640層容積CT雙低劑量腎透明細胞癌動態(tài)灌注成像的應用

齊燕，劉玉品，黃汝杭，李松娜，黃麗霞，李龍，張立軍，冷蓉

廣州中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院 影像科，廣東 廣州 510006

引言

近年來隨著體檢人數(shù)的增加，腎透明細胞癌的檢出率不斷上升。手術切除是目前治療腎透明細胞癌的主要選擇。腫瘤病理分級對治療方案的選擇有重要價值[1]，亦是判斷臨床預后的重要指標[2]。部分病理分級低的病灶可以選擇保留腎單位的腎部分切除術，既能獲得較好的治療療效，又可以降低術后并發(fā)癥的發(fā)生率。因此術前如何無創(chuàng)準確預測病理分級已成為臨床的迫切需求。本研究旨在探討640層容積CT雙低劑量動態(tài)灌注成像定量指標對腎透明細胞病理分級的預測價值，以期為腎透明細胞癌的術前分級提供量化的評估方法。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析我院2013年8月至2017年8月53例臨床資料完整、經(jīng)手術證實為腎透明細胞癌患者的雙腎CT灌注資料。其中女18例，男35例，年齡30～85歲，平均年齡（51±16）歲，身高147～178 cm，平均身高（163±7）cm，體重 45～86 kg，平均體重（63±11）kg。按病理分級（Fuhrman分級）分為I級8例，II級22例，III級15例，IV級8例，其中I、II級為低級別組、III、IV級為高級別組。所有患者均簽署CT檢查知情同意書。

1.2 方法

采用東芝Aquilion ONE 640層CT機。低劑量灌注模式。掃描條件 ：電壓 100 kV，電流 60 mA 或 100 mA（其中 20、22、32、35 s為 100 mA，其余各期均為 60 mA），球管旋轉時間 0.5 s，矩陣 512×512。間隔 2～3 s采集 1 次（曝光 0.5 s，間隔 1.5～2.5 s），共采集 24 次，掃描時間 72 s。層厚 5 mm，層間距5 mm。探測器寬度160 mm，不動床單次掃描完全覆蓋雙側腎臟。同時采用AIDR 3D重建技術。低對比劑用量，采用雙筒高壓注射器（美國拜耳MEDRAD）經(jīng)肘靜脈注入非離子型對比劑（碘比樂，370 mgI/mL）48 mL，生理鹽水30 mL，注射速度為6 mL/s。選擇患者肘關節(jié)處靜脈入藥,同時啟動高壓注射器及CT機掃描按鍵，CT機自動連續(xù)掃描。

1.3 圖像處理

所得24個灌注數(shù)據(jù)包，使用Body Registration軟件進行自動對位，所得數(shù)據(jù)利用Body perfusion灌注軟件，采用patlak 軟件獲得等效血容量（Equivalent Blood Volume， Equiv BV）和清除率，清除率的值乘以6轉換成表面滲透性（Surface，PS）；采用最大斜率軟件獲得血流量 (Blood Flow，BF)。選擇橫軸位瘤體最大層面，手動繪制ROI，避開囊變壞死，多次取其平均值，如圖1～2。利用100 mA圖像觀察腫瘤壞死、血供及腎盂腎盞破壞等CT征象，在腫瘤最大層面測量腫瘤直徑。

1.4 輻射劑量

灌注成像輻射劑量為15.06 mSv，劑量轉換因子k=0.015 mSv ·mGy-1·cm-1。

1.5 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料用均數(shù)±標準差（）表示。不同病理分級的CT灌注參數(shù)比較，采用方差分析，兩兩比較采用LSD法，繪制ROC曲線，計算曲線下面積（AUC），分析各指標的診斷效能，并選擇最佳臨界值；采用 Pearson 相關分析法對CT灌注參數(shù)及CT特征與腫瘤病理分級行相關性分析。P＜0.05表示差異具有統(tǒng)計學意義。

圖1 Fuhrman II級左腎透明細胞癌影像圖片

圖2 Fuhrman III級左腎透明細胞癌影像學圖片

2 結果

2.1 不同病理分級透明細胞癌CT灌注定量指標

除I級與II級Ps值、III級與IV級Equiv BV、BF值之間差異無統(tǒng)計學意義外（P=0.073、0.055、0.727），其余參數(shù)之間存在統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。Equiv BV、Ps、BF灌注值與病理分級呈顯著負相關（r=0.628、0.637、489，P=0.000、0.000、0.000）。各灌注參數(shù)值見表1。

