多層螺旋CT灌注成像對肝硬化的診斷價值*

李金平 綜述 姜慧杰 審校

在我國，肝硬化是一種常見疾病，目前臨床仍以肝穿刺病理學檢查作為早期肝硬化的主要診斷手段，但由于其為有創(chuàng)檢查，其臨床應用受到了極大的限制。傳統(tǒng)的CT掃描技術(shù)以反映解剖形態(tài)為主，多層螺旋CT灌注成像作為一種功能成像技術(shù)，可以通過組織、器官血流動力學變化，同時反應形態(tài)變化和生理功能改變兩方面信息，是一種能在組織水平上非侵入性的測量血流量進而評估正?；虿±頎顟B(tài)的技術(shù)，臨床上具有可行性[1-2]。本文就肝臟CT灌注成像的原理及方法、在肝硬化中的研究現(xiàn)狀、存在問題及應用前景進行綜述。

一、肝臟CT灌注成像的原理及灌注參數(shù)分析

微循環(huán)的血流動力學狀態(tài)稱為灌注（perfusion），即指血流通過毛細血管網(wǎng)將攜帶的養(yǎng)和營養(yǎng)物質(zhì)輸送給組織細胞的過程，在一定程度上能反映實質(zhì)性器官、組織的血流動力學狀態(tài)和功能情況。依據(jù)不同的數(shù)學模型計算常用的肝臟灌注參數(shù)包括[3]：（1）肝血流量（hepatic blood flow，HBF），單位為m l·min-1·100g-1，指單位時間內(nèi)流經(jīng)定量組織的血液容量；（2）肝動脈灌注量（hepatic arterial perfusion，HAP），單位為 ml·min-1·100g-1，指單位時間內(nèi)流經(jīng)肝動脈組織的血容量；（3）門靜脈灌注量（portal vein perfusion，PVP），單位 m l·min-1·100g-1，指單位時間內(nèi)流經(jīng)門靜脈組織的血容量；（4）總肝灌注量（total liver perfusion，TLP）單位 m l·min-1·100g-1，為肝動脈灌注量與門靜脈灌注量之和，即TLP=HAP+PVP；（5）肝動脈灌注指數(shù)（hepatic pefusion index，HPI）或肝動脈灌注分數(shù)（hepatic arterial fraction，HAF），肝動脈灌注量在總肝灌注量中所占的百分比，即HPI=HAP/TLP或HAF=HAP/TLP；（6）血容量（hepatic blood volume，HBV），單位為 ml·min-1·100g-1，表示局部區(qū)域的血流量，根據(jù)中心容積定律，BV=BF×MTT；（7）平均通過時間（mean transit time，MTT），單位為秒 s，為對比劑通過感興趣區(qū)ROI毛細血管網(wǎng)所耗費的時間；（8）表面通透性（permeability surface area product，PS），單位 ml·min-1·100g-1，指對比劑由毛細血管內(nèi)皮進入細胞間隙的單向傳輸流率。對獲得的參數(shù)進行圖像重建和偽彩染色處理，又能得到肝動脈灌注指數(shù)圖，血流灌注圖，血流容積圖，對比劑平均通過時間圖和表面通透性圖等全面評價組織器官的灌注狀態(tài)。

二、肝臟CT灌注成像掃描技術(shù)

具體掃描方法因不同研究的具體情況略有不同。目前，多層螺旋CT灌注成像采用“Toggling-table”技術(shù)[4]，即多層同層電影掃描技術(shù)，是多層螺旋 CT（multi-slice spiral CT，MSCT）特有的，可同時實現(xiàn)多層掃描，增大了同層動態(tài)掃描的范圍，有利于選擇合適的層面設(shè)置ROI，使獲得的灌注參數(shù)更準確。體部臟器灌注掃描模式即采用電影掃描技術(shù)：0.5s/r，5mm層厚×4，層間隔0mm，120kV，60mA，采用高壓注射器注射非離子型對比劑50m l，流率3.5～4.0m l/s，延遲 5s，數(shù)據(jù)采集時間50s，使用灌注軟件生成對指定類型分析的定量函數(shù)圖。

