64层CT灌注成像对孤立性肺结节微血管结构的评价

· 1032· 胸部放射学 临床放射学杂志2008年第27卷第8朔 64层 CT灌注成像对孤立性肺结节微血管结构的评价 白荣杰，程晓光，中宝忠，屈 辉 【摘要】 目的 研究孤立性肺结节(SPN)CT灌注成像与微血管结构[微血管密度(MVD)]的关系，探讨肺内孤立 结节cT灌注成像的基础。 资料与方法 对38例SPN行64层螺旋cT动态增强(以4 ml／s的流率注入对比剂)。 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 SPN增强前后各时相的 CT值，并计算强化值(PH )、灌注量(P)、结节一主动脉强化值比(PH PN／PHAA)。灌 注量等于时问罐}度曲线(TDC)最大斜率除以主动脉强化值。利用免疫组织化学测定 MVD评价 SPN CT灌注参数 (PH 、P、PH ／PH )与 MVD的相关性。 结果 恶性结节[PH ：(96．15±l1．55)HU]和炎症性结节[PHs N： (101．15±8．41)HU]较良性结节 [PH ：(47．24±9．15)HU]有更高的强化峰值[PHs N(F=72．73，P<0．001； F=9．728，P<0．001)和 PH ／PH (F=87．51，P<0．001；F=8．20，P<0．001)]。而恶性结节与炎症性结节的 PH 和 PH ／PH 差异无统计学意义。炎症性 SPN增强前密度明显低于恶性( =8．49，P<0．05)。恶性 SPN 与炎症性 SPN的灌注量明显高于良性(F=103．15，P<0．01；F=16．88，P<0．01)。MVD计数恶性[(36．88± 6．76)条／视野]SPN明显高于良性 [(4．51±0．60)条／视野 ]和炎性 [(26．11±5．43)条／视野 ]SPN(F=91．31， P<0．01；，=9．39，P<0．001)。CT灌注各参数(PH 、PH 、PH 、P)与恶性和良性 MVD呈正相关，其中以恶性 结节 PH 与 MVD相关性最强(r=0．657，P<0．05)。 结论 SPN的MVD是其在 CT灌注上不同 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 现的病理生理 学基础 ，SPN CT灌注特点与其血管生成有良好的相关性。 【关键词】 孤立性结节 肺 灌注 体层摄影术，x线计算机 微血管密度 Evaluation of M icrovessel Structure of Solitary Pulmonary Nodules with 64-slice Spiral CT Perfusion Imaging BAI Rongjie，CHENG Xiaoguang，SHEN Baozhong，et a1． Department of Radiology，Beijing Jishuitan Hospital，Beijing 1 00035，P．R．China 【Abstract】 Objective To improve the differential diagnosis accuracy for solitary pulmonary nodules(SPNs)，and to study the basis and mechanisms of CT perfusion imaging for SPNs comparing with the microvessel constructions(microves— sel density)．Materials and Methods 38 patients with SPNs underwent dynamic contrast enhanced(nonionic contrast material was administrated via the antecubital vein at a rate of 4 ml／s by using an autoinjector)serial CT．Precontrast and postcontrast attenuation on every scan were recorded．Perfusion(P)，peak height(PH)，and ratio of PH of the SPNs(PHsPN s)／PH of aorta(PH^^)were calculated．