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肾上腺腺瘤宽体探测器CT灌注成像特点

2017-11-22刘爱连刘静红邓锡佳刘晓冬刘义军刘泽群

中国医学影像技术 2017年11期
关键词:结合部腺瘤探测器

赵 莹,刘爱连,刘静红,邓锡佳,郭 丹,刘晓冬,刘义军,方 鑫,刘泽群

(大连医科大学附属第一医院放射科,辽宁 大连 116011)

肾上腺腺瘤宽体探测器CT灌注成像特点

赵 莹,刘爱连*,刘静红,邓锡佳,郭 丹,刘晓冬,刘义军,方 鑫,刘泽群

(大连医科大学附属第一医院放射科,辽宁 大连 116011)

目的探讨肾上腺皮质腺瘤宽体探测器CT灌注成像特点。方法回顾性分析21例经病理证实的肾上腺皮质腺瘤患者的宽体探测器CT扫描资料。CT灌注(CTP)扫描采用16cm探测器覆盖的轴扫模式,ASiR-V50%,注射对比剂6 s后开始行CTP数据采集,共采集26期图像,在第22 s、51 s及153 s获取动脉期、静脉期及延迟期增强图像。测量肾上腺腺瘤(A组)和对侧正常肾上腺结合部(B组)的血流量(BF)、血容量(BV)、平均通过时间(MTT)、达峰时间(TP)及表面通透性(PS)值。比较2组间各参数值的差异,并评价辐射剂量。应用ROC曲线分析CT灌注参数对肾上腺腺瘤的诊断效能。结果A组的BV、MTT及PS值均低于B组(P均<0.05),2组间BF、TP值差异无统计学意义(P均>0.05)。以BV、MTT及PS值诊断肾上腺腺瘤的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.780、0.762及0.831,以PS值 1.37 ml/(100g·min)为阈值诊断腺瘤的敏感度为95.2%,特异度为81.0%。平扫、CTP(含增强三期)的有效辐射剂量(ED)分别为(3.20±0.57)、(19.98±1.95)。结论宽体探测器CT灌注成像可为诊断肾上腺皮质腺瘤提供高质量常规三期强化图像,同时提供有效的定量灌注数据。PS值对腺瘤有较高诊断效能。

体层摄影术,X线计算机;灌注成像;肾上腺腺瘤

图1 CTP数据采集流程图

CT灌注参数与肾上腺肿瘤的微血管密度(microvessel density, MVD)及血管内皮生长因子 (vascular endothelial growth factor, VEGF)密切相关[1],能够反映病变血流灌注的病理、生理改变,可据此定量鉴别不同组织学类型的肾上腺肿瘤[2]。既往大多采用多排螺旋CT[1-3]。目前较大样本量肾上腺病变CT灌注成像特点相关研究较少[1,3-4],且各研究CT扫描的仪器、模式及期像不统一,结果不完全一致。本研究探讨肾上腺皮质腺瘤宽体探测器CT灌注成像特点。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2016年4月—2016年10月于我院接受术前肾上腺宽体探测器CT灌注扫描的21例肾上腺皮质腺瘤患者的资料,其中男9例,女12例,年龄29~73岁,平均(53.2±12.0)岁。纳入标准:①经术后病理证实为肾上腺皮质腺瘤;②病变对侧肾上腺正常,无增生、囊肿或肿瘤等病变;③CT扫描时患者呼吸状态平稳,能正常屏气。排除标准:①CT图像存在明显呼吸运动伪影;②腺瘤合并出血、坏死;③既往有影响肾上腺血流变化的其他系统疾病。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution CT扫描仪。CT扫描前患者均空腹6~8 h,扫描时患者取仰卧位。首先行肾上腺CT平扫,再行CT灌注(CT perfusion, CTP)扫描。采用轴扫模式,管电压和管电流据患者BMI设定(表1),ASiR-V50%,球管旋转时间1.0 s,z轴覆盖范围16 cm,扫描层厚5 mm,层间距5 mm。经肘正中静脉注射85 ml对比剂(碘海醇,350 mgI/ml),注射速率5 ml/s,注射6 s后开始扫描,前28 s连续扫描,而后分别于第39 s、43 s、47 s、51 s、63 s、83 s、113 s、153 s、213 s、353 s及593 s各扫描1次,均于患者平静缓慢呼吸下扫描,扫描时间均为2 s,在第22 s、51 s及153 s提高管电流获取动脉期、静脉期及延迟期图像,最终获得26期共832幅图像(26期×32幅),总灌注时间593 s(图1)。

