CT灌注成像技术分析原发性肺癌的血供模式

时间：2024-07-28

姚灵 YAO Ling

郭晓山 GUO Xiaoshan

张千里 ZHANG Qianli

姚灵 YAO Ling

郭晓山 GUO Xiaoshan

张千里 ZHANG Qianli

目的采用肺动脉和支气管动脉CT灌注成像技术分析原发性肺癌的血供模式，探讨其临床价值。资料与方法对34例原发性肺癌患者行肺部肿块CT灌注扫描，并进行图像后处理，采集肺癌的支气管动脉灌注血流量（AF）及肺动脉灌注血流量（PF），并计算灌注指数（PI），比较不同类型肺癌PI的差异。结果34例原发性肺癌患者的PI为（70.60±7.83）%，其中肺鳞癌、腺癌、小细胞肺癌的PI值两两比较，差异无统计学意义（t=0.0451~0.1419, P>0.05）；中央型肺癌、周围型肺癌的PI值差异无统计学意义（t=0.0451, P>0.05）。结论CT灌注成像技术能定量评价肺癌体循环和肺循环的血流量，是无创性地研究肺部病灶血流动力学的有效工具；对原发性肺癌血供模式的初步研究显示，肺癌同时接受肺动脉和支气管动脉供血。

肺肿瘤；体层摄影术，螺旋计算机；灌注成像；血流动力学

CT灌注成像可以评价局部组织血供模式[1-3]，具有广阔的应用前景。肿瘤是血管生成依赖性疾病，血管生成与肿瘤生长密切相关[4]。肿瘤的生长过程分为无血管的缓慢生长阶段（血管前期）和有血管的快速增殖阶段（血管期）[5]。多数学者认为肺癌的血供主要来源于支气管动脉。史景云等[6]认为肺动脉不参与肺癌的供血，而郑如恒等[7]及腾皋军等[8]认为肺动脉参与肺癌供血，并认为肺动脉供血于肿瘤细胞增殖活跃的周边部。尸体解剖研究证实肺癌为支气管动脉及肺动脉双重供血，肺动脉与支气管动脉均参与肺癌血供[9-11]，但两者所占比例尚未明确。本研究采用肺动脉主干和支气管动脉灌注分析模式，探讨支气管动脉血供与肺动脉血供值及各自所占比例。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2012-10~2013-05贵州省肿瘤医院收治的34例原发性肺癌患者，其中男22例，女12例；年龄30~72岁，平均（54.3±14.8）岁；所有患者均接受CT灌注扫描。纳入标准：①未经治疗的首诊为原发性肺癌病例；②血管情况良好，能耐受较高速度的静脉注射；③无对比剂过敏反应；④能通过呼吸训练配合灌注扫描。34例患者中，鳞癌17例，腺癌13例，小细胞癌4例；中央型15例，周围型19例。

1.2 仪器与方法采用Toshiba Aquilion PRIME 80层螺旋CT扫描仪，扫描参数：动态容积采集模式，管电压100 kV，管电流100 mA，层厚0.5 mm，层间距0.5 mm。静脉团注非离子型对比剂碘佛醇注射液（320 mgI/ml）60 ml，注射速度为4 ml/s。

1.3 扫描方案检查前向患者详细说明检查步骤及注意事项，并进行呼吸训练，要求深吸气后屏气，反复多次训练，最终达到多次呼吸后状态基本一致。扫描前用腹带固定患者胸部及上腹部，尽可能减少运动造成的影响。有既往影像学检查史者参阅既往影像学检查资料对病变区域直接定位，否则采用低剂量胸部平扫对病变区域进行定位。注入造影剂2 s后对肺部肿块行连续动态灌注容积扫描，连续扫描27.5 s，连续扫描时间由CT机预定方案提供。多层探测器同时开放，扫描时可达到病变的局部容积采集，最大限度地避免呼吸移动所产生的部分容积效应，保证采集数据的准确性。

1.4 图像后处理扫描图像与数据传输至Toshiba Body Perfusion 5软件包对病灶进行图像后处理分析。选择图像质量较好的层面，手动做出此层面的血液入口点及分界点，分别用肺动脉、降主动脉和左心房来表示，灌注软件自动生成灌注曲线，选择病灶感兴趣区，尽量避开明显的钙化、坏死、液化区，选择实性软组织区域或边缘区域。由灌注软件自动计算病灶的支气管动脉灌注血流量（AF）和肺动脉灌注血流量（PF），并计算灌注指数（PI），PI=AF/（AF+PF）。

1.5 统计学方法采用SPSS 16.0软件，不同类型肺癌的AF、PF及PI比较采用t检验，P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 AF、PF及PI值 34例原发性肺癌患者的AF、PF、PI范围及平均值见表1。

表1 34例原发性肺癌患者的AF、PF、PI范围及平均值

2.2 鳞癌、腺癌与小细胞癌PI比较鳞癌组与腺癌组、鳞癌组与小细胞癌组、腺癌组与小细胞癌组PI比较，差异无统计学意义（t=0.1419、0.0451、0.0451, P>0.05），见表2。