Perfusion was calculated from the maximum gradient of the time—attenuation curve and the PH“．The quantitative CT perfusion parameters(P，PH，ratio of PHsPN s／PH^^)of blood flow pattern were eom— pared with microvessel densities(MVD)by immunohistochemistry．ResIllts PH of malignant(96．15土1 1．55)and in— flammatory(101．2±8．4)SPNs were significantly higher than that(47．24±9．15)of benign SPNs(F=72．730，P< 0．001；F=9．728，P<0．001)．The ratio of PHsPN s／PH^^ in malignant and inflammatory SPNs were significantly higher than that in benign SPNs(F=87．51，P<0．001；F=8．20，P<0．001)．No statistically significant differences in the PH and the ratio of PHsPNs／PH^ w^ere found between malignant and inflammatory SPNs(F=0．77，P=0．472；F=0．11，P= 0．897)．Precontrast density of inflammatory SPNs was lower than that of malignant SPNs(x =8．49，P<0．05)．Perfusion values in malignant and inflammatory SPNs were significantly higher than that ofthe benign SPNs(F=103．15，P<0．01；F = 16．88，P<0．01)．The TDC(time—density curve)appeared different in malignant，inflammatory and benign nodules．The average value of MVD in malignant(36．88±6．76)was higher than that of benign(4．51±0．60)and inflammatory 作者单位：100035北京积水潭医院放射科(白荣杰、程晓光、届 辉)；150001哈尔滨医科大学附属第四医院放射科(申宝忠) 维普资讯 http://www.cqvip.com 临床放射学杂志2008年第 27卷第 8期 ·1033· (26．11±5．43)SPN(F=91．31，P<0．01；F=9．39，P<0．001)．There were statistically significant correlations between CT perfusion parameters and MVD respectively．The highest correlation，however，was between the PHsPN s and MVD (r= 0．657．P<0．05)．Conclusion Tumor microvessel density is the pathophysiological basis of CT perfusion in SPNs．Multi— slice CT perfusion parameters have strong positive correlations with angiogensis in SPNs． 【Key words】 Solitary nodule Pulmonary Perfusion Tomography，X—ray computed Microvessel density 孤立性肺结节(solitary pulmonary nodules，SPN) 是胸部的常见病变 J¨，单纯从 CT形态学特征很难 鉴别其良恶性。CT灌注成像技术为更好地定量评 价 SPN微 血管 结构、推 测其 良恶性 提供 了可 能 J。