表1 透明細胞癌不同病理分級各灌注參數(shù)比較 （）

表1 透明細胞癌不同病理分級各灌注參數(shù)比較 （）

注：等效血容量（Equiv BV），表面滲透性（PS），血流量（BF）。I級與II級之間PS值、腫瘤大小差異無統(tǒng)計學意義；III級與IV級之間Equiv BV值、BF值差異無統(tǒng)計學意義。

腫瘤大小(cm)I (n=8) 50.20±8.49 51.71±7.57 338.29±62.713.11±0.65 II (n22) 39.95±9.74 44.34±10.63286.79±51.543.90±1.37 III (n=15) 33.74±9.08 36.74±10.71245.09±57.596.05±3.26 IV (n=8) 25.91±7.53 25.95±6.29 235.98±77.679.14±1.14 F值 10.921 11.347 5.765 16.891 P值 0.000 0.000 0.002 0.000組別（Fuhrman分級）Equiv BV(mL·100g-1)PS (mL·100g-1·min-1)BF (mL·100g-1·min-1)

2.2 ROC曲線評估CT各灌注指標的診斷效能

高級別組（III、IV級）的Equiv BV、PS、BF值明顯低于低級別組（I、II級），差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。結果見表2。Equiv BV、PS、BF值的ROC曲線下面積（AUC）分別為 0.791、0.829 和 0.770。以 PS 值 37.35（mL·100g-1·min-1）作為診斷閾值，診斷效能最高，判斷病理分級的敏感性為80.0%，特異性為78.0%。ROC曲線見圖3a。

表2 低高組別透明細胞癌CT灌注參數(shù)比較()

表2 低高組別透明細胞癌CT灌注參數(shù)比較()

組別(Fuhrman 分級)Equiv BV(mL·100g-1)PS(mL·100g-1·min-1)BF (mL·100g-1·min-1)腫瘤大小(mm)低級別(n=30) 42.69±10.3646.30±10.33300.52±58.3936.9±12.6高級別(n=23) 31.02±9.2232.99±10.64241.92±63.6471.3±30.7 F值 18.122 21.087 12.131 22.279 P值 0.000 0.000 0.001 0.000

圖3 ROC曲線

2.3 不同病理分級透明細胞癌常規(guī)CT特征

53例腎透明細胞癌患者，腫瘤大小為2～14 cm，平均（6.7±2.3）cm，I、II級之間無差異，其余各級之間存在差異（P＜0.05）。腫瘤大小與病理分級呈顯著正相關（r=0.686，P=0.000），見表1。腫瘤大小的ROC曲線下面積（AUC）為0.827。以腫瘤大小為4.35 cm作為區(qū)分高、低級別腫瘤的最佳閾值，其敏感性為78.3%，特異性為86.7%，見圖3b。41例患者見壞死，腫瘤內見低密度區(qū)；19例患者侵犯腎盂腎盞，表現(xiàn)為腎盂腎盞破壞、延遲期見充盈缺損；45例患者可見腫瘤供血動脈，表現(xiàn)為腎動脈分支增粗，供應腫瘤，圖4；22例患者可見腫瘤引流靜脈，表現(xiàn)為腎靜脈分支增粗，部分迂曲。高級別組腫瘤壞死、腫瘤血管及腎盂腎盞破壞的發(fā)生率均高于低級別組。其中腎盂腎盞侵犯在高低組別之間存在統(tǒng)計學差異（P＜0.05）。

圖4 Fuhrman II級左腎透明細胞癌4D重建及CTA圖像

3 討論

腎透明細胞癌的病理分級是判斷腫瘤惡性程度、預測腫瘤侵襲性和潛在轉移的重要指標，對腎癌的預后判斷有重要的指導意義[3-6]。因此，如果能夠通過術前腎臟灌注CT成像預測腎透明細胞癌的Fuhrman 病理分級，對手術方式和治療方案的選擇有重要的臨床意義。

