64层螺旋CT灌注成像技术在食管癌放疗中的作用

摘要】  目的： 探讨64层螺旋CT灌注成像在食管癌放疗方面的价值。

方法： 38例经病理学证实的食管癌患者在放疗前后分别行64层螺旋CT灌注扫描，将放疗前、后的灌注参数进行配对设计t检验。放疗后随访12～18个月,中位时间15个月，再以是否局部复发和（或）转移为标准进行分组，并对各组病例放疗前肿瘤灌注参数进行独立样本t检验。结果： 38例放疗前组织血流量、血容量、表面通透性、平均通过时间、强化峰值分别为(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，放疗灌注后参数分别为(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。肿瘤表面通透性,强化峰值差异有统计学意义。其余各参数之间比较差异无统计学意义。复发／转移组与无复发／转移组灌注参数差异无统计学意义。结论： 灌注参数可以定量反映食管癌的微循环特征。放疗前和放疗后肿瘤表面通透性、强化峰值表现为明显减低。灌注参数难以预测肿瘤放疗后复发及转移。
【关键词】  螺旋CT； 食管肿瘤； 灌注成像； 放射治疗
    ［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
    随着多层螺旋CT的普及，CT灌注成像技术已逐渐应用于多种器官及肿瘤的功能成像。运用CT灌注成像技术，可以定量反映出病变或肿瘤微循环方面的特征改变，为肿瘤性病变的诊断、鉴别诊断，治疗监测及预后评估提供新的方法。本文通过对食管癌进行64层CT灌注成像研究，探讨CT灌注成像技术在食管癌放疗方面的应用价值。
    1  对象与方法
    1.1  病  例
    2006年8月～2007年6月经病理证实的食管癌38例，男22例，女16例，年龄45～66岁，中位年龄58岁。其中中分化鳞癌33例，低分化鳞癌４例，未分化鳞癌１例。根据1997年UICC食管癌国际TNM分期，38例食管癌患者中，T1肿瘤6例，T2肿瘤8例，T3肿瘤13例  T4肿癌11例。
    1.2  灌注成像 
    38例肿瘤患者均采用Siemens  sensation  cardial  64层螺旋CT进行灌注扫描 ，记录肿瘤的灌注参数: 血流量（blood flow,BF）、血容量（blood vessel,BV）、表面通透性（permeability surface,PS）、平均通过时间(mean transit time,MTT)和肿瘤的强化峰值 (peak height,PH)。
    完成CT灌注成像的患者给予6～15 MV X线作适型放疗，部分患者剂量需作适度调整，Dt 60～64 Gy/5～6周。放疗后一周再次进行上述检查，检查方法同上，将放疗前、后的灌注参数进行配对设计t检验。38例得到有效随访，随访时问截止到2008年4月，随访期12～18个月，中位时间15个月。再以是否局部复发和（或）转移为标准进行分组，并对各组病例放疗前肿瘤灌注参数进行独立样本t检验。所作统计学处理均采用SPSS 11.5软件。
    2  结  果 
    2.1  放疗前、后两组灌注参数比较
    放疗后组肿瘤的强化峰值降低，差异有统计学意义 (P<0.01), 表面通透性降低，差异有统计学意义 (P<0.05)。血流量、血容量、平均通过时间的平均值比较差异无统计学意义(表1）。表1  放疗前及放疗后组灌注参数比较
    2.2  复发／转移组与无食管局部复发／转移组灌注参数比较
    随访38例患者中，先后发生肿瘤局部复发和(或)转移者9例。9例复发／转移的患者中，食管局部复发4例，复发时间为放疗开始后8～12个月，中位时间为10个月, 其中T2肿瘤1例，T3肿瘤1例，T4肿瘤2例。9例患者中发生淋巴结转移5例，其中纵隔淋巴结转移2例,锁骨上淋巴结转移3例，确诊时间为放疗后5～13个月，中位时间9个月， N1期肿瘤1例，N2期肿瘤3例，其中1例同时伴有纵隔淋巴结转移和锁骨上淋巴结转移。将9例食管局部复发和(或)淋巴结转移患者的放疗前灌注参数与其余29例无复发转移者的放疗前灌注参数比较。两组灌注参数间比较差异无统计学意义 (表2)。表2  两组灌注参数及统计学结果
3  讨  论