本研究探讨 SPN多层 CT灌注成像与微血 管密度 (microvessel density，MVD)的关系，为多层 CT描述 SPN血流模式提供理论依据，并对 SPN的 血流特点作定量评价，探讨该方法在良恶性 SPN鉴 别诊断中的价值。 1 资料与方法 1．1 病例选择 搜集2005年 7月至 2007年6月间，胸部平片 及常规CT发现并明确病灶符合 SPN标准的患者共 42例，其中4例因病灶位于心缘旁或近膈面，图像 伪影较多，影响结果 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 而被去除。余 38例纳入本 研究中，其中男 23例，女 15例。年龄21～78岁，平 均51．6岁。病灶直径0．8～3．0 cm，平均 2．3 cm。 38例中恶性结节22例(腺癌9例，鳞癌 8例，腺鳞 癌2例，转移癌3例)；炎性结节 8例(炎性肉芽肿 6 例，化脓性肺炎2例)；良性结节 8例(结核球6例， 错构瘤2例)。经 CT引导下穿刺活检或痰细胞学 检查术前证实16例(腺癌5例，鳞癌6例，转移癌 1 例，结核球4例)，其余22例均经手术后病理证实。 1．2 检查设备与对比剂 使用 Toshiba Aquilion 64层 cT机。对比剂使 用优维显 (Uhravist)，浓度 为 300 mgI／ml，剂量 100 ml，流率4 ml／s。 1．3 CT检查技术与参数 患者取仰卧位，于平静呼吸下屏气进行扫描。 首先行病灶薄层扫描，然后选取病灶最大径平面为 扫描中心平面。采用高压注射器经肘静脉注入对比 剂，分别于注药后 15 S、75 S、135 s、193 S、251 S 5个 系列开始对选定层面进行同层动态扫描。第 1、2系 列各扫描 10次，每层扫描 1 S，每层扫描间隔时间为 2 S。第3～5系列各扫描4次，每层扫描 1 S，层间隔为 6 S。各系列扫描延时间隔30 S。参数：层厚2～4 mm (病灶直径2～3 cm时，扫描层厚采用4 mm；病灶直 径 <2 cm时，扫描层厚采用 2～1．5 mm，确定可重 复性 良好后开始行增强扫描)，间距 1 mm，视野 (FOV)34 cm，120 kV，300 mA，纵隔窗显示窗宽 300，窗位 30，肺窗显示窗宽 1600，窗位 一600，矩阵 512×512。 1．4 图像处理与分析 数据输入工作站(Vitrea 2)，在工作站行图像重 组。以最大截面实性软组织区域(除去钙化与坏 死)约60％面积为标准兴趣区(ROI)¨ j。用动态分 析软件，绘制出 SPN和与其同层主动脉(若该层无 主动脉，则选择颈总动脉)的时间一密度曲线(time- density curve，TDC)并进行曲线分析，观察记录如下 动态增强参数：(1)曲线分型：分析病灶 TDC形态， 归纳为3种类型：I型表现为初始急剧上升，达到峰 值后并不立刻下降，而是持续一段时间后才缓慢下 降；II型表现为迅速上升，达峰值后迅速下降或较 I 型持续时间更长，然后迅速下降，但峰值出现时间较 I型晚；Ill型表现为低平或平缓的上升走势，各时间 点的 CT值变化不大(图 1)。(2)SPN强化峰值 (peak height，PH )：指 SPN增强后的最大 CT值。 (3)主动脉强化峰值(PH )：指与SPN同层主动脉 增强的最大 CT值。(4)SPN强化峰值与主动脉增 强峰值比(PH ／PH )：利用已记录的数据，依据 以下公式计算：(PH ／PHAA)×100％。(5)SPN灌 注量(P)：依据 Miles 的研究结果可通过以下公式 计算 (由工作站软件计算完成 )：灌 流量P(ml· min～·ml )=[TDC曲线的最大斜率 TAC (或 SPN增强最大 比值，HU·min )]／动脉强化峰值 (HU)=TAC ／PH A。(6)SPN强化形式分析：由2 名有经验的放射诊断副主任医师共同阅片，按下列 标准评价病灶强化特征。把结节中央的范围称为中 央部，其余称为周围部。根据 SPN不同强化方式分 为完全强化：结节中央及周围均匀强化；不均匀强 化：结节强化不一致；中心强化：仅在结节中央强化， 周围不强化；环形强化：结节的周围部分强化；不强 化：增强前后结节密度无明显差别，CT值增加 <5 HU。 1．5 免疫组织化学方法标记微血管 病例标本取材部位尽可能与 CT图像后处理所 维普资讯 http://www.cqvip.com · 1034· 测 ROI一致。4％多聚甲醛固定，常规石蜡包埋备 用，以5 m层厚连续切片，一张行 HE染色，另2张 制备涂胶白片，采用链霉素．抗生物素蛋白一过氧化 酶连接(SP)法进行免疫组织化学染色。