CT灌注成像的數(shù)學計算模型包括非去卷積模型（nondeconvolution）和去卷積模型（deconvolution）兩大類[3]。非去卷積法的優(yōu)點是概念簡單，便于理解。但要求較快的注射流率，不適合于心功能不全及靜脈較脆的患者。另外利用此模型的進一步計算常需進行各種與實際情況不完全相符的假設(shè)，而造成BF值偏低或偏高。

去卷積法：此模型是Cenic等[5]1999年提出的新的數(shù)學模型。去卷積法利用推動剩余函數(shù)計算對比劑靜脈流出，對灌注的流入動脈和流出靜脈綜合考慮，計算BF、BV和MTT時與實際的血流動力學相近，計算出的灌注參數(shù)和函數(shù)圖更能反映病變內(nèi)部的實際情況，對比劑的注射流率不必很快（一般 3.5～4.0ml/s）。

三、肝臟CT灌注成像在肝硬化中的研究現(xiàn)狀

（一）正常肝臟灌注研究結(jié)果 Miles等[6]對5例正常肝臟對照組測得的 HAP 為 0.17m l·min-1·m l-1，PVP 為 0.34m l·min-1·m l-1。因未考慮到門靜脈期尚有肝動脈血流繼續(xù)注入的重疊及已進入毛細血管外間隙對比劑的影響，故所得PVP值較低。Blomley等[7]改進PVP計算方法后，所得HAP為 0.19ml·min-1·m l-1，PVP 為 0.93ml·min-1·m l-1。Tushima 等[8]得到的 HAP 為（0.102±0.014）m l·min-1·ml-1，PVP 為（1.03±0.43）ml·min-1·ml-1。江利等[9]對 13 例正常肝臟對照組測得的HAP 為（0.2823±0.0969）ml·min-1·m l-1，PVP 為（1.1788±0.4004）ml·min-1·ml-1。Bader等[10]報道 HAP 為 0.16m l·min·ml，PVP為 1.22ml·min·m l。HAP∶PVP≈1∶3～4，準確評價肝正常生理情況下的血液動力學變化。正常肝臟的HAP和PVP之間存在互補性，即PVP降低時HAP升高，反之亦然，從而維持肝臟血液循環(huán)的相對穩(wěn)定，但在肝硬化時，這種穩(wěn)態(tài)就會被打破。

（二）肝硬化時灌注研究結(jié)果 肝硬化時肝臟灌注指標有明確變化，而且諸多學者的研究中也存在細微的差別。

1.肝動脈灌注量（HAP）的研究結(jié)果 大部學者研究認為HAP在肝硬化組有增高。楊建勇等[11]通過大鼠肝硬化病理模型得出，肝硬化早期HAP下降，中期HAP開始上升，晚期HAP加大上升的幅度。廖錦元等[12]通過16排螺旋CT灌注成像研究，采用最大斜率法得出肝硬化早期由于“自身調(diào)節(jié)”和血管的代償作用，HAP的代償增高，隨著病情的加重，HAP下降。管生等[13]成功制作了大鼠肝炎→肝纖維化→早期肝硬化模型，通過單層螺旋CT灌注成像研究，采用去卷積法得出自肝炎纖維化期到早期肝硬化期，HAP增加，但隨著病情進一步發(fā)展時肝動脈血流量仍會上升。王彩紅等[14]對32例不同程度肝硬化研究得出，HPI值逐級升高存在明顯統(tǒng)計學差異。

但部分學者認為肝硬化組與正常組對比，HAP無統(tǒng)計學差異：李家平等[15]通過單層螺旋CT去卷積法計算發(fā)現(xiàn)，與正常組相比，肝硬化組的HAP下降，但HPI無統(tǒng)計學意義。Tsushima Y等[16]研究表明，肝硬化HAP較對照組略有下降，但差異無統(tǒng)計學意義。江利等[9]對15例已證實的肝硬化病人行CT灌注研究后發(fā)現(xiàn)，肝硬化患者的HAP較正常組降低，但無統(tǒng)計學意義。近期研究結(jié)果[17]表明肝纖維化組的HAP呈升高趨勢，但無統(tǒng)計學差異。

