肝癌介入栓塞術(shù)前的能譜CT血管成像評估

楊 皓 殷士蒙 孫榮躍 宋 恬 吳勘華 畢正宏 孫奕波 倪志華

肝癌是世界上最常見的惡性腫瘤之一，雖然外科手術(shù)治療是早期肝癌治療的首選手段，但一些創(chuàng)傷小或無創(chuàng)性的治療技術(shù)也是重要的備選治療手段，尤其是對于沒有手術(shù)指征的患者，經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈栓塞術(shù)(transcatheter arterial chemoembolization, TACE)[1]是應(yīng)用最廣的技術(shù)之一，臨床效果也較滿意。目前CT檢查是診斷和發(fā)現(xiàn)肝癌的一種最常用的影像學(xué)檢查方法，依據(jù)肝癌血供特點(diǎn)的典型影像學(xué)表現(xiàn)，CT 診斷多數(shù)不難[2-3]。傳統(tǒng)混合能量CTA對于一些腫瘤病灶的血管分布及走行，往往提示信息不足［4］。

隨著CT的發(fā)展，能譜成像( gemstone spectral imaging，GSI) 技術(shù)實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)混合能量成像到單能成像的轉(zhuǎn)變[5-6]。CT對能量成像的研究經(jīng)歷了能量減影到單能譜的變革，現(xiàn)已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)全新的領(lǐng)域。寶石能譜CT 把傳統(tǒng)CT 成像的原理和細(xì)節(jié)進(jìn)行解析和放大，使CT由原來依靠CT值的單參數(shù)成像變?yōu)槎鄥?shù)成像。CT能譜技術(shù)的一個(gè)重要工具就是單能量成像,可以避免對比劑硬化偽影和容積效應(yīng)造成的遺漏和誤診小病灶，所以可以提高小病灶的檢出率和對比劑充填小血管的分辨率。能譜CT技術(shù)能夠根據(jù)X線在物質(zhì)中的衰減系數(shù)轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的圖像,這有利于鑒別特異性的組織。對于腫瘤定位、定性和腫瘤血管分布方面會(huì)起到很好的指導(dǎo)作用。

方 法

1.臨床資料

2010年5月～2012年9月在本院因肝癌接受介入治療前的患者60例，其中男44例，女16例，年齡42～73 歲，平均55歲。60例中原發(fā)肝癌58例（經(jīng)細(xì)胞學(xué)或組織學(xué)診斷，或符合1990 年全國腫瘤防治辦公室、中國抗癌協(xié)會(huì)制定的原發(fā)性肝癌臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]），肝轉(zhuǎn)移癌2 例（胃癌和乙狀結(jié)腸癌肝轉(zhuǎn)移各1 例）。

2.CT 掃描技術(shù)

使用GE 公司寶石能譜CT（GE Discovery CT 750 HD）進(jìn)行掃描?；颊呷⊙雠P位，檢查前口服白開水600 ml，所有檢查均行GSI（gemstone spectral image，GSI）掃描模式，分別行平掃、動(dòng)脈期及門靜脈期增強(qiáng)掃描。平掃及增強(qiáng)掃描的范圍為從橫膈上方4cm 至雙腎下極水平。掃描參數(shù)為：自動(dòng)mA，兩種不同的kV（80 keV和140keV）。增強(qiáng)掃描所用對比劑為非離子型對比劑（歐乃派克350），體重1.5 ml/kg，流速4.0 ml/s，從肘正中靜脈注入。動(dòng)脈期時(shí)相開始由智能監(jiān)測觸發(fā)，感興趣區(qū)（rigion of interest，ROI）選擇在腹主動(dòng)脈，閾值為150 HU，掃描開始時(shí)間為達(dá)到閾值后5 s，門脈期掃描于動(dòng)脈期開始后30 s 進(jìn)行。掃描層厚5.0 mm，螺距0.875。應(yīng)用能譜CT 軟件包將動(dòng)脈早期數(shù)據(jù)重建為140 keV 的混合能量圖像和最佳單能量圖像（范圍50～70 keV），將單能及混合能量圖像均傳至adw 4.4 工作站。

