CT双输入模型低剂量容积灌注成像对肺孤立性炎性假瘤的诊断价值

郝 永，颜林军，刘如焕,郭成伟

临床上胸部动态CT增强或CT灌注成像(CTP)在鉴别肺部结节性质和评价其治疗效果等方面已广泛应用，但因重复性检查和辐射剂量等因素的影响，使得胸部动态CT增强或CTP临床应用受到一定限制。因此，CT低剂量容积灌注扫描方案成为此类疾病临床进一步应用中的必然选择。320排CT低剂量容积灌注成像技术(管电压100 kV，管电流30 mA)平均有效辐射剂量为5.49 mSv明显低于常规胸部增强扫描辐射剂量(二期增强8～10 mSv)[1-2]；且其大范围16 cm容积扫描的优势，不仅缩短扫描时间，还便于对肺部结节进行双输入灌注模型分析，更加贴近肺组织双重血供的生理特征。因此，本研究收集经病理检查证实的肺孤立性炎性假瘤，应用320排CT双输入模型低剂量容积灌注成像技术分析其体循环和肺循环的血供特点，并与周围型肺癌灌注参数作对照分析，旨在提高对肺炎性假瘤血供特征的认识和鉴别诊断水平。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2015年6月—2019年3月在中国人民解放军陆军第八十二集团军医院经手术或穿刺病理检查证实的肺孤立性、直径范围2.0～5.0 cm炎性假瘤22例和周围型肺癌38例的临床资料。肺孤立性炎性假瘤22例，男12例，女10例；年龄42～72(56.17±3.62)岁；病程1.6～5.1(3.89±0.37)年。病灶部位：左肺上叶3例、舌叶1例、下叶5例，右肺上叶和中叶各2例、下叶9例；结节直径2.0～5.0(3.57±0.46)cm。周围型肺癌38例，男22例，女16例；年龄46～76(62.21±5.69)岁；病程0.9～3.2(2.13±0.18)年。病灶部位：左肺上叶5例、舌叶3例、下叶10例，右肺上叶3例、中叶5例、下叶12例；结节直径2.0～3.9(2.91±0.29)cm；腺癌21例、鳞癌12例、神经内分泌癌3例、小细胞癌2例。本研究经医院医学伦理委员会批准同意执行，所有患者和(或)其家属均签署相关知情同意书。

1.2检查方法 所有患者均在检查前进行呼吸训练后屏气扫描。CT(东芝 320 Toshiba Aquilion One)灌注扫描:先进行螺旋平扫定位，扫描范围包括肺动脉干、左心房、结节及胸主动脉，之后采用高压注射器静脉注射50～60 ml碘海醇(350 mgI/ml)，注射流率6 ml/s，延迟2 s后动态容积扫描，共17个容积，间隔2 s，扫描时间34 s，Z轴扫描范围16.0 cm。扫描参数：管电压100 kV，管电流30 mA，扫描时间0.5 s，重建层厚0.5 mm，辐射剂量5.49 mSv。

1.3图像后处理及数据分析 原始灌注数据应用灌注软件(DI)进行分析。输入动脉：胸主动脉和肺动脉，以左心房内对比剂达峰值的时间点作为区分体循环(峰值时间后)与肺循环(峰值时间前)的界值，然后绘制时间密度曲线(T-DC)，计算出强化达峰时间(TTP)；再行灌注量分析：沿肺结节边缘勾勒感兴趣区(ROI)，尽量包括整个结节，避开肉眼可见的血管、肺组织、坏死液化区、空洞、钙化灶、脂肪密度和伪影，在病灶的3个代表层面各测量1次灌注参数，最终采用3次测量值的平均值,包括肺动脉血流量(PF)、支气管动脉血流量(BF)和灌注指数(PI)。以上测量由两位影像科医师在双盲条件下独立完成。

1.4观察指标 分析肺孤立性炎性假瘤和周围型肺癌血供情况，比较二者TTP和灌注参数PF、BF、PI，并应用受试者工作特征(ROC)曲线分析TTP和灌注参数鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌的价值。

2 结果

2.1肺孤立性炎性假瘤血供情况 肺孤立性炎性假瘤由肺动脉和支气管动脉较均衡供血，PF 21.10～95.60(50.71±19.02)ml/min，BF 10.20～78.30(42.13±21.27)ml/min，二者比较差异无统计学意义(t=1.71，P=0.10);PI 19～72(44.04±10.49)%，见图1。

2.2周围型肺癌血供情况 周围型肺癌由肺动脉和支气管动脉双重供血，PF 28.40～109.80(68.67±34.75)ml/min高于BF 9.70～94.20(48.26±24.31)ml/min，差异有统计学意义(t=4.76,P=0.01)；PI 29～84(54.50±15.74)%，见图2和图3。

