肺部孤立性病变CT灌注参数与MVD相关性分析

王宗盛，顾艳，袁刚，黄连庆，周胜利

·胸部影像学·

肺部孤立性病变CT灌注参数与MVD相关性分析

王宗盛，顾艳，袁刚，黄连庆，周胜利

目的探讨肺部孤立性病变多层螺旋CT(MSCT)灌注成像参数与肿瘤微血管密度(MVD)间的关系，评价MSCT灌注成像对肺部孤立性病变的鉴别诊断价值。方法80例经病理证实的肺部孤立性病变患者行MSCT灌注成像检查，计算血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、毛细血管通透性(PS)；采用CD34单抗标记测定MVD，分析良、恶性病变、炎性病变、不同分化程度肿瘤组织的CT灌注参数差异及各参数与MVD间的相关性。结果良、恶性和炎性病变组的BV分别为(3.45±1.75)、(10.40±4.08)、(8.40±8.42)mL/100g；BF分别为(24.48±18.74)、(77.75±43.03)、(84.54±107.13)mL/(100g·min)；PS分别为(4.33±2.90)、(21.70±10.86)、(14.67±10.29)mL/(100g·min)；MTT分别为(15.54±7.01)、(15.23±13.35)、(12.55±8.39)s。良性组与恶性组、良性组与炎性组BF、BV、PS值差异均具有统计学意义(P<0.05)；恶性组与炎性组间仅PS差异具有统计学意义(P<0.05)，MTT均无相关性(P>0.05)。MVD在非小细胞肺癌不同分化程度鉴别方面具有统计学意义。BF、BV、PS与MVD呈正相关(P<0.05)，MTT与MVD无相关性(P>0.05)。结论MSCT灌注成像可间接反映活体肺部孤立性病变血管生成情况，为鉴别肺部孤立性病变良恶性和治疗、预后评估提供依据。

孤立性肺结节；体层摄影术，X线计算机；灌注成像；微血管密度

肺部孤立性病变包括肺癌、炎性结节、错构瘤、结核球等多种病理类型，临床上极为常见，而影像学鉴别诊断较为困难；如何早期明确肺部孤立性病变的良恶性，避免不必要的手术或延误治疗已成为亟待解决的问题。本研究通过分析肺部孤立性病变患者MSCT灌注参数与术后病理测量肿瘤内微血管密度(microvessel density，MVD)数值之间相关性，探讨MSCT灌注检查对其定性诊断的价值及可行性。

材料与方法

1.病例资料

搜集本院2010年12月-2012年12月期间经手术及病理证实的80例肺部孤立性病变的病例资料。其中恶性病变48例(恶性组)，男29例，女19例，年龄35～77岁，平均60.2岁，含腺癌29例，鳞癌17例，小细胞癌2例，其他类型2例；良性病变32例(良性组)，男18例，女14例，年龄24～72岁，平均51.3岁，含炎性18例(炎性组，包括慢性炎症10例，炎性肉芽肿5例，活动性炎症3例)，硬化性血管瘤5例，结核球9例。选择标准为肺孤立性病变，直径≤4.5 cm，不伴有肺部淋巴结肿大，病灶周围肺野内无明显炎症或肺不张，无卫星灶。所有病例术前先行CT灌注扫描，均经手术病理证实。

2.检查方法

采用GE LightSpeed 64排128层螺旋CT，患者平静状态，仰卧，扫描前训练患者呼吸，并禁做吞咽动作。以5 mm层厚和间隔行常规CT扫描；选取病变中心最大直径相邻4层作为靶层面，“Toggling-Table”技术进行CT灌注扫描。扫描参数：120 kV，60～80 mA，患者辐射剂量DLP为(247.97±49.35)mGy，有效剂量ED为(3.47±0.69)mSv，选用非离子型对比剂碘佛醇(300 mg I/mL)，总剂量50 mL，经肘静脉注入，注射流率4 mL/s，扫描延迟5 s，数据采集时间60 s。扫描结束后灌注共获得240幅照片。