各研究學者研究結(jié)果不同的原因可能有以下幾方面：①測量對象肝硬化程度有細小差別；②患者之間生理和病理的個體差異；③注射速度、對比劑劑量的不同；④ROI選取、測量的誤差；⑤呼吸運動的影響；⑥肝硬化的程度不同。

2.門靜脈灌注量（PVP）的研究結(jié)果 目前研究結(jié)果均認為肝硬化時PVP下降。楊建勇等[11]通過大鼠肝硬化病理模型得出，肝硬化早期PVP下降，中期PVP繼續(xù)下降，晚期HAP加大上升的幅度，但不足以代償PVP的降低。廖錦元等[12]通過16排螺旋CT灌注成像研究，較輕的肝硬化主要是以PVP下降為主，隨著病情的加重，其繼續(xù)下降。管生等[13]研究肝炎纖維化期到早期肝硬化期，門靜脈血流量下降，隨著病情進一步發(fā)展時，門靜脈血流量會持續(xù)下降，隨著肝硬化的發(fā)展，肝臟的血供由門靜脈為主改為肝動脈為主。曹覺[18]研究表明，肝硬化組PVP較正常肝臟組減低，呈逐級遞減，各級間有統(tǒng)計學差異。近期肖平[19]將肝硬化組又分為：單純肝硬化組、出血組、腹水組、混合組進行灌注成像研究也得出肝硬化各組PVP均下降。

3.肝動脈灌注指數(shù)或分數(shù)（HPI或HAF）的變化 多數(shù)報道肝硬化發(fā)生發(fā)展過程中HPI均有不同程度增高。楊保智[17]研究結(jié)果：隨著肝纖維化程度的加重，HPI逐級升高，說明在肝纖維化的后期，HAP占TLP的比重在明顯上升。史麗靜[20]研究結(jié)果肝硬化組與正常組相比，HPI升高，提示肝硬化時門靜脈的灌流量減少，門靜脈血流在肝臟血供中的比例減少，而動脈的灌流比重增加。薛雁山[21]研究表明：失代償期肝硬化組HPI較正常對照組明顯增加。也有學者[9]研究表明肝硬化患者的HPI較正常組略有升高，但無統(tǒng)計學差異。

4.肝血流量（HBF）的變化 多數(shù)報道肝硬化發(fā)生發(fā)展過程中HBF均有不同程度下降。薛雁山[21]等研究提示失代償期BF明顯下降。楊保智[17]等研究發(fā)現(xiàn)并隨肝纖維化程度的加重呈逐漸降低趨勢并存在統(tǒng)計學差異。部分研究[12，16，22，23]認為Child A分級的HBF還能維持在正常水平，Child B和Child C分級的BF明顯下降。但沈文[24]等研究得出BF至Child C明顯升高，其結(jié)論與以往報道不同，筆者認為可能與門靜脈側(cè)支血管豐富有關(guān)。

5.平均通過時間（MTT）的變化 部分學者[25，26]認為正常組和肝硬化組MTT值無統(tǒng)計學意義。一些學者[11，13，22]等認為MTT延長。理論上由于纖維索條和再生結(jié)節(jié)的雙重作用，肝內(nèi)門靜脈和肝靜脈分支狹窄、閉塞，血流的流入和流出均受到障礙，門靜脈和肝靜脈之間直接通路的開放，MTT應縮短，而實際結(jié)果MTT延長的原因在于使用的常規(guī)低分子量的造影劑活動性降低，造成造影劑通過毛細血管網(wǎng)的時間MTT延長。因此在將來的灌注成像研究中使用不同分子量的造影劑會對組織間隙的通透性研究提供新的領(lǐng)域。

6.毛細血管表面通透性（PS）的變化 已有文獻報道多是研究腫瘤的PS值的研究。在肝硬化毛細血管PS的變化方面研究，國內(nèi)學者[27]研究結(jié)果是PS值增高，他們認為肝硬化時增加的微循環(huán)阻力降低毛細血管血流量，通過肝血管動脈化來代償，從而增加毛細血管灌注量，導致PS值升高。

