64層螺旋CT灌注成像技術在食管癌放療中的作用

摘要】  目的： 探討64層螺旋CT灌注成像在食管癌放療方面的價值。

方法： 38例經(jīng)病理學證實的食管癌患者在放療前后分別行64層螺旋CT灌注掃描，將放療前、后的灌注參數(shù)進行配對設計t檢驗。放療后隨訪12～18個月,中位時間15個月，再以是否局部復發(fā)和（或）轉移為標準進行分組，并對各組病例放療前腫瘤灌注參數(shù)進行獨立樣本t檢驗。結果： 38例放療前組織血流量、血容量、表面通透性、平均通過時間、強化峰值分別為(341.2±137.5) ml ·100 g-1·min-1， (10.4±6.8)ml·100 g-1，(28.3±17.1) ml·100 g-1·min-1，(4.3±1.8) s，(55.9±14.7) Hu，放療灌注后參數(shù)分別為(331.4±121.0) ml·100 g-1·min-1，(8.8±5.1)ml·100 g-1， (9.6±8.9)ml·100 g-1·min-1， (3.5±2.0)s， (46.6±13.5)Hu。腫瘤表面通透性,強化峰值差異有統(tǒng)計學意義。其余各參數(shù)之間比較差異無統(tǒng)計學意義。復發(fā)／轉移組與無復發(fā)／轉移組灌注參數(shù)差異無統(tǒng)計學意義。結論： 灌注參數(shù)可以定量反映食管癌的微循環(huán)特征。放療前和放療后腫瘤表面通透性、強化峰值表現(xiàn)為明顯減低。灌注參數(shù)難以預測腫瘤放療后復發(fā)及轉移。
【關鍵詞】  螺旋CT； 食管腫瘤； 灌注成像； 放射治療
    ［Abstract］  ob[x]jective: To assess the value of  64slice spiral CT in diagnosis of esophageal carcinoma and prediction.  Methods： thirtyeight cases of esophageal carcinoma proved by nasopharyngoscopy biopsy underwent 64slice CT perfusion imaging before radiotherapy, paired samples ttest was used to analys the perfusion parameters of preradiation and postradiation, 38 cases were followed up for 12～18 months，with median of 15 months. The cases were divided into groups according to whether they had local recurrence or/and me[x]tastasis.  The parameters of those groups before radiotherapy were assessed with independentsample ttest. Results： Before radiotherapy, the tissue blood flow(BF), blood volume(BV),surface permeability(PS), mean transit time(MTT),peak height(PH) of 38 cases were(341.2±137.5) ml ·100 g-1·min-1, (10.4±6.8)ml·100 g-1,(28.3±17.1)ml·100 g-1·min-1, (4.3±1.8) s,(55.9±14.7)Hu. After radiation of 60～64 Gy, these parameters were(331.4±121.0)ml·100 g-1·min-1,(8.8±5.1)ml·100 g-1, (9.6±8.9)ml·100 g-1·min-1,(3.5±2.0) s,(46.6±13.5) Hu respectively on pairedsamples ttest. There was significant difference in PH,PS between per and postradiation data,while there was no statistic significant difference in other parameters. Between the group with recurrence or/and me[x]tastasis and other groups, there was no statistic difference in parameters of perfusion before radiotherapy.  Conclusion： Perfusion CT can reflect the microcirculation features of esophageal carcinoma quantitatively.Peak height decreased significantly compared with that of perradiation. It is difficult to predict recurrence or me[x]tastasis of esophageal carcinoma after radiotherapy with the perfusion parameters.