1.3 图像后处理与分析 图像数据均传至GE AW 4.7工作站,由2名影像诊断医师应用2D Viewer功能共同阅片并记录各病例的一般征象,主要包括:腺瘤的部位、大小、腺瘤及对侧正常肾上腺结合部平扫及增强三期扫描CT值。采用CT Dynamic Registration软件校正CTP序列的呼吸运动,采用CT Perfusion 4D体部灌注软件(去卷积算法)进行灌注图像分析。

2名医师分别测量灌注指标。选择肾上腺腺瘤最大层面的腹主动脉作为输入动脉,放置ROI,测算血流量(blood flow, BF)、血容量(blood volume, BV)、平均通过时间(mean transit time, MTT)、达峰时间(time to peak, TP)及表面通透性(permeability of surface, PS)等伪彩色灌注功能图。以动脉期作为参照,将ROI置于腺瘤最大层面(A组),ROI面积为病灶面积的1/3~1/2,距病灶边缘至少2 mm,避开肉眼可见血管;另在对侧正常肾上腺结合部(B组)放置ROI,直径1 mm,保证其在各个期相完全位于肾上腺内。各指标分别测量3次,取平均值。

系统自动生成容积CT剂量指数(CT dose index volume, CTDIvol)及剂量-长度乘积(dose-length product, DLP);计算有效辐射剂量(effective dose, ED),ED(mSv)=DLP×k,其中k为转换系数,k=0.015 mSv/(mGy·cm)[5]。分别记录CT平扫、CTP(包括增强三期)的辐射剂量。

1.4 统计学分析 采用SPSS 17.0统计分析软件。以Shapiro-Wilk检验评估连续变量是否符合正态分布。以Spearman相关性分析评价2名观察者所测数据的一致性,若一致性良好(相关系数>0.8),取2组数据的均值。符合正态分布的数值变量以±s表示,采用配对样本t检验比较2组间各参数值的差异;不符合正态分布的数值变量以中位数(四分位数)表示,采用Wilcoxon检验比较2组间各参数值的差异。P<0.05为差异有统计学意义。应用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)分析各参数对腺瘤的诊断效能。

表4 以BV、MTT及PS值诊断肾上腺腺瘤的效能

图2 右侧肾上腺腺瘤平扫CT值为-1.70 HU,动脉期、静脉期及延迟期增强扫描CT值分别为37.50 HU、34.34 HU及15.32 HU

2 结果

2.1 一般征象 21例患者(共21个病灶)中,9例病灶位于左侧,12例病灶位于右侧;病灶位于肾上腺内肢9例、外肢5例、结合部7例。病灶平均长径 (2.11±0.62)cm,平均短径(1.77±0.53)cm;平扫及增强三期扫描CT值分别为平扫(12.36±15.69)HU、动脉期(59.19±39.14)HU、静脉期(74.10±25.03)HU、延迟期(41.93±17.40)HU,见图2;对侧正常肾上腺结合部平扫及增强三期CT值分别为平扫(29.93±10.09)HU、动脉期(93.53±48.84)HU、静脉期(91.72±24.97)HU、延迟期(66.78±13.27)HU。

2.2 CTP参数 2名观察者对各灌注指标测量的一致性良好,Spearman相关系数均>0.8,见表2。

A组BV、MTT及PS值均低于B组(P=0.001、0.004、0.001);2组间BF、TP差异均无统计学意义(P均>0.05),见表3(图3、4)。

表5 平扫及CTP的辐射剂量指标(±s)

表5 平扫及CTP的辐射剂量指标(±s)

指标平扫CTP(含增强三期)平扫+CTP(含增强三期)CTDIvol(mGy)11.20±1.9183.23±8.1494.43±9.21DLP(mGy·cm)213.21±37.931331.97±130.251545.18±153.91ED(mSv)3.20±0.5719.98±1.9523.18±2.31