图1 肺孤立性炎性假瘤患者CT双输入模型低剂量容积灌注成像及病理检查结果(男，62岁)

图2 周围型肺癌患者CT双输入模型低剂量容积灌注成像及病理检查结果(女，60岁)

图3 周围型肺癌患者CT双输入模型低剂量容积灌注成像及病理检查结果(女，68岁)

2.3肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌TTP和灌注参数比较 肺孤立性炎性假瘤患者TTP短于周围型肺癌患者，PF和PI低于周围型肺癌患者，差异有统计学意义(P<0.05或P<0.01);但肺孤立性炎性假瘤患者和周围型肺癌患者BF比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 肺孤立性炎性假瘤和周围型肺癌患者强化达峰时间和灌注参数比较

2.4ROC曲线分析TTP和灌注参数鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌价值 TTP鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌的AUC为0.93，诊断价值较高，当TTP 18.06 s作为预测肺良恶性结节的临界值时，敏感度为97.6%，特异度为92.3%。PF鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌的AUC为0.71，诊断价值中等，当PF 53.65 ml/min作为预测肺良恶性结节的临界值时，敏感度为71.1%，特异度为67.7%。PI鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌的AUC为0.70，诊断价值中等，当PI 43%作为预测肺良恶性结节的临界值时，敏感度为76.3%，特异度为57.1%。见图4。

3 讨论

3.1肺炎性假瘤影像特征、血供特点及病理学基础 肺炎性假瘤多为细菌或病毒感染后或抗生素广泛应用、治疗不规范使肺部炎症延迟吸收，病灶局限所致，形成多种炎性细胞成分组成的肉芽肿病变，本质是肺炎转归过程非特异性炎症所致肺实质内肿瘤样慢性增生性病变，大多位于肺周边部位，多为2.0～5.0 cm实性结节，显微镜下可见到浆细胞、大量淋巴细胞、中性粒细胞和嗜酸性粒细胞，以及纤维组织大量增生，血管增生，组织细胞和泡沫细胞聚集[3]。肺炎性假瘤在不同发展进程中影像学表现形式多样，CT表现为结节型或斑块、肿块型，虽然病灶边缘“平直征”、“充气支气管征”、薄层扫描病灶内小圆形或斑片状低密度影，以及增强扫描后实质部分明显强化对诊断有一定提示作用，但仍因其他如“毛刺征”和纵隔或肺门增大淋巴结等征象导致误诊为周围型肺癌居多[4-5]。有文献报道术前肺炎性假瘤影像学诊断正确率仅为31.3%[6]。

肺炎性假瘤在病理发展过程中血供变化较为复杂，在炎性因子等作用下，血管扩张、数目增多，肺动脉内形成弥漫性血栓，随着病变发展到后期因肉芽组织不断增生，导致纤维组织大量形成，肺动脉供血逐渐减少，而支气管动脉供血逐渐增多。因而，肺炎性假瘤血供变化与肺癌肺动脉、支气管动脉双重血供特点有一定类似。既往已有学者采用多期CT增强或单模CT灌注成像(SI-CTP)发现肺炎性假瘤的T-DC和病灶CT强化峰值等参数与周围型肺癌也存在较多重叠，主要表现为支气管动脉供血，原因可能是肺炎性假瘤供血血管与引流血管较通畅，排空较快，因而出现“快进快出型”的T-DC和强化方式[7-8]。因此，本研究选取经手术或穿刺病理检查证实肺孤立性炎性假瘤和周围型肺癌患者行320排CT双输入模型低剂量容积灌注成像，分析肺炎性假瘤血供及T-DC特征，并与周围型肺癌(腺癌、鳞癌、神经内分泌癌及小细胞癌)作对照分析，以提高对肺炎性假瘤的鉴别诊断能力。

图4 TTP和灌注参数鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌价值的受试者工作特征曲线

3.2全肺双输入模型低剂量灌注成像优势 首先，本研究采用100 kV、30 mA的低剂量方案，运用320排CT自适应迭代剂量不变(adaptiveiterative dose reduction， AIDR)技术进行容积灌注扫描，辐射剂量显著低于胸部常规增强检查[1-3]。其次，双输入模型以最大斜率法为算法基础，需要较高的对比剂注射流率，本研究采用6 ml/s的注射流率，缩短了扫描时间；并在注药后2 s开始灌注扫描，每次扫描间隔2 s，持续扫描17个周期(34 s)，在基本记录下肺循环和体循环的灌注数据、重建出T-DC符合首过时间窗内的准确形态情况下，扫描时间较以往缩短，有效降低了辐射剂量。另外，缩短扫描时间，利于高浓度造影剂的使用，本研究患者仅需要注射50～60 ml碘海醇，不仅降低造影剂的使用量，更重要的是还降低了造影剂可能造成的不良反应。

