320排動態容積CT雙入口肺灌注掃描技術對原發性肺腺癌化療近期效果的評估

夏 俊，揭廣廉，許定華，羅澤斌 （廣東醫科大學附屬醫院放射科，廣東湛江 524001）

肺部疾病的影像學檢查方法包括形態學征象分析、功能成像、代謝成像等，肺癌是血管生成依賴性疾病之一，CT灌注成像可反映活體內腫瘤血管生成的微血管變化，有利于指導治療和觀察療效。本研究前瞻性觀察50例肺腺癌患者的灌注參數，探討CT灌注成像在評價肺腺癌放化療效果的價值[1]。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選擇我院2016年9月至2018年12月接受320排動態容積CT雙入口肺灌注檢查的肺腺癌患者50例。納入標準：(1)影像資料提示中晚期肺癌，且為肺內單發病變，直徑≥3.0 cm，不伴有阻塞性肺不張和/或阻塞性肺炎；(2)經病理學證實為原發性支氣管肺腺癌；(3)檢查前未接受過化療、放療。排除標準：懷孕、呼吸困難無法配合屏氣掃描及最終診斷不明確者。該研究符合醫學倫理準則并獲得患者知情同意。

1.2 方法

1.2.1 檢查方法 采用的設備及試劑：日本東芝Aquilion ONE 320排動態容積CT機及其副臺，德國雙筒高壓注射器(Ulrich Medical Missouri)，碘帕醇(370 mgI/mL)，0.9%NaCl溶液。掃描前對患者進行必要的呼吸訓練，患者取仰臥位，囑患者深吸氣后屏住氣，先進行平掃，然后同時啟動高壓注射器和增強掃描程序高壓注射器經肘靜脈依次注入對比劑和生理鹽水。碘帕醇注射總量為50～60 mL，注射流率為4～5 mL/s；0.9%NaCl總量為20 mL，注射流率為4 mL/s。掃描參數：管電壓設置為120 kV，管電流設置為100 mA，FOV設置為330 mm×330 mm，矩陣設置為512×512，間距為0.5 mm，重建圖像層厚0.5 mm[2-3]。

1.2.2 圖像后處理及數據測量 將掃描數據容積包導入副臺的體部腫瘤灌注軟件中，將降主動脈、肺動脈干認定為輸入動脈，用左心房灌注達到峰值的時間點作為區分肺體循環、肺循環的分界線；肺腫塊感興趣區(ROI)的設定主要是通過手動勾勒進行設置，每個病灶的ROI在灌注最大層面的橫斷位上設置，需要避開血管、鈣化、壞死、空洞、肋骨等組織或結構(如圖1所示)。運行灌注軟件，生成灌注偽彩圖，對各灌注圖像及灌注參數值進行仔細的觀察與測量。由2名高年資住院醫師采用同樣方法測量2次，取平均值為腫瘤灌注參數值。具體參數意義如下：肺動脈灌注值(PAF)指病灶的肺動脈期血容量；支氣管動脈灌注值(BAF)指病灶支氣管動脈期的血容量；灌注指數(PI)指肺動脈期的血容量在雙期血容量中所占的比例。

1.2.3 化療方案 采用NP(長春瑞濱+鉑類藥物)的全身化療方案。

1.2.4 掃描時間分組標準 第1次CT灌注掃描：為治療前的常規初始灌注掃描；第2次CT灌注掃描：評價時間為化療1個月后進行CT灌注成像，比較與初始數據的灌注參數變化。療效評測方法采用實體瘤的療效評價標準(Response evaluation criteria in solid tumors，RECIST)，評價標準分為：完全緩解(CR)、部分緩解(PR)、疾病進展(PD)、疾病穩定(SD)。將CR和PR定義為緩解組，SD和PD定義為未緩解組。

1.3 統計學處理

采用SPSS21.0統計軟件，計量資料采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

圖1 肺癌患者CT灌注成像

治療前，緩解組PI值高于未緩解組，BAF值低于未緩解組(P＜0.05或0.01)。治療后，緩解組的PAF和BAF值較治療前下降，未緩解組的PI值較治療前下降(P＜0.05或0.01)，見表1。肺腺癌灌注偽彩圖見圖2。

3 討論

肺癌的治療方法主要有手術治療、放化療治療和靶向治療等，目前中晚期肺癌多采用多學科的綜合治療模式。CT灌注成像可提供解剖學信息以外的功能信息，反映組織的微血管分布和血流灌注，提供組織器官血流動力學信息，在毛細血管水平上反映腫瘤組織的代謝情況。肺臟具有肺循環和體循環兩套系統，前者為肺實質提供了主要的血流量，其在維持氣道及肺功能方面發揮著關鍵的作用[4]。各種類型肺癌患者治療后的療效評價，特別是早期療效評價是肺癌治療過程中的一個重要內容[5]。本研究基于320排CT的雙入口肺灌注技術，其能定量評價肺部病灶的體循環和肺循環，是研究肺部病灶血流動力學的重要手段。