图3 BV(A)、MTT(B)及PS(C)图示右侧肾上腺腺瘤BV为12.84 ml/100 g,MTT为10.12 s,PS为0.004 ml/(100 g·min) 图4 BV(A)、MTT(B)及PS(C)图示对侧正常肾上腺结合部BV为15.02 ml/100 g,MTT为10.44 s,PS为8.11 ml/(100 g·min)

以BV、MTT、PS值诊断腺瘤的ROC曲线见图5。其中PS值的诊断效能最佳,AUC为0.831,以PS值1.37 ml/(100 g·min)为阈值时,诊断腺瘤的敏感度为95.2%,特异度为81.0%(表4)。

2.3 辐射剂量 平扫及CTP扫描的CTDIvol、DLP、ED见表5。

图5 以BV、MTT及PS值诊断肾上腺腺瘤的ROC曲线

3 讨论

CT灌注成像是一种功能性影像学成像检查方法,可从组织细胞水平和微循环水平揭示人体组织器官的正常生理、病理解剖和病理生理改变,从而为人体脏器功能的评价提供有价值的参考信息。目前CT灌注成像已成熟应用于神经系统疾病的诊断,在肝脏、肾脏、胰腺等腹部脏器中的应用也受到关注[6-8]。其也逐渐应用于肾上腺,国内外均有研究[1-4]报道肾上腺不同病理类型肿瘤的CT灌注特点及鉴别诊断价值。

既往肾上腺CT灌注研究多采用16排或64排螺旋CT[1-3],其探测器宽度1次轴扫仅能覆盖20~40 mm,对较大病灶仅能分析局部1~2层[9];如采用连续多次螺旋扫描,不仅辐射剂量高,且无法准确反映病变的血流动力学变化,因此其临床研究及应用受到限制。李雨奇等[4]采用64排螺旋CT容积穿梭(volume shuttle, VS)扫描模式对肾上腺病变进行灌注成像,在管电压120 kVp、管电流80 mA、覆盖范围80 mm、间隔时间1 s的条件下,共获得15期、480幅图像(15期×32幅),结果显示ED为10.55 mSv。Revolution CT扫描仪配有16 cm宽体探测器,通过1次轴位扫描即可实现单器官灌注成像;ASiR-V全模型迭代重建技术有助于在降低辐射剂量的同时保持空间分辨率不变,减少图像伪影[6]。本研究中CTP扫描的ED为(19.98±1.95)mSv。本研究的ED值虽高于李雨奇等[4]报道的肾上腺VS灌注扫描模式的辐射剂量,但低于Kambadakone等[10]报道的标准CT灌注辐射剂量[(33.6±6.8)mSv];此外,VS模式扫描时检查床移动需要一定时间,在增加覆盖范围同时会一定程度降低时间分辨率[4],且灌注扫描时间短,并未获得增强三期图像。本研究根据患者的BMI设定管电压及管电流,可一定程度降低辐射剂量[11]。同时,16 cm宽体探测器一次轴扫即可覆盖整个病变,可避免MSCT往返扫描产生漂移伪影的影响;相对于螺旋扫描,轴扫扫描在保证图像质量的同时,能有效降低腹部CT扫描的辐射剂量(单次扫描X线辐射剂量降低约29%)[12];采用ASiR-V重建技术,可有效降低辐射剂量且降噪能力较ASiR技术更强[13]。本研究发现,宽体探测器CT在降低辐射剂量的同时,通过提高管电流可获取满足临床诊断需要的增强三期图像;总灌注时间为593 s,共获得26期832幅(26期×32幅)灌注图像。