    CT灌注成像是指在静脉注射造影剂后对选定的层面进行连续多次扫描，以获得该层面内每一像素的时间-密度曲线，根据该曲线利用不同的数学模型计算出血流量、血容量、造影剂的通过时间、造影剂峰值时间、表面通透性等参数，以此来评价组织器官的灌注状态。而CT灌注成像可以通过灌注参数判断微血管密度，进而对肿瘤的活动性、病理分级及预后进行评估。
    对于CT灌注成像与肿瘤恶性程度及病理分级的研究文献报道结果并不一致。Shin等［1］对脑胶质瘤的研究表明灌注水平高的肿瘤病理分级亦较高。而孟悛非等［2］及伍建林等［3］对骨肿瘤及肺内结节的研究表明两者之间无相关性或部分重叠。尽管对于不同病理类型的良恶性肿瘤，高血供的良性肿瘤的灌注水平明显高于低血供的恶性肿瘤，但是，对于同一病理类型的恶性肿瘤而言，肿瘤的灌注水平越高，其病理分级也越高。本组研究表明，食管癌放疗前的灌注水平及强化值较高，其血流量、血容量、表面通透性、平均通过时间和强化峰值明显高于正常食管部肌肉灌注水平，具有一定的诊断价值。
    本组研究发现，食管癌放疗后肿瘤表面通透性和强化峰值与放疗前比较明显减低，差异有统计学意义。而其血流量、血容量及平均通过时间与放疗前比较，差异无统计学意义。其机制可能为: ①放射线在损伤肿瘤细胞的同时可损伤供血血管，使肿瘤组织发生缺血、坏死及纤维组织增生等改变，较小的肿瘤可完全消退，较大的肿瘤组织可由成熟的纤维瘢痕替代。当肿瘤放疗至25 Gy时，开始产生明显的形态学变化，主要表现为肿瘤细胞的退化性变与间质反应两个方面，在肿瘤细胞退化坏死的过程中，瘤床内毛细血管增生及肉芽肿样改变，而中小动脉则产生血管内膜炎及血管周围炎，管腔狭窄或闭锁，甚至可见到血栓形成，病变进一步发展后，肿瘤细胞、炎性细胞及毛细血管均减少或消失，后纤维组织增生或瘢痕形成，导致放疗前后表面通透性和强化峰值差异有统计学意义。②放疗60～64 Gy后肿瘤组织内缺血、坏死的同时伴有炎症反应、肉芽肿及成纤维细胞等未成熟的纤维组织增生，炎症反应、肉芽肿及未成熟的纤维组织增生可促进瘤床内毛细血管增生。并与放疗所导致的肿瘤缺血、坏死同时存在，导致放疗60 Gy时肿瘤的整体灌注水平无显著性差异。
    肿瘤的微血管密度决定了肿瘤的灌注水平，也同时反映了肿瘤的恶性程度，肿瘤微血管密度越高，其灌注水平及恶性程度也越高，预后也越差，其研究结果在脑胶质瘤中为肯定。然而，部分文献指出肿瘤对放射治疗的敏感性及治疗效果与其血供及含氧量相关，血供越好，其含氧量多，放射敏感性高，治疗效果好。Hermans等［4］对105例头颈部鳞癌患者进行了CT灌注研究，发现灌注量低的肿瘤对放疗不敏感，而灌注量高的肿瘤对放疗敏感，并认为肿瘤中存在一些耗氧量低的细胞。这些细胞对放疗不敏感，决定了放疗的疗效。由以上研究结果推断， CT灌注水平与肿瘤的疗效及预后可以存在相关性，其对肿瘤的放疗疗效及预后的评价值得进一步研究。本组对38例因食管癌行放射治疗的患者研究结果显示，食管局部复发和 (或)淋巴结转移共9例，食管局部复发／转移患者与无复发／转移患者放疗前灌注参数血流量、血容量、表面通透性、平均通过时间、强化峰值比较差异均无统计学意义。
    总之，64层螺旋CT灌注成像可以定量反映食管癌的微循环特征。放疗前和放疗后的灌注参数中表面通透性、强化峰值有显著减低，可以间接提示放疗疗效。食管癌灌注成像参数难以预测肿瘤放疗后复发及转移。
【参考文献】
  ［1］ Shin JH，Lee HK，Kwun BD，et al.Using relative cerebral blood flow and volume to evaluate the histopathologic grade of cerebral glioma:preliminary results［J］.Am J Roentgenol，2002，179(3):783-789.

［2］ 孟悛非,吕衍春,吕凤华,等.增强MR灌注成像在骨骼-软组织肿瘤良恶性鉴别诊断中的价值［J］.中华放射学杂志,2001,35(8):578-583.

［3］ 伍建林,李光军,王克礼,等.多层螺旋CT灌注成像鉴别诊断肺癌与肺良性肿物［J］.中国医学影像技术,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.