目前肺癌療效評測方法實體瘤的療效評價標準，但其仍是以目標病灶的大小變化為標準，通過形態學方法(腫瘤大小的變化)監測腫瘤療反應存在一定的局限性：(1)以鉑類為主的一線化療方案對晚期非小細胞肺癌有效率僅有30%左右，腫瘤體積的縮小需要幾個周期，對治療沒有反應的腫瘤也需要繼續治療，化療后幾個周期后才能發現治療無效。(2)靶向治療的作用機理與傳統的化療不同，其是抑制腫瘤血管的生成，而非直接作用于腫瘤細胞，因此常規的CT掃描并不適合評價靶向治療的早期療效。(3)治療后的腫瘤形成的斑痕組織和水腫會掩蓋腫瘤的實際大小，影響療效評估，尤其是在放療后。因此在放化療早期，病灶及其周圍炎性反應引起的組織充血、肉芽組織形成與局部腫瘤殘余難以鑒別，若根據腫瘤的大小判斷療效是不符合臨床實際[6]。血管生成在惡性腫瘤發生、發展過程中發揮重要作用，直接抑制血管生成的各種分子靶向治療也正在發展成為一種很有前景的腫瘤治療手段。因此，功能影像學技術尤其是CT灌注成像已越來越廣泛用于評價各種抗腫瘤藥物的療效[7-10]。既往國內外研究多采用肺部單入口灌注，未能全面反映出病灶的體循環與肺循環灌注，本研究創新點其一在于采用肺部雙入口灌注技術，能夠更加真實反映出病灶的血流灌注情況；其二，320排動態容積CT的Z軸可覆蓋16 cm，單次容積掃描可以將肺門、肺實質、肺內病變同時覆蓋。采用寬探測器容積快速掃描，極大降低了患者所接受的劑量，也減少了患者因呼吸運動對掃描數據采集的影響，可以實現活體、無創的功能研究。

化療的主要作用機制是破壞DNA 的結構和功能，使癌細胞的分裂增殖停止，從而殺死癌細胞，抑制癌細胞的增長，因此腫瘤內部不成熟血管數量減少造成血容量下降[11]。理論上，當肺癌經治療后評定為PR時，表明肺癌的支氣管動脈供養血管較前減少，相應灌注參數BAF值較治療前降低；而肺組織的營養血管較前增多，相應灌注參數PAF值較治療前增高，灌注指數PI值較前增高，提示治療方案有效。當肺癌經治療后評定為PD時，表明肺癌支氣管動脈的供養血管較前增多，相應灌注參數BAF值較治療前升高；而肺組織的營養血管較少，相應灌注參數PAF值較治療前降低，灌注指數PI值較前降低，提示治療方案無效。當肺癌經治療后評定為SD時，腫瘤體積較前無明顯改變，腫瘤的供養血管、肺組織的血管亦較前無明顯改變，相應灌注參數BAF、BAF、PI值較前改變不明顯。本研究結果顯示，緩解組患者的平均灌注值、血容量明顯高于無緩解組；本研究結果尚顯示，緩解組患者治療后的BAF灌注值較治療前減低，說明病灶支氣管動脈血供較前減少，提示為炎癥減少或肉芽組織纖維化，說明病灶較前改善，與理論上相符，提示治療方案有效。緩解組治療后的PAF灌注值較前減低，說明病灶的肺動脈血供亦較前減少，化療藥物對肺動脈及支氣管動脈均有影響，提示病灶較前改善。治療前，緩解組的病灶CT灌注參數PI值高于未緩解組，提示病灶肺動脈期的血容量在雙期血容量中所占的比例相對較高，暗示預后較好。治療前，BAF值低于未緩解組，提示病灶主動脈期的血容量在雙期血容量中所占的比例相對較低，暗示預后較好。本研究結果提示未緩解組患者的PAF和BAF值化療后早期數值均有變化，非緩解組病灶治療后PAF值雖有輕度上升，但差異無統計學意義(P＞0.05)；未緩解組的病灶CT灌注參數PI值較治療前下降，說明治療后病灶肺動脈期的血容量在雙期血容量中所占的比例降低，肺組織的營養血管較少，肺癌支氣管動脈的供養血管較前增多，說明病灶較前進展，提示治療方案無效，與理論相符。高血容量、高灌注值提示藥物能快速到達病灶并形成有效的藥物濃度，容易成為藥物治療的靶點；而對于治療前病灶BAF及PAF為低灌注者，可能提示腫瘤缺血、缺氧，對化療藥物缺乏敏感。本研究結果認為在病灶出現形狀、大小等形態學特征發生改變前就可以根據灌注參數對治療療效進行早期評估及預測，有利于臨床及時調整治療方案。

表1 緩解組與未緩解組治療前后各灌注參數的比較(±s)

表1 緩解組與未緩解組治療前后各灌注參數的比較(±s)

與同時間未緩解組比較： a P＜0.05，b P＜0.01；與同組治療前比較： c P＜0.05，d P＜0.01

組別緩解組n BAF PI 32 PAF 52.31±24.7938.20±27.76時間治療前治療后治療前治療后a b 18 d 27.12±13.25 54.05±23.75 68.46±23.07 37.22±17.63 44.55±21.50 48.52±20.12 c未緩解組64.13±21.01 72.24±19.36 45.26±11.04 36.45±10.23c

圖2 肺腺癌灌注偽彩圖

CT灌注參數值的變化可作為早期評估肺腺癌化療療效的參考指標，為臨床提供客觀、有力的影像學依據，但目前該研究尚處于臨床探索階段，有些認識和標準尚待統一。