表2 鳞癌、腺癌与小细胞癌CT灌注成像参数比较

2.3 中央型肺癌与周围型肺癌PI比较中央型肺癌与周围型肺癌PI比较，差异无统计学意义（t=0.0451, P>0.05），见表3及图1。

3 讨论

既往的肺癌CT灌注均为测量支气管动脉灌注模式，由于肺癌以支气管动脉供血为主，以这种灌注模式进行肺癌血供分析，只能得到单一的血供值，不能同时得到支气管动脉及肺动脉各自的灌注值及两者的比值。本研究同时采用肺动脉主干和支气管动脉灌注分析模式，以左心房为分界，使用Toshiba Body Perfusion 5软件包，可以同时得到AF和PF，并计算出PI。AF与PF变异度及离散度较大，不符合正态分布；而PI符合正态分布，故仅对PI进行统计分析。本研究结果发现，鳞癌与腺癌、鳞癌与小细胞癌、腺瘤与小细胞癌、中央型肺癌与周围型肺癌PI差异无统计学意义。本研究认为肺癌的供血以支气管动脉为主，占总供血量的（70.60±7.83）%，该结论对评价肺癌的血流模式具有重要意义。

表3 中央型肺癌与周围型肺癌CT灌注成像参数比较

图1 男，47岁，右下肺腺癌。手动选择扫描层面的肺动脉干和降主动脉，左心房为肺动脉供血与支气管动脉供血的分界点（A）；灌注软件自动生成灌注曲线，以灌注曲线为基础，自动得出灌注值（B）；C、D分别为AF值和感兴趣区PF值。Spleen：（借用腹部灌注软件测量脾脏标示）测量肺动脉供血标示；Portal表示降主动脉；Artery：左心房；Liver：被测量肿块

很多肺癌患者发现时已经错过了手术机会[12]，介入治疗是后期的主要治疗手段。依照本研究结果，可以按一定的比例合理分配化疗药物，对肺癌的介入治疗有一定的指导意义。由支气管动脉和肺动脉分别按一定比例给药，可以更大限度地对肺癌进行化疗干扰。

本研究尚有一些不足之处：不同学者及不同仪器类型提供和采用的扫描方式不尽相同，各种扫描方式得到的参数也不尽相同，结论也有不同，有待寻找合理、统一的扫描方式。当遇到肿瘤内发生动静脉瘘、大面积坏死、出血、机化包裹等不可预知的因素时，会导致灌注成像参数值不够精确，甚至会得到错误的结果。此外，本研究中CT灌注成像所得参数很难有“金标准”来衡量证实，这也是本研究的局限性之一。

总之，同时采用肺动脉和支气管动脉CT灌注分析模式能定量评价肺部病灶的体循环和肺循环，是无创性地研究肺部病灶血流动力学的有效工具；对原发性肺癌血供模式的初步研究提示，肺癌同时接受支气管动脉和肺动脉供血。

[1] 夏平, 郝敬明, 王涛, 等. CT灌注成像在肺癌疗效评价中的应用. 中国医学影像学杂志, 2012, 20(8): 565-568.

[2] Miles KA. Functional computed tomography in oncology. Eur J Cancer, 2002, 38(16): 2079-2084.

[3] Miles KA, Hayball M, Dixon AK. Colour perfusion imaging: a new application of computed tomography. Lancet, 1991, 337(8742): 643-645.

[4] Folkman J, Beckner K. Angiogenesis imaging. Acad Radiol, 2000, 7(10): 783-785.

[5] Griffioen AW, Barendsz-Janson AF, Mayo KH, et al. Angiogenesis, a target for tumor therapy. J Lab Clin Med, 1998, 132(5): 363-368.

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[7] 郑如恒, 董永华, 周康荣. 支气管肺癌的肺动脉血供研究.中华肿瘤杂志, 1995, 17(1): 53-54.

[8] 腾皋军, 蔡锡类, 高广如, 等. 支气管肺癌的双重供血(肺癌标本的微血管造影及临床X线研究). 中华放射学杂志, 1991, 25(2): 80-83.

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[11] Pump KK. Distribution of bronchial arteries in the human lung. Chest, 1972, 62(4): 447-451.

[12] 高军, 李基根, 周全. 不典型肺结节的螺旋CT与临床病理诊断的对比分析. 中国医学影像学杂志, 2005, 13(5): 368-371.

（本文编辑张春辉）

Blood Supply Mode in Lung Cancer Using Dual-input CT Perfusion

PurposeTo study the blood supply mode in primary lung cancer using dual-input CT perfusion.Materials and MethodsThirty-four patients diagnosed as primary lung cancer underwent chest CT perfusion. Arteriae bronchiale blood fow (AF) and pulmonary artery blood flow (PF) were determined, and perfusion index (PI) was calculated. The difference in PI with different types of lung cancer was also compared.ResultsThe average of PI of all 34 cases was (70.60±7.83)%. There was no statistical difference in PI among squamous cell carcinoma, adenocarcinoma, and small cell carcinoma (t=0.0451-0.1419, P>0.05). There was no signifcant difference in PI between the central lung cancer and the peripheral lung cancer (t=0.0451, P>0.05).ConclusionDual-input CT perfusion can be used to evaluate AF and PF of the lung cancer noninvasively. It is a powerful tool to study the blood supply mode in primary lung cancer. This preliminary study shows that the primary lung cancer receiving both pulmonary and bronchial artery blood supply.

Lung neoplasms; Tomography, spiral computed; Perfusion imaging; Hemodynamics

贵州省肿瘤医院影像科贵州贵阳550004

郭晓山

Department of Imaging, Guizhou Cancer Hospital, Guiyang 550004, China

Address Correspondence to: GUO Xiaoshan

E-mail: 448643097@qq.com

R734.2；R455.3

2014-02-13

修回日期：2014-05-18

中国医学影像学杂志

2014年第22卷第8期：607-609

Chinese Journal of Medical Imaging