CT灌注成像是集合解剖和功能的成像技術，可以完成器官的“一站式”評估。有研究認為腎臟CT灌注成像可以顯示腎臟動靜脈解剖及變異，評估腎臟功能，預測腎臟腫瘤的病理類型[7-13]。但CT灌注成像存在輻射劑量較高等不足。Chen等[13]、劉靜紅等[14]研究采用寬體探測器CT進行腎臟灌注檢查，其有效輻射劑量為18.5 mSv和（23.10±4.39）mSv。而常規(guī)腎臟多期CT增強亦存在對比劑用量較大的問題。鮑光進等[15]、楊保智等[16]關于腎臟動脈CT成像及腎透明細胞癌CT增強特征的研究中，其對比劑用量均大于80 mL。本研究采用優(yōu)化CT灌注掃描方案，在降低管電壓及管電流的同時采用AIDR 3D重建技術，明顯降低輻射劑量（15.06 mSv）。本研究同時降低了對比劑用量（48 mL），且在8 s內快速注射完對比劑，既可以保證灌注值的準確性，同時可以降低對比劑引起的急性腎損傷。

本研究總結腎透明細胞癌的常規(guī)CT影像特征為：腫瘤血供豐富，可見腫瘤血管及腫瘤周邊細小迂曲新生血管。腫瘤壞死發(fā)生率較高（77.4%），高級別組腫瘤壞死發(fā)生率高于低級別組，與裴子璐等[17]、Oh等[18]、Chen等[19]研究認為腫瘤壞死與病理分級關系密切的結果相一致。本研究認為腫瘤大小與病理分級呈正相關。腫瘤直徑大于4.35 cm可作為預測低高組別腎透明細胞癌的最佳臨界值。Chen等[20]研究及Oh等[18]研究結果顯示高級別組腫瘤直徑大于低級別組，區(qū)分低高組別腫瘤直徑最佳臨界值分別為5 cm及3.6 cm，本研究結果與上述結果相似。Maruyama等[21]研究顯示低高組別腫瘤直徑分別為（48.5±21.3）mm、（84.5±39.3）mm，本研究結果顯示低高組別腫瘤直徑分別為（36.9±12.6）mm、（71.3±30.7）mm，與上述研究結果相近。本研究認為高級別組腎盂腎盞侵犯發(fā)生率高，分析其原因可能為高級別組腫瘤體積大、浸潤性強，周圍結構受壓明顯所致。

本研究總結腎透明細胞癌的CT灌注特征為：腫瘤灌注不均勻，邊緣呈高灌注，中心灌注減低，壞死區(qū)呈明顯低灌注。高灌注區(qū)Equiv BV、PS、BF仍低于正常腎皮質。腎透明細胞癌CT征象與病理分級的研究發(fā)現(xiàn)，高級別組腎透明細胞癌CT密度不均勻多于低級別組[17-19]。本研究認為高級別組灌注不均勻明顯多于低級別組，與其結論相同。腫瘤內部的不均質成份是導致腫瘤的密度及灌注不均勻的原因，同時也預示著腫瘤的病理分級較高。這種不均質成份在常規(guī)CT圖像上顯示有限，但CT灌注圖像能夠清晰顯示其不均質成分的范圍及位置。本研究對CT灌注參數(shù)值與病理分級行相關性分析，結果顯示Equiv BV、PS、BF值與病理分級呈顯著負相關（P＜0.05）。其中PS值對病理級別的診斷效能最高，當臨界值為37.35 mL·100g-1·min-1時，其敏感性及特異性均較高。Chen等[20]、Reiner等[22]研究認為PS值與腫瘤病理分級呈負相關。本研究結果與其結論相同。其原因可能為PS值可以反映腫瘤內微血管密度（MVD）。而MVD與腫瘤的惡性程度密切相關，腫瘤的惡性程度越高，凝固性壞死成份越多，微血管密度越低。Chen等[20]研究結果顯示PS值的最佳臨界值為71.63 mL·100g-1·min-1，本研究PS值與其結果相差較多。分析其原因可能為，本研究ROI的勾畫與該研究存在一定的偏差。Chen等[20]研究ROI勾畫病灶腫瘤實性成分（避開壞死），而本研究ROI勾畫包含一些低灌注區(qū)域，（僅有少量血流，但未壞死），這可能造成本研究結果數(shù)值偏低。

除此之外，本研究尚存在一些不足之處。本研究樣本量小，為單中心研究，結果會存在一定差異，今后將擴大樣本量，選取多中心研究，以排除相關干擾因素，提高診斷的準確性?？傊?，640層容積CT雙低劑量動態(tài)灌注成像能夠為術前準確診斷腎透明細胞癌及預測其病理分級提供定量的影像學數(shù)據(jù)，具有一定的臨床應用價值。