正常肾上腺由膈下动脉、主动脉和肾动脉发出的50~60支小动脉供血,血流量占人体循环血流1%[14]。利用CT Perfusion 4D体部灌注软件可较真实地反映局部组织的血流灌注情况[15]。本研究结果显示,肾上腺腺瘤的BV值[(11.40±4.04)ml/100g]低于对侧正常肾上腺[(15.61±3.84)ml/100g],差异有统计学意义(P=0.001),与李雨奇等[4]研究结果一致,分析原因可能为腺瘤的微血管管腔规则但血管外间隙大多狭窄所致[16]。而本研究中肾上腺腺瘤的PS值低于对侧正常肾上腺(P=0.001),可能因为腺瘤的细胞高度增生,细胞外间隙狭窄所致;且腺瘤的MTT值较正常肾上腺更低(P=0.004),即平均通过时间更快,可能因为腺瘤的时间-密度曲线呈迅速廓清型[16]。本研究发现,肾上腺腺瘤的BF值与正常肾上腺差异无统计学意义(P=0.085),可能因为本研究包含功能性和非功能性腺瘤,功能性腺瘤较正常BF值相仿,无功能腺瘤较正常BF值低[14];而腺瘤的TP值与正常肾上腺差异无统计学意义(P=0.079),可能因为腺瘤早期强化所致。但李雨奇等[4]研究报道,肾上腺良性病变的BF值低于正常,MTT及PS无差异于正常,与本研究结果不符,可能因为李雨奇等[4]将肾上腺良性病变(包括肾上腺腺瘤、结节样增生、节细胞神经纤维瘤、髓样脂肪瘤)作为一组与正常组织对比,各类型肿瘤血流灌注特点不完全一致。本研究中腺瘤的BF、BV、MTT值与Qin等[1]研究肾上腺腺瘤CT灌注参数结果相近。本研究提示,BV、MTT及PS值对诊断腺瘤均具有较高的敏感度及特异度,且以PS的鉴别诊断效能最佳(AUC=0.831)。

本研究的不足:①样本量较小;②重建层厚为 5 mm,对正常侧结合部不能连续层面测量;③未将腺瘤具体分类为乏脂性与富脂性腺瘤、功能性与非功能性腺瘤。

综上所述,肾上腺宽体探测器CT灌注成像是可行的功能性影像检查方法,可实现低剂量扫描、多期增强及灌注一站式成像,并有效诊断肾上腺皮质腺瘤。以PS值诊断腺瘤有较高的敏感度及特异度,具有可观的临床应用前景。

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WidedetectorCTperfusionimagingfeaturesofadrenaladenoma

ZHAOYing,LIUAilian*,LIUJinghong,DENGXijia,GUODan,LIUXiaodong,LIUYijun,FANGXin,LIUZequn

(DepartmentofRadiology,theFirstAffiliatedHospitalofDalianMedicalUniversity,Dalian116011,China)

ObjectiveTo investigate the features of CT perfusion (CTP) parameters of adrenal adenoma (AA) using wide detector CT.MethodsThe wide detector CT scanning data of 21 patients with pathologically confirmed AA were retrospectively analyzed. CT perfusion (CTP) imaging was performed with the axis mode covering by 16 cm detector and ASiR-V50%. The image acquisition of CTP was performed after 6 s of injection of contrast media. Totally 26 consecutive volume acquisitions were contained. The arterial, venous and delayed phase images were obtained at the time of 22 s, 51 s and 153 s after the injection, respectively. The blood flow (BF), blood volume (BV), mean transit time (MTT), time to peak (TP) and permeability of surface (PS) values of AA (group A) and contralateral normal adrenal gland (group B) were measured. All parameters between the two groups were compared, and the radiation dose was assessed. ROC curves were used to assess the diagnostic efficiency of CT perfusion parameters for AA.ResultsBV, MTT and PS values of group A were statistically lower than those of group B (allP<0.05). There was no statistical difference of BF and TP values between the two groups (bothP>0.05). The area under the ROC curve (AUC) of BV, MTT and PS was 0.780, 0.762 and 0.831,respectively. The sensitivity and specificity of diagnosis of AA was 95.2% and 81.0%, respectively, when the threshold of PS was 1.37 ml/(100g·min). The effective dose (ED) of CT plain and CTP (including three-phase enhanced scan) were (3.20±0.57)mSv and (19.98±1.95)mSv.ConclusionWide detector CT perfusion imaging can provide high-quality conventional three-phase enhanced images for diagnosis of AA, and provide effective quantitative perfusion data at the same time. PS value shows strong capability for diagnosis of AA.

Tomography, X-ray computed; Perfusion imaging; Adrenal adenoma

赵莹(1991—),女,辽宁辽阳人,在读硕士。研究方向:腹部影像诊断。E-mail: dyzhaoying0310@163.com

刘爱连,大连医科大学附属第一医院放射科,116011。E-mail: cjr.liuailian@vip.163.com

2017-02-20

2017-05-11

R736.6; R814.42

A

1003-3289(2017)11-1674-06

10.13929/j.1003-3289.201702078

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