扫描结束后将数据传送至ADW 4.5工作站，使用GE公司的perfusion 4灌注软件体部肿瘤软件包进行制图和分析并进行计算，流入动脉选在同层面的降主动脉，若病变位于主动脉弓上层面，则选择头臂干或左侧颈总动脉作为流入动脉，分别测定病变相应的血流量(blood flow，BF)、血容量(blood volume，BV)、平均通过时间(mean transit time，MTT)和表面通透性(permeability surface，PS)。每个病灶选取3～5个兴趣区(region of interest，ROI)，得到灌注相关参数并取其平均值，避开坏死、伪影区域、病灶边缘等。

所有患者均进行了手术切除，尽量保持其病理取材部位与CT图像后处理所测ROI一致，以血管内皮细胞表面抗原CD34单抗标记测定组织MVD，采用MaxVisionTM快捷免疫组化法，以PBS替代第一抗体作为空白对照，确定其特异性。MVD计数采用Weidner方法，结果判定在盲法下进行。

3.统计学方法

为提高实验结果准确性，本研究将炎性与其它良性病变单独分类。所有数据均以平均值±标准差表示，采用SPSS 16.0进行统计分析。参考值采用95%可信区间，以P<0.05为差异有统计学意义。采用Pearson法分析CT灌注参数与MVD的相关性。肿瘤组织病理特征(不同分化程度)分析；良性、恶性、炎性病变CT灌注参数与MVD测量方面采用one-way ANOVA方法，两两比较用LSD法。

结果

1.CT灌注结果

良性与恶性肺部孤立性病变CT灌注参数比较：良性、炎性及恶性肺部孤立性病变的CT灌注参数值见表1，组间差异比较见表2。良性组与恶性组的BV、BF和PS差异有统计学意义(P=0.000、0.005、0.000)，MTT差异无统计学意义(P=0.930)；良性组与炎性组BV、BF、PS差异有统计学意义(P=0.008、0.007、0.004)，MTT差异无统计学意义(P=0.469)；恶性组与炎性组的PS差异有统计学意义(P=0.012)，BV、BF和MTT差异均无统计学意义(P=0.162、0.689、0.403)。

按照设定BV≥6 mL/(100g·min)为恶性孤立性占位的诊断阈值，48例恶性结节中45例诊断正确，3例误诊；32例良性孤立性占位中，21例诊断正确，11例诊断错误，诊断敏感度为93.8%, 特异度为65.6%，符合率为82.5%。以PS≥11 mL/(100g·min)作为恶性孤立性占位的诊断阈值，48例恶性占位中46例诊断正确，2例误诊；32例良性占位中，25例诊断正确，7例误诊，诊断敏感度为95.8%，特异度为78.1%，符合率为88.8%。以BV≥6 mL/(100g·min)同时PS≥11 mL/(100g·min)作为恶性诊断指标进行系列诊断试验时，恶性组中，44例诊断正确，4例误诊；良性组中28例诊断正确，4例误诊，诊断敏感度为91.7%，特异度为87.5%，符合率为93.8%，较BV、PS单项诊断符合率明显提高(图1)。

表1 不同良恶性分类的肺部孤立性病变CT灌注参数值

表2 不同良恶性分类的肺部孤立性病变CT灌注参数P值比较

注：*P<0.05。

不同分化程度的非小细胞肺癌CT灌注参数见表3，组间差异比较见表4。低分化、中分化、高分化非小细胞肺癌各组间BV差异均有统计学意义(P=0.004、0.000、0.012)，低分化与高分化非小细胞肺癌间PS差异有统计学意义(P=0.007)。低分化、中分化、高分化非小细胞肺癌各组间BF、MTT值差异均无统计学意义，低分化与中分化、中分化与高分化非小细胞肺癌间PS差异均无统计学意义(P>0.05)。