    ［Key words］  spiral CT；esophageal carcinoma；perfusion；radiotherapy
    隨著多層螺旋CT的普及，CT灌注成像技術已逐漸應用于多種器官及腫瘤的功能成像。運用CT灌注成像技術，可以定量反映出病變或腫瘤微循環(huán)方面的特征改變，為腫瘤性病變的診斷、鑒別診斷，治療監(jiān)測及預后評估提供新的方法。本文通過對食管癌進行64層CT灌注成像研究，探討CT灌注成像技術在食管癌放療方面的應用價值。
    1  對象與方法
    1.1  病  例
    2006年8月～2007年6月經(jīng)病理證實的食管癌38例，男22例，女16例，年齡45～66歲，中位年齡58歲。其中中分化鱗癌33例，低分化鱗癌４例，未分化鱗癌１例。根據(jù)1997年UICC食管癌國際TNM分期，38例食管癌患者中，T1腫瘤6例，T2腫瘤8例，T3腫瘤13例  T4腫癌11例。
    1.2  灌注成像 
    38例腫瘤患者均采用Siemens  sensation  cardial  64層螺旋CT進行灌注掃描 ，記錄腫瘤的灌注參數(shù): 血流量（blood flow,BF）、血容量（blood vessel,BV）、表面通透性（permeability surface,PS）、平均通過時間(mean transit time,MTT)和腫瘤的強化峰值 (peak height,PH)。
    完成CT灌注成像的患者給予6～15 MV X線作適型放療，部分患者劑量需作適度調整，Dt 60～64 Gy/5～6周。放療后一周再次進行上述檢查，檢查方法同上，將放療前、后的灌注參數(shù)進行配對設計t檢驗。38例得到有效隨訪，隨訪時問截止到2008年4月，隨訪期12～18個月，中位時間15個月。再以是否局部復發(fā)和（或）轉移為標準進行分組，并對各組病例放療前腫瘤灌注參數(shù)進行獨立樣本t檢驗。所作統(tǒng)計學處理均采用SPSS 11.5軟件。
    2  結  果 
    2.1  放療前、后兩組灌注參數(shù)比較
    放療后組腫瘤的強化峰值降低，差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.01), 表面通透性降低，差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.05)。血流量、血容量、平均通過時間的平均值比較差異無統(tǒng)計學意義(表1）。表1  放療前及放療后組灌注參數(shù)比較
    2.2  復發(fā)／轉移組與無食管局部復發(fā)／轉移組灌注參數(shù)比較
    隨訪38例患者中，先后發(fā)生腫瘤局部復發(fā)和(或)轉移者9例。9例復發(fā)／轉移的患者中，食管局部復發(fā)4例，復發(fā)時間為放療開始后8～12個月，中位時間為10個月, 其中T2腫瘤1例，T3腫瘤1例，T4腫瘤2例。9例患者中發(fā)生淋巴結轉移5例，其中縱隔淋巴結轉移2例,鎖骨上淋巴結轉移3例，確診時間為放療后5～13個月，中位時間9個月， N1期腫瘤1例，N2期腫瘤3例，其中1例同時伴有縱隔淋巴結轉移和鎖骨上淋巴結轉移。將9例食管局部復發(fā)和(或)淋巴結轉移患者的放療前灌注參數(shù)與其余29例無復發(fā)轉移者的放療前灌注參數(shù)比較。兩組灌注參數(shù)間比較差異無統(tǒng)計學意義 (表2)。表2  兩組灌注參數(shù)及統(tǒng)計學結果
3  討  論
    CT灌注成像是指在靜脈注射造影劑后對選定的層面進行連續(xù)多次掃描，以獲得該層面內每一像素的時間-密度曲線，根據(jù)該曲線利用不同的數(shù)學模型計算出血流量、血容量、造影劑的通過時間、造影劑峰值時間、表面通透性等參數(shù)，以此來評價組織器官的灌注狀態(tài)。而CT灌注成像可以通過灌注參數(shù)判斷微血管密度，進而對腫瘤的活動性、病理分級及預后進行評估。
