量結果的影響。③本課題為小樣本研究，研究結果顯示IC與CT灌注參數BF、BV間存在中度相關，而IC與CT灌注參數PMB、MTT間無相關，擴大樣本量后，結果如何有待進一步研究。

CT灌注指導下的時間特異性單期雙能CT碘圖參數IC與CT灌注參數BF、BV間有中度相關。雙能CT碘圖在顯著降低患者輻射劑量前提下可為臨床提供部分近似于CT灌注測量的組織器官生理病理學信息，在某些臨床疾病的診斷與評估中可能成為替代CT灌注的有效檢查方法。

隨著今后所收胰腺癌患者數量的增加，我們將根據患者有無轉移進行分組，通過定量IC界值，對胰腺癌發生遠期轉移的機率進行預測評估。

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