3.圖像后處理

應(yīng)用adw 4.4 圖像后處理工作站，對混合能量模式（quality check，QC，）及最佳單能圖像分別行CTA重建。采用最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及多平面重建法（muiti-planar reformation，MPR），對所有病例的動(dòng)脈系統(tǒng)進(jìn)行血管三維重組，包括從腹主動(dòng)脈開始到肝內(nèi)分支的走行（一般為腹腔干周圍腹主動(dòng)脈、腹腔干、肝固有動(dòng)脈及其肝內(nèi)分支；病灶如有異常血供，則追溯至其真實(shí)主干動(dòng)脈，例如本組一例由胃左動(dòng)脈的分支供應(yīng)肝左葉病灶）。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用stata 7.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行處理。

結(jié) 果

混合及單能能量成像模式CT血管成像結(jié)果見表1。所有圖像資料由兩名有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)生閱看，對兩組動(dòng)脈重建圖像質(zhì)量予以獨(dú)立3級評分，以顯示肝左右動(dòng)脈或胃左動(dòng)脈同級血管為1級分支，順次下推，可清晰顯示腫瘤周圍肝動(dòng)脈的第3級或更進(jìn)一步分支記3分，可清晰顯示腫瘤周圍肝動(dòng)脈的第2級分支記2分，僅顯示肝動(dòng)脈第1級分支記1分（圖1～3）。

圖2 動(dòng)脈早期最佳單能量圖（B）設(shè)定腹主動(dòng)脈和正常肝實(shí)質(zhì)為感興趣區(qū)（黃圈），能譜工作站自動(dòng)測得最佳CNR在52 keV水平（A）；C圖像為水基圖；D圖像為碘基圖。

表1 兩種方法對肝腫瘤血管分級的圖像評價(jià)表

結(jié)果表明，最佳單能量血管重建圖像同混合能量血管重建圖像兩種方法在評價(jià)肝腫瘤動(dòng)脈供血分級顯示中存在顯著性差異（t=28.74，P＜0.001）,前者優(yōu)于后者。

討 論

動(dòng)脈供血是肝癌的主要血供來源，肝動(dòng)脈介入栓塞術(shù)（TACE）是治療肝癌的主要手段之一，特點(diǎn)是其微創(chuàng)和術(shù)后恢復(fù)快，有文獻(xiàn)報(bào)道其治療后5年生存率和外科手術(shù)切除基本接近。 但有許多患者沒有經(jīng)過嚴(yán)密的術(shù)前血管評估，介入手術(shù)過程中醫(yī)生找不到主要供血?jiǎng)用}，造成病灶栓塞不徹底，降低了療效，顯示其治療的盲目性，放射科醫(yī)生一直致力于尋找一種更好的術(shù)前血管評估檢查方法。相對于傳統(tǒng)的CTA檢查，能譜CT最佳單能量血管重建圖像為介入科醫(yī)生找到了合適的方法。本研究即應(yīng)用能譜CT 掃描，根據(jù)碘的能譜曲線，后處理軟件自動(dòng)計(jì)算出對動(dòng)脈期腫瘤血管顯示的最佳CNR范圍在50～70keV；對最佳單能量和混合能量血管重建圖像（常規(guī)CTA）的對比研究發(fā)現(xiàn)，在腫瘤小血管清晰顯示及提示目標(biāo)血管的走行方面，能譜CT最佳單能量重建方案有著明顯的優(yōu)勢：根據(jù)最佳單能量能譜CTA提供的腫瘤血管數(shù)，明確需超選栓塞的肝動(dòng)脈目標(biāo)血管分支及栓塞范圍，為精確栓塞病灶提供了保障，而且總體降低了栓塞劑的使用量，提高了療效，減少了肝臟損傷的面積，降低了肝損傷的不良反應(yīng)。另外，本組有兩枚病灶分別由胃左動(dòng)脈和腸系膜動(dòng)脈分支動(dòng)脈供血，介入醫(yī)生術(shù)前了解腫瘤供血情況，采取針對胃左動(dòng)脈的RLG導(dǎo)管和超選腸系膜動(dòng)脈的方法，為病患進(jìn)行徹底的腫瘤栓塞治療，取得了良好的效果。

