640層CT全腫瘤灌注成像在直腸癌灌注測量及生物學(xué)行為評估中的應(yīng)用研究.pdf

1、直腸癌是消化道常見的惡性腫瘤。近年來隨著人們生活方式及飲食結(jié)構(gòu)的改變，環(huán)境污染的加劇，人口老齡化的加快，醫(yī)學(xué)檢查技術(shù)的提高，其發(fā)病率正在快速的增長，成為威脅人們生命健康的常見惡性腫瘤之一。
　　直腸癌的預(yù)后主要取決于治療方案、腫瘤類型、腫瘤的可切除性及恰當(dāng)?shù)男螺o助治療等方面，這些方面的評估需要依靠影像學(xué)檢查。多層螺旋CT(multi-slice CT, MSCT)及其多種后處理技術(shù)已廣泛應(yīng)用于直腸癌的術(shù)前分期和臨床評估，得到了臨床

2、醫(yī)生的一致性認(rèn)可。但目前有關(guān)直腸癌的影像學(xué)評估和研究主要集中在宏觀的大體形態(tài)解剖結(jié)構(gòu)上，如何在術(shù)前評估直腸癌的微循環(huán)，預(yù)測其生物特點(diǎn)，指導(dǎo)治療方案的選擇、估計(jì)預(yù)后是我們所面臨的一個(gè)難題。
　　近年來最新研究表明CT灌注成像（CT perfusion imaging，CTPI）作為一種無創(chuàng)性功能性影像學(xué)技術(shù)，能夠根據(jù)所得碘對比劑的時(shí)間-密度曲線(time-densitycurve，TDC)，采用去卷積或非去卷積數(shù)學(xué)模型計(jì)算出動(dòng)脈血流

3、量(artery flow,AF)、血容量(blood volume，BV)，血流量(blood flow, BF)，表面通透性(permeabilitysurface，PS)等參數(shù)值，對上述參數(shù)進(jìn)行偽彩處理和圖像重建可得到組織器官的灌注圖，以此來評價(jià)組織器官的灌注狀態(tài)。對評價(jià)腫瘤血管生成、監(jiān)測腫瘤放化療療效、復(fù)發(fā)的監(jiān)控和預(yù)后的評估等方面具有重要價(jià)值。
　　伴隨著醫(yī)學(xué)影像設(shè)備及掃描技術(shù)的進(jìn)展，醫(yī)學(xué)影像學(xué)正在由傳統(tǒng)的以病理解剖為基礎(chǔ)

4、的形態(tài)學(xué)向著形態(tài)學(xué)與反映分子水平的功能影像學(xué)相結(jié)合的方向發(fā)展。CT灌注成像作為一種無創(chuàng)性功能性成像技術(shù)，能在活體狀態(tài)下評價(jià)組織器官的血流灌注狀態(tài)，近年來國內(nèi)外學(xué)者在對肺癌、肝癌、腦腫瘤的灌注研究中證明其在腫瘤生物學(xué)行為的評估及療效預(yù)測方面有重要的臨床價(jià)值。直腸雖為空腔臟器，但位置相對固定，適當(dāng)?shù)哪c道準(zhǔn)備后與周圍組織對比良好，受呼吸運(yùn)動(dòng)和腸蠕動(dòng)影響小，其走形基本垂直于CT掃描方向，測量相對方便，是相對比較適合灌注的器官。以前由于機(jī)器設(shè)備限

5、制多行單層面或部分層面腫瘤灌注成像，部分層面的灌注成像能否代表腫瘤組織整體，有待商榷。640層CT擁有業(yè)界內(nèi)最寬的16cm探測器，可以實(shí)現(xiàn)全腫瘤甚至全器官的灌注成像，而關(guān)于直腸癌全腫瘤灌注成像的研究國內(nèi)外鮮有報(bào)道?；谝陨侠碚摷把芯繜狳c(diǎn)，本研究用640層CT對直腸癌全腫瘤灌注成像進(jìn)行前瞻性研究。目的主要是探討640層CT全腫瘤灌注成像的可行性，最大層面測量法與全腫瘤測量法兩種不同測量方法對灌注參數(shù)值的影響大小，探討不同灌注參數(shù)與直腸癌生

