正常胰腺64層螺旋CT灌注成像的初探

陳雷 周正榮 彭衛(wèi)軍 錢敏

復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院放射診斷科，復旦大學附屬腫瘤醫(yī)院腫瘤學系，上海 200032

CT灌注成像是指在靜脈注射對比劑的同時對選定的層面進行連續(xù)多層掃描，獲得該層面內(nèi)每一像素的時間－密度曲線，然后根據(jù)曲線利用不同的數(shù)學模型計算出血流量（blood flow, BF）、血容量（blood volume, BV）、達峰時間（time to peak, TTP）及表面通透性（permeability surface area product, PS）等灌注參數(shù)，對其進行圖像重建和處理，評價組織的灌注狀態(tài)。目前，正常胰腺的灌注參數(shù)尚不統(tǒng)一，本研究旨在了解正常胰腺CT灌注參數(shù)的正常值范圍，為病變胰腺的灌注參數(shù)提供對照標準。

1 資料和方法

1.1 一般資料

收集2010年2月—2011年3月于本院門診或住院患者共45例，并需行上腹部或全腹增強CT檢查患者的臨床資料。排除因呼吸運動影響導致圖像模糊或掃描層面變動而無法得到良好灌注圖像者13例，其中5例患者因呼吸節(jié)律不規(guī)則導致掃描圖像模糊，另8例患者在掃描時體位移動導致特定層面缺失，不能進行灌注后處理；其余32例掃描圖像質量較好，能進行灌注后處理。

1.2 CT檢查技術

胰腺CT灌注掃描中，上腹部CT平掃進行定位采用SIEMENS公司Sensation 64 CT掃描儀，層厚3mm，根據(jù)患者體形確定掃描范圍，1mm重建，電壓120 kV，電流250 mA，矩陣512×512像素。

根據(jù)胰腺CT平掃的圖像，確定掃描開始和結束的層面，盡可能包括胰腺全長。灌注掃描采取連續(xù)容積掃描模式，層厚7.2 mm（4/3 cm），電壓120 kV，電流150 mA，矩陣512×512像素：以高壓注射器通過肘正中靜脈留置管注射碘帕醇300 mgI/mL，5 mL/s，共50 mL，延遲6 s，數(shù)據(jù)采集40 s，產(chǎn)生40張/層，共160張圖像。

1.3 數(shù)據(jù)處理

灌注掃描數(shù)據(jù)傳到Syngo multi-modality工作站（Syngo multi modality workplace VE 21A SL04P24），采用體部灌注模式的胰腺選項，閾值為-50～250 HU；將腹主動脈作為輸入動脈，經(jīng)工作站處理得到CT灌注偽彩圖，并計算灌注數(shù)據(jù)。采集胰頭、頸、體和尾4個感興趣區(qū)（region of interest，ROI），保持4個ROI大小一致，同時避開動、靜脈血管。記錄各ROI的BF、BV、TTP和PS的值。用同樣的方法測量3次，取其平均值。

1.4 統(tǒng)計學處理

對正態(tài)分布、方差齊性的計量資料比較采用t檢驗；對非正態(tài)分布、方差不齊的計量資料用非參數(shù)秩和檢驗。數(shù)據(jù)應用SPSS 13.0進行統(tǒng)計分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 正常胰腺不同部位的灌注參數(shù)值

表1顯示正常胰腺頭、頸、體和尾部的BF、BV、TTP和PS的差異無統(tǒng)計學意義，即正常胰腺各部位的血流灌注均勻，血流動力學特征一致（圖1，表1）。

圖1 正常胰腺灌注圖像A：MIP；B：BF；C：BV；D：TTP；E：PS

表1 正常胰腺不同部位的CT灌注參數(shù)

2.2 不同性別的正常胰腺CT灌注參數(shù)

表2顯示不同性別的正常胰腺灌注參數(shù)BF、BV、TTP及PS差異無統(tǒng)計學意義，即不同性別正常胰腺的血流灌注是均勻的。

2.3 正常胰腺的CT灌注值及95%可信區(qū)間

正常胰腺不受部位和性別因素影響，其血流灌注呈現(xiàn)均一性特征（表3）。

3 討論

3.1 胰腺的生理解剖特點

胰腺位于腹膜后腎旁前間隙，橫跨第1、2腰椎之間前方，其左側端伸達脾門，右側端位于十二指腸環(huán)內(nèi)；前面為構成網(wǎng)膜囊后壁的后腹膜所覆蓋，后面為腹膜大血管中線區(qū)域結構。正常胰腺血供豐富，胰頭部主要由相互吻合的胰十二指腸上、下動脈供應，胰體尾部主要由來自脾動脈的分支胰大動脈、胰尾動脈供應。諸多胰腺疾病都會影響胰腺實質的血流灌注，因此胰腺功能學的改變會早于形態(tài)學的改變。CT的灌注成像技術為這種功能上改變的檢測提供技術支持。

3.2 CT灌注成像原理及臨床應用

1991年CT灌注成像開始試用于臨床，其主要放射學理論基礎是Miles提出的核醫(yī)學放射性示蹤劑稀釋原理和中心容積定律[1]。Miles[2]認為對比劑引起的密度改變直接與對比劑濃聚的濃度成正比。將對比劑靜脈團注后對選定層面進行同層動態(tài)掃描，可獲得該層面內(nèi)每一像素的密度隨時間而變化的曲線，稱為時間-密度曲線（time-density curve, TDC）；其反映的是對比劑在該器官中濃度的變化，間接反映出組織器官灌注量的變化。根據(jù)該曲線利用不同的數(shù)學模型計算出不同的灌注參數(shù)值，對得到的參數(shù)進行圖像重組和偽彩染色處理得到血流彩色灌注圖，以此評價組織器官的灌注狀態(tài)。