第一抗体 为单克隆抗 CD3 1抗体(一抗及免疫组织化学试剂 盒均购自博士德公司)。操作步骤按试剂说明书进 行，常规设立阳性及阴性对照。观察标准癌巢问及 癌巢周围棕色染色的单个内皮细胞或内皮细胞簇为 一 个血管标记，红细胞的出现及是否有管腔不作为 技术标准，较厚的肌层血管应排除在计数范围之外。 在低倍视野下全面观察切片，选取微血管密集的4 个视野，然后以200倍视野范围分别计算所有染色 的微血管数，取4个视野的平均值作为 MVD。如果 200倍视野计数困难，可在400倍视野下计数，同样 计数4个视野，但最后结果须加倍。红细胞的出现 以及是否有管腔不作计算标准，管腔大于 8个红细 胞直径且带有较厚肌层的血管也不作为血管计数。 血管较少的硬化区及正常组织交界区不作为血管计 数区。 1．6 统计学分析 分析 3种 SPN CT灌注各参数的关系，采用方 差检验(方差齐时)或秩和检验(方差不齐时)。采 用线性回归分析方法，分析 3种 SPN的 MVD与 CT 灌注各参数相关性。统计分析利用 SAS软件系统 进行，以P<0．05为有统计学意义。 2 结果 2．1 各病灶动态增强 TDC的 形态 I型曲线共21例，其中恶 性结节20例(图2)，另 1例为 错构瘤。Ⅱ型曲线 9例，其中 炎性结节 8例(图 3)，恶性结 节 1例。Ⅲ型曲线 8例，其中 结核球 6例(图 4)，错构瘤 1 例，恶性结节 1例。 2．2 各类结节动态增强参数 值(表 1) 统计学处理结果显示，恶 性与炎性 SPN的 PH洲明显高 于良性，差异有统计学意义(P 均 <0．001)；恶性与炎性 SPN 的 PH ／PH 均显著高于良 性，差异有统计学意义(P均 < 临床放射学杂志2008年第27卷第 8期 0．001)；但恶性与炎性 SPN之间的 PHsPN、PHsPN／ PH 差异并无统计学意义(P>0．05)。恶性与炎性 SPN之间增强前平均 CT值差异有统计学意义(P< 0．01)，即恶性明显高于炎性 SPN；良性 SPN增强前 平均 CT值也高于炎性 SPN，但二者之间差异无统 计学意义(P均 >0．05)。恶性与炎性 SPN灌注量 均高于良性，差异有统计学意义(P均 <0．01)；但恶 性与炎性SPN灌注量差异无统计学意义(P>0．05)。 2．3 增强形态学分析结果 恶性 SPN大 多 为 完 全 强 化，共 有 12例 (54．5％)(图 2)；不均匀强化 6例(33．3％)；环形 强化4例(18．2％)。8例炎性 SPN多为完全强化， 共有 5例 (62．5％)(图 3)；不均 匀强化 2例 (25％)；环形强化 1例(12．5％)。8例良性结节大 多不强化，共有5例(62．5％)，其中错构瘤 1例，结 核球4例(图4)；环形强化2例(25％)，中心强化 1 例(12．5％)，二者均为结核球。 2．4 免疫组织化学结果 免疫组织化学 CD3 1抗体显示，恶性结节肿瘤 间质内可见大量不成熟的肿瘤血管(图5A)，炎性 病灶内则呈现较多量扩张的成熟毛细血管(图5 B)， 结核球内仅见少量染色血管(图5C)。恶性结节和 良性结节P、PH 、PH ／PN 与 MVD呈正相关(r 分别为0．541、0．657、0．474和0．378、0．526、0．590， P<0．05)。炎性结节 P、PHsPN、PH PN／PH 与 MVD 表达无相关关系(r分别为 一0．404、0．315、0．378， P>0．05) 表 1 三组不同类型病变的 SPN特征参数及组间的对比分析( ± ) 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com · 1036· 达到峰值，表明炎性 SPN的后期强化程度比恶性 SPN显著，强化持续时问较恶性长，但持续一段时问 后，其TDC迅速下降。因此，炎性 SPN与恶性 SPN 比较，二者TDC的形态不同。Murata等 的研究与 本组研究结果基本相同，但有待今后更大样本的研 究 8例良I生SPN的灌注量(0．04±0．01)与恶性 和炎性 SPN之问比较差异具有统计学意义(P< 0．01)，这与良I生SPN的病理组织结构密切相关，因 其血供少或无血供，故呈轻度或无明显强化，因而良 性 SPN的灌注量明显低于恶性与炎性 SPN，这与 Zhang等 的研究结果相同。 文献报道及本组 1例错构瘤 TDC呈 I型，有显 著强化倾向 ，本例平均 CT值差值达 27．89 HU。 错构瘤因肿瘤内组织成分的不同，其影像学表现也 不一致，如肿瘤以脂肪、软骨成分为主，则强化不明 显；如以血管成分为主，则强化显著。