    對于CT灌注成像與腫瘤惡性程度及病理分級的研究文獻報道結果并不一致。Shin等［1］對腦膠質瘤的研究表明灌注水平高的腫瘤病理分級亦較高。而孟悛非等［2］及伍建林等［3］對骨腫瘤及肺內結節(jié)的研究表明兩者之間無相關性或部分重疊。盡管對于不同病理類型的良惡性腫瘤，高血供的良性腫瘤的灌注水平明顯高于低血供的惡性腫瘤，但是，對于同一病理類型的惡性腫瘤而言，腫瘤的灌注水平越高，其病理分級也越高。本組研究表明，食管癌放療前的灌注水平及強化值較高，其血流量、血容量、表面通透性、平均通過時間和強化峰值明顯高于正常食管部肌肉灌注水平，具有一定的診斷價值。
    本組研究發(fā)現(xiàn)，食管癌放療后腫瘤表面通透性和強化峰值與放療前比較明顯減低，差異有統(tǒng)計學意義。而其血流量、血容量及平均通過時間與放療前比較，差異無統(tǒng)計學意義。其機制可能為: ①放射線在損傷腫瘤細胞的同時可損傷供血血管，使腫瘤組織發(fā)生缺血、壞死及纖維組織增生等改變，較小的腫瘤可完全消退，較大的腫瘤組織可由成熟的纖維瘢痕替代。當腫瘤放療至25 Gy時，開始產(chǎn)生明顯的形態(tài)學變化，主要表現(xiàn)為腫瘤細胞的退化性變與間質反應兩個方面，在腫瘤細胞退化壞死的過程中，瘤床內毛細血管增生及肉芽腫樣改變，而中小動脈則產(chǎn)生血管內膜炎及血管周圍炎，管腔狹窄或閉鎖，甚至可見到血栓形成，病變進一步發(fā)展后，腫瘤細胞、炎性細胞及毛細血管均減少或消失，后纖維組織增生或瘢痕形成，導致放療前后表面通透性和強化峰值差異有統(tǒng)計學意義。②放療60～64 Gy后腫瘤組織內缺血、壞死的同時伴有炎癥反應、肉芽腫及成纖維細胞等未成熟的纖維組織增生，炎癥反應、肉芽腫及未成熟的纖維組織增生可促進瘤床內毛細血管增生。并與放療所導致的腫瘤缺血、壞死同時存在，導致放療60 Gy時腫瘤的整體灌注水平無顯著性差異。
    腫瘤的微血管密度決定了腫瘤的灌注水平，也同時反映了腫瘤的惡性程度，腫瘤微血管密度越高，其灌注水平及惡性程度也越高，預后也越差，其研究結果在腦膠質瘤中為肯定。然而，部分文獻指出腫瘤對放射治療的敏感性及治療效果與其血供及含氧量相關，血供越好，其含氧量多，放射敏感性高，治療效果好。Hermans等［4］對105例頭頸部鱗癌患者進行了CT灌注研究，發(fā)現(xiàn)灌注量低的腫瘤對放療不敏感，而灌注量高的腫瘤對放療敏感，并認為腫瘤中存在一些耗氧量低的細胞。這些細胞對放療不敏感，決定了放療的療效。由以上研究結果推斷， CT灌注水平與腫瘤的療效及預后可以存在相關性，其對腫瘤的放療療效及預后的評價值得進一步研究。本組對38例因食管癌行放射治療的患者研究結果顯示，食管局部復發(fā)和 (或)淋巴結轉移共9例，食管局部復發(fā)／轉移患者與無復發(fā)／轉移患者放療前灌注參數(shù)血流量、血容量、表面通透性、平均通過時間、強化峰值比較差異均無統(tǒng)計學意義。
    總之，64層螺旋CT灌注成像可以定量反映食管癌的微循環(huán)特征。放療前和放療后的灌注參數(shù)中表面通透性、強化峰值有顯著減低，可以間接提示放療療效。食管癌灌注成像參數(shù)難以預測腫瘤放療后復發(fā)及轉移。
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［2］ 孟悛非,呂衍春,呂鳳華,等.增強MR灌注成像在骨骼-軟組織腫瘤良惡性鑒別診斷中的價值［J］.中華放射學雜志,2001,35(8):578-583.

［3］ 伍建林,李光軍,王克禮,等.多層螺旋CT灌注成像鑒別診斷肺癌與肺良性腫物［J］.中國醫(yī)學影像技術,2005,21(4):551-553.

［4］ Hermans R,Lambin P,Van den Bogaert W,et al.Noninvasive tumour rate determined noninvasively by dynamic computed tomography predicts outcome in headandneck cancer radiotherapy［J］.Int J Radiat Oncol Biol Phya,2003,57(5):1351-1356.