CT灌注成像使用的數(shù)學模型主要有2種：①非去卷積模型（non- deconvolution model）；②去卷積模型（deconvolution model）[3]。非去卷積模型主要根據(jù)Fick原理，認為組織器官中對比劑蓄積的速度等于動脈流入速度減去靜脈流出速度，因而在某一段時間內(nèi)組織器官中對比劑的量等于在該段時間內(nèi)動脈流入量減去靜脈流出量。非去卷積數(shù)學模型概念相對簡單，便于理解，但其在臨床應用時通常要求8～10 mL/s的注射速度。去卷積數(shù)學模型根據(jù)實際情況綜合考慮了流入動脈和流出靜脈的血液進行數(shù)學計算處理，主要反映注射對比劑后組織器官中存留的對比劑隨時間的變化量，較真實地反映組織器官的內(nèi)部血流動力學情況。去卷積數(shù)學模型計算偏差小，注射速度要求不高，為4～5 mL/s。盡管該模型受呼吸及胃腸道蠕動等因素影響大，但隨著掃描設備的性能提高及控制措施的不斷完善，去卷積法應用更加廣泛。CT灌注成像對對比劑的注射速度要求較高，結合我院的CT掃描設備及考慮對比劑快速注射引起的不良反應，本研究應用去卷積法。該計算模型受呼吸運動影響較大，本實驗操作人員采取縛帶包扎及訓練患者胸式呼吸相結合的方法，盡量減少對實驗結果的影響。

CT灌注技術在中樞神經(jīng)系統(tǒng)方面的應用比較成熟，能早期反映腦缺血病灶、評價腦缺血程度、顯示腦缺血半暗帶并與腦梗死灶進行鑒別，指導臨床的溶栓治療并進行療效評價。在腹部已有較多關于實質性臟器血流灌注的研究，如脾臟、腎臟、胰腺等。胰腺為腹膜后器官，受呼吸運動影響相對較小，且由單一動脈供血，適合CT灌注技術的應用。胰腺的血供豐富，胰腺病變將影響胰腺實質的血流灌注，其血流灌注情況對于胰腺疾病的診斷具有重要意義。對淋巴瘤、前列腺癌、原發(fā)性肝癌等的灌注評價已有報道[4-6]。

3.3 正常胰腺的灌注成像特征

表2 不同性別正常胰腺的CT灌注參數(shù)

表3 正常胰腺的CT灌注值

本研究對32例正常胰腺進行CT灌注掃描，分別在胰頭、頸、體、尾標記ROI各4處，對測得的BF、BV、TTP、PS值進行統(tǒng)計分析后發(fā)現(xiàn)，胰腺各部位之間灌注值無統(tǒng)計學差異，可以認為在正常胰腺各部位的BF、BV均勻，TTP及PS一致。同時，還得出不同性別的正常胰腺CT灌注值差異無顯著統(tǒng)計學意義，即性別因素對正常胰腺的血流灌注亦無明顯影響。測得正常胰腺的灌注參數(shù)BF、BV、TTP、PS值分別為（128.41±23.25）mL·min-1·100g-1、（203.75±31.29）mL·kg-1、（143.73±14.26）s、（65.70±15.86）mL·min-1·100g-1，與部分研究者[7-8]較一致；而與梁宗輝等[9]的結果差異較大，原因可能是各研究者采用的設備及后處理軟件的不同所致。另外，本研究在設計時未將70周歲以上患者納入研究對象，且本組樣本量尚偏小，未對不同年齡段胰腺的灌注進行研究。

3.4 CT灌注成像的臨床應用優(yōu)勢及其局限性[10-12]

CT灌注成像的優(yōu)勢：①能在一次掃描中即顯示局部的解剖結構，又可獲得局部組織血流灌注信息，即同時了解形態(tài)學改變和功能學的變化；②具有較高的時間分辨率與空間分辨率；③屬于定量研究，通過測定局部胰腺組織的碘聚集量可獲得局部胰腺組織的血流灌注量；④多層同層動態(tài)CT灌注掃描技術的應用，擴大Z軸觀察范圍，便于對疾病的整體研究。

CT灌注成像的局限性：①患者的移動或呼吸運動對檢測的結果負面影響很大；②對比劑的注射速度較快，部分患者不能耐受和高濃度對比劑快速注射的不良反應較大，安全問題不可忽略；③檢查時間相對常規(guī)CT較長，患者接受的劑量較大。本研究的操作人員需在CT掃描前訓練患者胸式呼吸，并且在腹部包扎縛帶，盡量減少腹部的運動幅度。CT灌注成像對比劑的注射速度較胰腺常規(guī)CT掃描快，不良反應較大，因而掃描前排除血管條件不好及年齡＞70周歲患者，且應在掃描室配備必要的搶救設施。CT灌注成像的掃描時間一般較長，約為50 s，患者接受的劑量較大。針對劑量問題，本實驗人員請相關工程師經(jīng)過計算和多次試驗以大大縮短數(shù)據(jù)采集時間，最后采集時間為35～40 s，較大幅度減少患者的接受劑量，同時不影響灌注后處理的圖像質量。

隨著影像設備的快速發(fā)展及后處理軟件的不斷完善，CT灌注成像的局限性將不斷降低，其在胰腺中的應用前景必將更加深入和廣闊。

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