表3 不同分化程度的非小细胞肺癌的CT灌注参数

表4 不同分化程度的非小细胞肺癌间CT灌注参数比较

注：*P<0.05。

2 MVD计数结果

肺部孤立性病变患者中良性病灶的MVD计数为10.0±3.65；炎性病灶的MVD计数为23.90±6.02；恶性病灶的MVD计数平均值为35.60±12.26(图1f～g)，各组间差异具有统计学意义(P=0.000)。高分化、中分化、低分化非小细胞肺癌的MVD分别为9.89±2.21、7.09±2.05、45.52±12.75。低分化与中分化。低分化与高分化、高分化与中分化非小细胞肺癌的MVD差异均有统计学意义(P=0.042、0.000、0.031)。

3.CT灌注参数与MVD相关性分析

BF、BV、PS与MVD呈正相关(P值均<0.05)，MTT与MVD无相关性(P>0.05，表5)。

表5 CT灌注参数与MVD相关性分析

注：*P<0.05。

讨论

1.肺部孤立性病变CT灌注成像检查及MVD研究进展

肺孤立性病变影像学鉴别诊断较为困难，早期明确肺部孤立性病变的良恶性，对降低肺癌患者的死亡率，改善患者的生存质量及减少患者的痛苦具有重要意义。随着Fofkman[1]提出肿瘤血管生成的概念，认为实体瘤的生长和转移依赖于肿瘤内新生血管的形成；研究证实肿瘤内微血管密度(microvessel density,MVD)可定量反应肿瘤血管生成状态，而癌细胞的侵袭、转移能力与肿瘤的促血管形成能力密切相关，是目前评价肿瘤血管生成的“金标准”[2]。 近年来认为CT灌注成像可以定量反映出病变或肿瘤微循环方面的特征改变[3]，采用去卷积法[4]计算出的灌注参数和函数图更能反映病变内部的真实情况；同时采用“Toggling-Table”技术，能有效提高CT灌注参数测定的准确性，可以定量反映出病变微循环方面的特征改变；Swensen等研究证实CT灌注能够用于孤立性肺结节的良恶性诊断[5]。邢宁等对44例周围型肺癌CT灌注参数与MVD相关性分析显示，CT灌注参数与MVD有较好的相关性[6]，但该研究仅局限于恶性结节。本研究中，由于相当数量肺部孤立性良性病变最终病理为炎症，而很多炎性病变的CT灌注、MVD参数与其它良性病变差异明显，而与恶性病变较为接近，为提高实验结果准确性，我们将炎性与其它良性病变单独分类。

2.肺部孤立性病变CT灌注参数与MVD相关性分析

按照灌注参数定义，BF由肿瘤的血流特点与内部微血管密度决定, 反映局部区域血流量；BV的变化不仅取决于血管直径和毛细血管开放数量，还主要受微血管数量的影响，代表有功能毛细血管的多少；此外，肿瘤血管通透性高，对比剂在灌注期间发生外渗，肿瘤血管越多，滞留在间质中的血液越多，BV也就越大。PS反映毛细血管内皮细胞的通透性, 恶性肿瘤有大量不成熟新生肿瘤血管生成，血管壁结构不完整, 并且恶性肿瘤细胞产生的多种血管生长因子又促进了微血管通透性增加, 这样对比剂就更易经不完整的毛细血管基底膜进入组织间隙[7]；虽然肿瘤晚期血管生成数量与其通透性往往不一致，随着时间的延长，肿瘤血管生成并不是一直进行性增殖，会出现高峰限制，达到一定的水平后可能出现下降趋势，但本研究选择的是直径小于等于4.5 cm肺部孤立性病灶，即使为恶性病变，也多处于早中期进行性增殖阶段，病灶相对较小，本研究发现，BV、BF在肺部孤立性病变的良恶性、良性和炎性鉴别中，PS在良恶性、炎性鉴别中具有显著统计学意义，与国内大多数学者[8-10]的研究结果相仿；BV、PS在非小细胞肺癌的分化程度鉴别中也具有统计学意义。但对BV和PS在肺部良恶性病变的诊断阈值和良恶性、炎性病灶分组方面存在很大差异，结合本课题组顾艳研究成果[11]，设定以BV≥6 mL/(100g·min)且PS≥11 mL/(100g·min)作为恶性诊断指标并将炎性病灶单独分组，取得了较为满意的诊断效果；MTT平均通过时间，指血流流经血管系统(动脉、毛细血管、静脉窦、静脉)的平均时间，肿瘤内存在大量大小不等、不同途径的动静脉直接通路，并且对比剂注射速率及个人血管情况也会影响到MTT，虽然随着肿瘤血管增多，血容量应该增大，但随着肿瘤血管增多，间质压力也会增高，会引起肿瘤内部血容量减少，多种因素导致MTT与MVD无明显相关性。在MVD测量方面，良恶性病灶及不同分化程度肿瘤的MVD数值差异具有显著统计学意义，本研究结果表明BF、BV、PS与MVD呈正相关(P<0.05)，其中BV、PS相关系数高，与部分文献报道一致[12]；进一步证实了其用于评价肿瘤血管生成的准确性和可靠性。