传统的SI-CTP对中央型肺癌和周围型肺癌等[8-9]或特定病理类型[10]进行血流状态评估，其血容量(BV)、表面渗透性(PS)及平均通过时间(MTT)等定量参数应用于肺占位血流动力学分析，有助于绝大部分良恶性占位的鉴别诊断分析。但SI-CTP于存在双重血管的慢性炎症(炎性假瘤)与肺癌(恶性占位)等的灌注参数间存在重叠、难以鉴别[4，7,11]。本研究病例均为直径在2.0～5.0 cm单发实性或亚实性肺结节，对其PF、BF和PI等灌注参数进行分析，证实肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌供血模式有类似性：周围型肺癌是以支气管动脉、肺动脉供血的结节，且周围型肺癌PF高于BF，这与部分学者认为肺癌以支气管动脉供血为主，PI或BF可作为肺良恶性结节鉴别诊断的敏感参数的研究结论有所不同[12-13]，分析原因可能与本研究选取的病例病灶体积相对较小有关。白荣杰等[14]通过CT灌注成像技术测得肺炎性假瘤的微血管密度(MVD)明显高于良性肿瘤，故肺炎性假瘤的BF较高，与良性肿瘤和恶性肿瘤难以鉴别。赵振军等[15]在对孤立性结节的研究中，证实肺炎性假瘤的MVD高于肺腺癌等，即肺炎性假瘤的血供高于周围型肺癌。本研究通过CT双输入模型低剂量容积灌注成像证实肺炎性假瘤为富血供结节(PF+BF)，且为肺动脉与支气管动脉均衡供血，故仅凭血供分析难以对肺孤立性炎性假瘤和周围型肺癌进行鉴别诊断。

3.3TTP对肺孤立性炎性假瘤和周围型肺癌鉴别诊断价值 应用T-DC的TTP鉴别诊断肺良恶性结节主要原理基于肺脏双重血供病理基础，肺动脉相早于支气管动脉相，肺动脉达峰时间早于支气管动脉。一般肺良性病变以肺动脉供血为主，肺内良性病变的TTP早于恶性病变。Caremani等[16]和成晔等[17]、张园园等[18]在基于肺双重血供解剖学基础上，利用超声造影(CEUS)鉴别诊断周围型肺病变，其诊断标准为注入造影剂后良性病灶开始增强时间<10 s，恶性病灶开始增强时间≥10 s。肺结节双输入模型CT灌注成像的T-DC形态体现组织内微血管密度的病理学特征，TTP反映其优势供血动脉特征。本组病例分析表明肺孤立性炎性假瘤作为支气管与肺动脉均衡供血的良性结节，具有一定的特殊性，与支气管动脉供血为主的肺恶性病灶或肺动脉供血为主的良性病灶均不一致，反映了其病理特征的复杂性，肺孤立性炎性假瘤的TTP显著低于腺癌和鳞癌等周围型肺癌，表明了其虽具有双重供血的恶性结节特点，但是优势供血，即TTP在肺动脉相内，具有良性结节的病理学特征。因此，本研究应用TTP区分肺孤立性炎性假瘤与腺瘤和鳞癌等周围型肺癌的差异性，结果显示肺孤立性炎性假瘤患者TTP短于周围型肺癌患者，差异有统计学意义；TTP鉴别诊断肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌的AUC为0.93，诊断价值较高，当TTP 18.06 s作为预测肺良恶性结节的临界值时，敏感度为97.6%，特异度为92.3%。本研究结果与上述文献报道CEUS鉴别诊断周围型肺疾病基本一致，本研究TTP 18.06 s作为预测肺良恶性结节的临界值高于CEUS 10 s，分析原因可能为本研究观察的为病灶TTP而非CEUS关注的病灶开始强化时间。

本研究存在一定不足之处，首先，本研究采取CT双输入模型低剂量容积灌注成像技术，辐射剂量显著低于常规胸部增强扫描，低剂量辐射易于临床医生和患者接受，在分析肺结节血流动力学基础上基本兼顾了肺结节形态学分析，但因低剂量成像技术必然降低图像的信噪比，肺结节精细形态学特征分析与常规胸部增强扫描图像存在一定差距，如细毛刺征、结节周围晕征、磨玻璃样变等；其次，本研究只选取肺炎性假瘤结节作为研究对象，其他良性肺结节或恶性结节是否具有特殊的血供特点，还需进一步研究。

总之，肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌形态学和血流动力学存在许多相似之处，二者鉴别是临床和影像学难点之一，CT双输入模型低剂量容积灌注成像技术在血流动力学方面对肺孤立性炎性假瘤与周围型肺癌有较高鉴别诊断价值，有潜在临床应用价值。