6、物學(xué)行為及腫瘤標(biāo)志物的關(guān)系，有望為直腸癌術(shù)前評估及放化療療效監(jiān)測提供更多有價(jià)值的信息。
　　第一部分640層CT評估直腸癌全腫瘤灌注測量與多方位最大層面灌注測量一致性的研究
　　目的:
　　探討640層CT全腫瘤灌注成像的可行性，評價(jià)直腸癌全腫瘤灌注參數(shù)值與軸位、矢狀位、冠狀位最大層面灌注參數(shù)值的一致性及測量的可重復(fù)性。將對測量方法的選擇和測量值的精確性提供可靠的依據(jù)。
　　材料和方法:
　　收集我院45例

7、經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的直腸癌患者行640層CT全腫瘤灌注成像檢查，獲得全腫瘤灌注圖像。測量的灌注參數(shù)包括動(dòng)脈血流量(AF)，血容量(BV)，血流量(BF)，表面通透性(PS)。測量方法有兩種:最大層面測量法（即采用在腫瘤最大層面勾畫腫瘤輪廓作為感興趣區(qū)的方法）和全腫瘤測量法（即采用逐層勾畫腫瘤輪廓最后多層相加求平均的方法）。1名醫(yī)師測量并記錄每個(gè)腫瘤在軸位、矢狀位、冠位最大層面測量法及全腫瘤測量法（軸位）中所得的各項(xiàng)灌注參數(shù)值，間隔兩個(gè)月后再

8、重復(fù)測量軸位最大層面測量法及全腫瘤測量法所得的各項(xiàng)灌注參數(shù)值，期間另1名醫(yī)師重復(fù)后者的測量。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較最大層面測量法與全腫瘤測量法所得灌注參數(shù)值的差異，多組樣本均數(shù)比較采用單因素方差分析;對于不滿足正態(tài)分布類型的樣本均數(shù)的比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)分析。腫瘤不同方位的最大層面灌注參數(shù)值與全腫瘤灌注參數(shù)值的相關(guān)性用Spearmen相關(guān)分析，采用配對t檢驗(yàn)評估同一測量者及不同測量者之間測量值的一致性和可重復(fù)性。
　　

9、結(jié)果:
　　1.采用全腫瘤測量法得到的AF、BV、BF、PS值分別為(209.25±63.56)ml/min/100ml,(31.82±6.69)ml/100g,(16.78±5.02)ml/min/100ml,(7.02±1.84)ml/min/100ml。
　　2.采用最大層面測量法軸位得到的AF、BV、BF、PS值分別為(212.00±66.61)ml/min/100ml,(32.47±6.63)ml/100g,(17

10、.20±5.04) ml/min/100ml,(7.15±1.75) ml/min/100ml，與全腫瘤測量法得到的灌注值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別0.841，0.641，0.690,0.448。
　　3.采用最大層面測量法矢狀位得到的AF、BV、BF、PS值分別為(203.94±62.46)ml/min/100ml,(33.75±7.37)ml/100g,(17.28±5.01)ml/min/100ml,(7.18±1.74)

11、ml/min/100ml，與全腫瘤測量法得到的灌注值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別0.690，0.123，0.583，0.424。
　　4.采用最大層面測量法冠狀位得到的AF、BV、BF、PS值分別為(207.58±70.56)ml/min/100ml,(32.61±6.95)ml/100g,(17.29±5.08) ml/min/100ml,(7.19±1.71) ml/min/100ml，與全腫瘤測量法得到的灌注值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義

12、，P值分別0.906，0.429，0.635，0.446。
　　5.軸位、矢狀位、冠狀位最大層面的不同參數(shù)灌注值(AF、BV、BF和PS)與全腫瘤灌注參數(shù)值有明顯相關(guān)性。軸位、矢狀位、冠狀位最大層面AF值與全腫瘤AF值的相關(guān)系數(shù)分別為0.972，0.906，0.924; BV的相關(guān)系數(shù)分別為0.900，0.858，0.899; BF的相關(guān)系數(shù)分別為0.985，0.978，0.981; PS的相關(guān)系數(shù)分別為0.987，0.983，0