综上所述，MSCT灌注成像可间接反映处肺部孤立性病变血管生成情况，有助于良恶性病变的鉴别，为临床选择治疗方案、肿瘤疗效判定及预后评估提供充分帮助。

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CorrelationbetweenMSCTperfusionparametersandmicrovesseldensityinsolitarypulmonarylesions

WANG Zong-sheng，YUAN Gang，GU Yan，et al.

Department of Radiology，First People's Hospital of Lianyungang,Jiangsu 222002,P.R.China

Objective:To observe the correlation between MSCT perfusion parameters and microvessel density (MVD),and to evaluate the diagnostic value of CT perfusion in differentiating the solitary pulmonary lesions.Methods80 cases of solitary pulmonary lesions proved by pathology underwent CT perfusion. Blood flow(BF),blood volume (BV),mean transit time(MTT)and permeability surface(PS)were caculated. To measure the MVD using CD34 labeled monoclonal antibody.To compare MSCT perfusion parameters between malignant tumors of different grades,benign, malignant and inflammatory lesions. To analyse the correlation between MSCT perfusion parameters and MVD.ResultsThe BF value of benign, malignant and inflammatory lesions was (3.45± 1.75)、(10.40±4.08)、(8.40±8.42)mL/100g,respectively; the BV value was (24.48±18.74)、(77.75±43.03)、(84.54±107.13)mL/(100g·min),respectively；the PS value was (4.33±2.90)、(21.70±10.86)、(14.67±10.29)mL/(100g·min),respectively；the MTT value was (15.54±7.01)、(15.23±13.35)、(12.55±8.39)s,respectively；The differences of BF,BV,PS between benign and malignant lesions,benign and inflammatory lesions were statistically significant(P<0.05).Only the difference of PS between malignant and inflammatory lesions was statistically significant(P<0.05). There were no significant differences in MTT between the three groups (P>0.05)．There was statistically difference in MVD between different grades of non-small cell lung cancer (P<0.05).BF、BV、PS were positive correlated with MVD (r=0.316,0.886,0.617，P<0.05).There was no correlation between MTT and MVD (P>0.05)．ConclusionMSCT perfusion can reflected the angiogenesis of solitary pulmonary lesions in vivo inderectly, and can provide evidences for the differential diagnosis,optimization of a reasonable treatment protocol,the evaluation of curative effect and the prognosis.

Solitary pulmonary nodules；Tomography,X-ray computed; Perfusion imaging; Microvessel density

222002 江苏，连云港市第一人民医院影像科

王宗盛(1975-)，男，江苏连云港人，副主任医师，主要从事医学影像诊断工作。

周胜利，E-mail：zsl2413@sina.com

江苏省自然科学基金(SBK201122841)

R814.42；R816.41

A

1000-0313(2014)07-0791-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2014.07.015

2014-04-11

2014-06-04)