Research on Perfusion CT in Rabbit Brain Tumor Model

We investigated the vascular characteristics of tumors and normal tissue using perfusion CT in the rabbit brain tumor model. The VX2 carcinoma concentration of $1{\times}10^7$ cells/ml(0.1ml) was implanted in the brain of nine New Zealand white rabbits (weight: 2.4kg-3.0kg, mean: 2.6kg). The perfusion CT was scanned when the tumors were grown up to 5mm. The tumor volume and perfusion value were quantitatively analyzed by using commercial workstation (advantage windows workstation, AW, version 4.2, GE, USA). The mean volume of implanted tumors was $316{\pm}181mm^3$, and the biggest and smallest volumes of tumor were 497 $mm^3$ and 195 $mm^3$, respectively. All the implanted tumors in rabbits are single-nodular tumors, and intracranial metastasis was not observed. In the perfusion CT, cerebral blood volume (CBV) were $74.40{\pm}9.63$, $16.08{\pm}0.64$, $15.24{\pm}3.23$ ml/100g in the tumor core, ipsilateral normal brain, and contralateral normal brain, respectively ($p{\leqq}0.05$). In the cerebral blood flow (CBF), there were significant differences between the tumor core and both normal brains ($p{\leqq}0.05$), but no significant differences between ipsilateral and contralateral normal brains ($962.91{\pm}75.96$ vs. $357.82{\pm}12.82$ vs. $323.19{\pm}83.24$ ml/100g/min). In the mean transit time (MTT), there were significant differences between the tumor core and both normal brains ($p{\leqq}0.05$), but no significant differences between ipsilateral and contralateral normal brains ($4.37{\pm}0.19$ vs. $3.02{\pm}0.41$ vs. $2.86{\pm}0.22$ sec). In the permeability surface (PS), there were significant differences among the tumor core, ipsilateral and contralateral normal brains ($47.23{\pm}25.45$ vs. $14.54{\pm}1.60$ vs. $6.81{\pm}4.20$ ml/100g/min)($p{\leqq}0.05$). In the time to peak (TTP) were no significant differences among the tumor core, ipsilateral and contralateral normal brains. In the positive enhancement integral (PEI), there were significant differences among the tumor core, ipsilateral and contralateral brains ($61.56{\pm}16.07$ vs. $12.58{\pm}2.61$ vs. $8.26{\pm}5.55$ ml/100g). ($p{\leqq}0.05$). In the maximum slope of increase (MSI), there were significant differences between the tumor core and both normal brain($p{\leqq}0.05$), but no significant differences between ipsilateral and contralateral normal brains ($13.18{\pm}2.81$ vs. $6.99{\pm}1.73$ vs. $6.41{\pm}1.39$ HU/sec). Additionally, in the maximum slope of decrease (MSD), there were significant differences between the tumor core and contralateral normal brain($p{\leqq}0.05$), but no significant differences between the tumor core and ipsilateral normal brain($4.02{\pm}1.37$ vs. $4.66{\pm}0.83$ vs. $6.47{\pm}1.53$ HU/sec). In conclusion, the VX2 tumors were implanted in the rabbit brain successfully, and stereotactic inoculation method make single-nodular type of tumor that was no metastasis in intracranial, suitable for comparative study between tumors and normal tissues. Therefore, perfusion CT would be a useful diagnostic tool capable of reflecting the vascularity of the tumors.

토끼 뇌종양 모델에서의 관류 CT 영상에 관한 연구

VX2 암종을 이식한 토끼 뇌종양 모델에서, perfusion CT(computed tomography, CT)를 이용하여 종양과 정상 뇌조직의 혈류 특성을 알아보고자 하였다. 체중 2.4~3.0kg(평균 2.6kg)의 토끼(New Zealand white rabbit) 수놈 9마리를 대상으로, 토끼 뇌에 VX2 세포 현탁액 $1{\times}10^7$ cells/ml, 0.1 ml을 이식하고 종양이 5mm 정도 크기로 자라면 perfusion CT를 시행 하였다. GE사의 AW(advantage windows workstation, version 4.2)로 종양의 용적과 perfusion 값을 산출 하였다. 뇌종양의 평균 용적은 $316{\pm}181mm^3$ 이었고, 가장 큰 종양은 497 $mm^3$, 가장 작은 종양은 195 $mm^3$ 이었 이식된 종양 모두 단일 결절형으로 만들어졌고, 두개강 내로 전이는 발견되지 않았다. perfusion CT에서 종양 중심부의 혈류량(cerebral blood volume, CBV)은 $74.40{\pm}9.63$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $16.08{\pm}0.64$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $15.24{\pm}3.23$이었다. 혈류 속도(cerebral blood flow, CBF)는 종양 중심부에서 $962.91{\pm}75.96$ 이였고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $357.82{\pm}12.82$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $323.19{\pm}83.24$ 이었다. 평균 통과시간(mean transit time, MTT)은 종양 중심부에서 $4.37{\pm}0.19$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $3.02{\pm}0.41$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $2.86{\pm}0.22$ 이었다. 투과성 표면적(permeability surface, PS)은 종양 중심부에서 $47.23{\pm}25.45$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $14.54{\pm}1.60$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $6.81{\pm}4.20$이었다. 또한, 종양 중심부에서 최고치 도달 시간(time to peak, TTP)은 $19.33{\pm}0.42$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $16.43{\pm}1.72$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $15.14{\pm}0.88$이었지만 통계적으로 유의하지 않았다. PEI(positive enhancement integral, PEI)은 종양 중심부에서 $61.56{\pm}16.07$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $12.58{\pm}2.61$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $8.26{\pm}5.55$ 이었다. 최대 증가 기울기(maximum slope of increase, MSI)는 종양 중심부에서 $13.18{\pm}2.81$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $6.99{\pm}1.73$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $6.41{\pm}1.39$ 이었다. 최대 감소 기울기(maximum slope of decrease, MSD)는 종양 중심부에서 $4.02{\pm}1.37$ 이었고, 종양쪽 정상 뇌조직에서는 $4.66{\pm}0.83$ 이었으며, 종양 반대쪽 정상 뇌조직에서는 $6.47{\pm}1.53$ 으로 나타났다. 결과적으로 정위적(stereotactic)으로 이식된 종양은 단일 결절형으로 두개강 내에 전이가 없어 정상 조직과 종양 조직의 비교 연구에 적합하며, perfusion CT 에서 얻어진 매개 변수(parameter)들은 종양과 정상 조직의 혈관 관류 상태 차이를 잘 반영해 주었다.