以往CT為混合能量的圖像，在此模式下，組織的CT 值是固定的，因而圖像中不同組織間的對比相對恒定。能譜CT通過掃描過程中管電壓在80 keV及140 keV間的瞬時(shí)快速切換，可以利用雙能量掃描技術(shù)，通過后處理軟件得到單能量圖像，進(jìn)而得到不同物質(zhì)的能譜曲線，即具有物質(zhì)分離功能[8]：不同物質(zhì)的能譜曲線在不同的keV水平的分離度不同，碘的能譜曲線上，隨著單能keV的減小，含碘的肝動(dòng)脈及肝實(shí)質(zhì)的CT值差增大。同時(shí)，較小keV的情況下，圖像本身的噪聲較大。本研究應(yīng)用能譜分析曲線顯示，肝動(dòng)脈與肝實(shí)質(zhì)的最佳CNR范圍在50～70keV水平左右。在此單能量水平，肝內(nèi)及肝外肝動(dòng)脈的CNR均明顯高于混合能量CTA圖像（圖2），從而優(yōu)化了CTA的成像質(zhì)量，可見，最佳單能量圖提高了CTA的成像質(zhì)量。在最佳單能量CT圖像上，肝內(nèi)肝動(dòng)脈與肝實(shí)質(zhì)、肝外動(dòng)脈與周圍軟組織密度的CNR的提高，是CTA主觀評價(jià)改善的基礎(chǔ)和重要因素。

一般來說, 高能量的圖像中組織對比度較小, 而低能量的圖像中組織對比度較大[9-10]。2例肝癌介入治療后肝內(nèi)活灶殘存的患者，單能圖像更加清楚地顯示出活灶有無、大小及范圍。另外，有學(xué)者報(bào)道肝硬化病例在混合能圖像上顯示不清的小肝癌，在單能圖像上可以被發(fā)現(xiàn)[11]；對于肝內(nèi)多發(fā)性小轉(zhuǎn)移灶，單能圖像也增加了病灶的檢出數(shù)目。本組一例小肝癌患者介入治療多次，曾多次行常規(guī)CTA檢查未發(fā)現(xiàn)異常，此次單能量圖像另外發(fā)現(xiàn)肝左葉一枚直徑0.5cm的小病灶由胃左動(dòng)脈供血（圖3）。

本研究的可靠性與不足：本研究中兩組數(shù)據(jù)是在同一設(shè)備，同次掃描中完成，排除了CT設(shè)備、掃描參數(shù)以及患者等相關(guān)因素的差異的影響，具有較好的可比性。最佳單能量圖像由計(jì)算機(jī)自動(dòng)算成，根據(jù)不同患者，最佳區(qū)間在50～70 keV，排除了醫(yī)生的主觀差異，采用最佳單能量圖像與混合能圖像配對比較。本研究中也存在一些不足之處：選擇單能圖像時(shí)未能量化分析何種能量級圖像噪聲最?。粚τ诟文[瘤栓塞后的能譜CT評估優(yōu)勢，例如能譜CT在排除肝內(nèi)碘油偽影的作用等，有待病例資料充實(shí)后再展開分析。

總之，寶石能譜CT最佳單能( 50～70 keV) 圖像能增加肝癌病灶與正常肝組織之間的對比，增強(qiáng)了動(dòng)脈同正常肝組織的對比顯示，優(yōu)化了動(dòng)脈圖像質(zhì)量，能清晰顯示肝左右動(dòng)脈以下3級以上血管分支，在冠狀位圖像上清晰顯示血管從主動(dòng)脈到腫瘤周圍的走行路徑，為介入插管提供明確方向，降低介入栓塞的盲目性。