13、.983。
　　6.同一醫(yī)師前后兩次采用全腫瘤測量法所得的AF、BV、BF、PS值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別0.901，0.849，0.646，0.519;采用最大層面測量法所得的AF、BV、BF、PS值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別0.601，0.654，0.490，0.399。
　　7.兩名醫(yī)師采用全腫瘤測量法所得的AF、BV、BF、PS值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別0.813，0.608，0.771，0.468;采用最大層面

14、測量法所得的AF、BV、BF、PS值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別0.771，0.424，0.675，0.283，說明全腫瘤分析方法重復(fù)性更好。
　　結(jié)論:
　　1.640層CT全腫瘤灌注成像能夠在一定程度上反映直腸癌的腫瘤微血管分布情況。
　　2.軸位、矢狀位及冠位等多方位最大層面測量值與全腫瘤測量值具有很好的相關(guān)性，以軸位相對更準(zhǔn)確，且灌注參數(shù)值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　3.全腫瘤測量法比最大層面測量法所測得的數(shù)據(jù)

15、相對精確，所測得的灌注結(jié)果在重復(fù)測量中重復(fù)性更高，一致性更好，是直腸癌灌注成像最佳的測量方法。
　　第二部分640層CT全腫瘤灌注成像參數(shù)評估直腸癌生物學(xué)行為的研究
　　目的:
　　探討640層CT全腫瘤灌注成像參數(shù)與直腸癌生物學(xué)行為的關(guān)系及與不同腫瘤標(biāo)志物之間的關(guān)系，有望對臨床治療方案的選擇、療效的預(yù)測提供有價(jià)值的依據(jù)。
　　材料和方法:
　　收集我院45例經(jīng)手術(shù)病理證實(shí)的直腸癌患者行640層CT全腫瘤灌

16、注成像檢查，獲得全腫瘤灌注圖像。測量全腫瘤灌注參數(shù)值，包括動(dòng)脈血流量(AF)，血容量(BV)，血流量(BF)，表面通透性(PS)。分析不同灌注參數(shù)與直腸癌分期、分化、腫瘤長度、厚度、腸壁環(huán)周侵犯程度等生物學(xué)行為的關(guān)系。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組樣本均數(shù)間的差異，多組樣本均數(shù)的比較采用單因素方差分析。對于不滿足正態(tài)分布類型的樣本均數(shù)的比較采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)分析。采用Spearmen相關(guān)分析法分析不同灌注參數(shù)值與血清腫瘤標(biāo)志物CA

17、125、CA153、CA199、CA724及CEA值的相關(guān)性。
　　結(jié)果:
　　1.PS值在直腸癌的不同T分期、臨床分期、淋巴結(jié)有無轉(zhuǎn)移、不同分化程度各組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別為0.008，0.000，0.000，0.008。
　　2.BF值在直腸癌的不同T分期、不同長度及腸壁有無環(huán)周侵犯各組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別為0.001，0.009，0.018。
　　3.AF值在直腸癌不同厚度組間差異具有統(tǒng)

18、計(jì)學(xué)意義(P=0.029)，BV值在直腸癌腸壁有無環(huán)周侵犯兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.030)。
　　4.AF、BV、BF、PS值在直腸癌患者的不同年齡、性別及不同部位各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05）。
　　5.PS值在CEA陽性組、CA199陽性組大于陰性組，兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P值分別為0.007，0.020。BF值在CA199陽性組低于陰性組，兩組間差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.046)。
　　6

19、.PS值與血清CEA值呈正相關(guān)，r=0.401，P=0.006，BF值與血清CA199值呈負(fù)相關(guān)，r=-0.388，P=0.008，BV值與血清CA199值呈負(fù)相關(guān)，r=-0.491，P=0.001。
　　結(jié)論:
　　1.640層CT全腫瘤灌注成像能反映直腸癌的血流動(dòng)力學(xué)改變，CT灌注參數(shù)能在活體上評估直腸癌的分期、分化等生物學(xué)行為，能為臨床治療方案的制定與預(yù)后評估提供可靠的依據(jù)。
　　2.640層CT全腫瘤灌注成像參