这一结果提 示，SPN的病理学基础不同其强化的形式不同，根据 结节强化的形态学特征可推测其血供特点。 3．2 SPN MVD的临床意义 微血管指肿瘤瘤体内部毛细血管以下的全部血 管结构，其计算是在高倍镜(200×0．74 mm ／视野) 下以与周围肿瘤组织及结缔组织成分明显区别的任 何一个棕色染色的内皮细胞或细胞丛作为一个血 管，只要结构不卡H连，其分支结构也作为一个血管计 数，这就包括了瘤体内所有的血管及类血管结构，更 能反映灌注的本质。肿瘤是典型的血管依赖性疾 病，这些新生m管引起血容积、灌注量及毛细血管通 母性的变化，活动性炎性结节会引起血管管腔大小 ，义毛细血管通透性变化；这构成 CT强化的基础，也 是决定肿瘤与活动性炎性结节不同血流模式的病理 基础 。因为肿瘤 与活动性炎性结节的血流模式 不同，所以血流模式定量评价有助于鉴别恶性与活 动性炎性结节。 本研究结果表 明，恶性与 良性 PH 、PH ／ PH 及 P与MVD呈J下相关，恶性结节的 MVD计数 显著高于良性结节。可见 PH 、PH ／PH 及 P 反映了良、恶性 SPN的 MVD，说 明 PH 、PH ／ PH 及 P可作为 SPN血管生成的指标，具有研究 SPN血管生成的潜在价值。肺结节表现为高强化值 (>20 HU)、较大动脉强化值比(30％ ～40％)及高 灌注量时(0．1～0．16 ml·min～ ·ml )，在证明是 其他病变之前应首先考虑恶性结节；表现为更高强 化值、更大动脉强化值 比(>40％)及更高灌注量 临床放射学杂志2008年第 27卷第 8期 (>0．16 ml·min～·ml )时，应结合增强前的 cT 值、形态学特征及临床病史首先排除炎症。恶性 PHsPN、PHsPN／PHAA及 P反 映 了 SPN 的 MVD。 PHs N、PHs N／PHAA及 P可作为 SPN血管生成的指 标，说明 MVD是影响SPN灌注量的关键因素之一。 因此，MSCT灌注成像与肿瘤微血管生成有良好的 相关性，能够反映肿瘤的微血管结构特点，提供了一 种定量评价 SPN血流模式的非创伤性方法，有利于 对 SPN的鉴别诊断。当然，扫描条件也不同程度地 影响 CT灌注各参数的变化。因此，在实验过程中 要注意研究对象扫描条件的一致性。 3．3 CT灌注成像在 SPN病变中的可行性及应用 前景 影响 SPN病变 CT灌注成像的一个重要的技术 因素是肺内病变不像脑及肝脏那样相对静止 ¨”J， 它很容易受呼吸及心脏搏动的影响产生伪影和测量 误差。随着 CT扫描技术的进步，这一问题正得以 解决。本研究使用 Toshiba Aquilion 64螺旋 CT机， 以每层 1 S的时问扫描，结果表明，42例中38例成 功，但仍有4例不成功，此 4例均靠近心缘或膈肌， 说明邻近心脏大血管及膈面的病灶，其 CT灌注检 查尚有待于技术上的改进。此外，关于 SPN成像的 基本方法，并非每个病灶都需要 5个系列扫描，恶性 SPN多在 2 min左右达到峰值，故只需 3个系列即 可完成灌注成像扫描，而多数炎症性 SPN因其峰值 出现较晚(约5 min达到峰值)，故需5个系列，才能 完成灌注成像扫描。因此，扫描系列的选择根据病 灶达到峰值的时问长短而定。 以往对 SPN的诊断主要依赖形态学的分析，但 由于结节小，特异性少，故鉴别诊断困难。而 SPN 的 CT灌注成像可以反映其 MVD变化的情况，具有 创伤性少，操作简单的特点，无需放射性核素，成像 时问短，图像的空问一时间分辨率高，结果证实该方 法不失为一种较好的SPN检查方法，为 SPN的诊断 与鉴别诊断提供了新的思路。 参考文献 1 Remy Jardin M，Remy J，Giraud F，et a1．Pulmonary nodules：detec- tion with thick-section spiral CT versus conventional CT．Radiology， 1993，187：513 2 Miles KA．Functional computed tomography in oncology．Eur J Canc- er，2002，38：2079 3 白荣杰，韩铭钧，王立平，等．CT灌注成像在孤立性肺结节中的 应用．中国医学影像技术，2004，20：866 4 Swensen SJ，Morin RL，Schueler BA，et a1．Solitary Pulmonary nod- 维普资讯 http://www.cqvip.com 维普资讯 http://www.cqvip.com