（三）肝臟CT灌注對肝硬化門靜脈高壓癥的評價 多數(shù)研究認為[28，29]：門靜脈內(nèi)徑≥1.4cm，脾靜脈內(nèi)徑≥0.9cm為診斷門靜脈高壓的指標。肖平[30]等對31例肝硬化患者采用彩色灌注圖獲得門靜脈徑線進行均值測量發(fā)現(xiàn)：TLP與門靜脈前后徑呈負相關(guān)。李家平[31]采用去卷積算法顯示門靜脈自由壓（FPP）與PVP之間明顯負相關(guān)。2009年肖平[19]研究發(fā)現(xiàn)，門靜脈高壓存在時PVP的下降起主導作用致TLP減少，HAP存在相對代償，但代償不完全。

（四）CT灌注成像對肝硬化療效評價 肝硬化門脈高壓介入治療的評價頸靜脈肝內(nèi)門體分流（TIPSS）治療肝硬化門脈高壓被普遍認為有明顯效果，它能降低約46%～63%的門脈壓力。Weidekamm[32]通過實驗比較TIPSS手術(shù)前后的灌注參數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后即HAP及TLP上升明顯，門脈無明顯變化，認為灌注成像作為肝硬化門脈高壓TIPSS療效的評價和隨訪而發(fā)揮作用。李家平[33]運用螺旋CT灌注成像評價TIPSS術(shù)后肝臟血流灌注的變化評價肝硬化門靜脈高壓癥患者分流術(shù)后肝臟血流灌注的變化，包括PVP（術(shù)后下降）、HAP（術(shù)后升高）、TLP（術(shù)后下降）和HAP（術(shù)后升高），上述數(shù)值術(shù)前和術(shù)后均有統(tǒng)計學意義，得出螺旋CT灌注成像能客觀評價肝硬化門脈高壓癥TIPSS前后肝血流動力學的變化。倪敬中[34]等觀察20例肝硬化門靜脈高壓伴脾臟功能亢進患者部分脾動脈栓塞術(shù)后的肝臟灌注成像血流改變，其中HPI、HAP升高，而PVP、HBF下降，且有統(tǒng)計學意義，得出肝臟CT灌注成像參數(shù)可對制定個體化治療方案和評價療效提供幫助。

四、MSCT肝臟灌注成像優(yōu)勢和今后的研究方向

MSCT肝臟灌注成像優(yōu)勢在于：（1）操作簡單，無創(chuàng)性，易為患者接受，計算方便，易為臨床醫(yī)師接受；（2）準確獲得肝臟局部和彌漫病變引起的動脈和門靜脈血流量量化指標；（3）高空間分辨率可以鑒別小腫瘤的灌注差異；（4）高時間分辨率可以鑒別通過腫瘤的對比劑動力學特性；（5）可繪制器官或病變血流灌注的動態(tài)曲線或組織灌注定量圖像，通過示蹤劑動力學變化獲得灌注參數(shù)變化，全面描述了其進展過程中的血流動力學變化規(guī)律；（6）全肝灌注能更好做到腫瘤的檢測；（7）融合其他功能影像學技術(shù)達到對同一病例的共同診斷。MSCT肝臟灌注通過灌注參數(shù)反映肝血流動力學變化，增加肝硬化影像診斷的敏感性和特異性，兼顧形態(tài)和功能在尚無形態(tài)改變之前作出診斷、定量分級，為臨床提供更有意義的信息，其有廣闊的應用前景。

目前存在的問題及今后的研究方向：（1）建立統(tǒng)一規(guī)范的灌注成像掃描方案，避免人為誤差；（2）加大研究例數(shù)，綜合考慮各種影響因素，建立實用的灌注參數(shù)的閾值標準；（3）肝臟CT灌注成像與其它功能影像學檢查（如核醫(yī)學、PET、超聲、MRI等）及CT多期動態(tài)掃描的對照進行比較研究；（4）肝臟CT灌注成像與病變病因及生物學特性的相關(guān)研究；（5）評價包括藥物、介入、手術(shù)的各種治療手段的療效，并根據(jù)病情選擇最佳方案；（6）實現(xiàn)肝臟微小病變的早期檢出，尤其是惡性腫瘤的早期定性診斷。

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