CT灌注成像技術(shù)在肝臟外科領(lǐng)域的研究進(jìn)展

許宇彪

(廣西壯族自治區(qū)江濱醫(yī)院普外科，南寧市 530021)

CT灌注成像是經(jīng)靜脈快速注射增強(qiáng)劑后對(duì)靶器官動(dòng)態(tài)掃描，根據(jù)掃描結(jié)果構(gòu)建時(shí)間密度曲線，根據(jù)時(shí)間密度曲線計(jì)算出靶器官灌注參數(shù)并組成圖像以評(píng)價(jià)組織器官的灌注狀態(tài)的計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)。應(yīng)用該技術(shù)研究生理及病理?xiàng)l件下的肝臟血流灌注是醫(yī)學(xué)影像學(xué)與肝臟外科學(xué)相交叉的研究熱點(diǎn)，因肝臟具有門(mén)靜脈及肝靜脈共同供血的特點(diǎn)，肝臟CT成像技術(shù)較其他器官更為復(fù)雜，現(xiàn)就該技術(shù)在肝臟外科中的研究進(jìn)展綜述如下。

1 肝臟CT灌注成像理論基礎(chǔ)

與其他器官的CT灌注成像一樣，肝臟CT灌注成像的物理學(xué)基礎(chǔ)仍然是中心容積定律和放射性示蹤劑稀釋原理[1～4]。Miles等[1，2]認(rèn)為:靜脈注射放射學(xué)對(duì)比劑后，放射學(xué)對(duì)比劑與放射性示蹤劑一樣，均遵循相同的藥物代謝動(dòng)力學(xué)原理。CT灌注掃描技術(shù)中的時(shí)間密度曲線以時(shí)間為橫坐標(biāo)，以注射增強(qiáng)劑后CT值的增量為縱坐標(biāo)，注射增強(qiáng)劑后CT值增量的變化反映了增強(qiáng)劑在該器官中濃度的變化，也間接反映出組織器官內(nèi)血液灌注量等情況，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)病變進(jìn)行定性及定位。增強(qiáng)劑藥物代謝動(dòng)力學(xué)分血管內(nèi)系統(tǒng)、血管外系統(tǒng)，因此，CT灌注掃描獲得的參數(shù)也對(duì)應(yīng)地分為血管內(nèi)期參數(shù)和血管外期參數(shù)。前者用于評(píng)價(jià)組織灌注狀態(tài)，后者用于反映對(duì)比劑血管外滲的情況，臨床上常用于評(píng)價(jià)血管的滲透性[5]。Axel[6]首次報(bào)道了 CT 灌注成像測(cè)定的腦 BF和BV定量數(shù)據(jù)。和其他臟器的CT灌注成像一樣，目前肝臟CT灌注成像采用的數(shù)學(xué)模型也有非去卷積模型和去卷積模型兩類(lèi)，依據(jù)此兩類(lèi)模型測(cè)得的灌注值具有相關(guān)性，且灌注值的計(jì)算已實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)化及自動(dòng)化。

2 肝臟CT灌注成像的掃描方法

肝臟CT灌注成像掃描方法目前無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，但基本上能體現(xiàn)以下要點(diǎn):①感興趣區(qū)層面選取包括肝右葉、門(mén)靜脈主干、主動(dòng)脈、脾或目標(biāo)病灶的層面，常選取病灶最大層面或通過(guò)第一肝門(mén)的層面;②對(duì)比劑的注射途徑通常為肘前靜脈，注射方法通常采用高壓注射器快速團(tuán)注;③在肝實(shí)質(zhì)、主動(dòng)脈、門(mén)靜脈進(jìn)行CT值測(cè)量時(shí)選擇盡量大的感興趣區(qū)。門(mén)靜脈感興趣區(qū)的選擇盡量兼顧所有層面。肝實(shí)質(zhì)感興趣區(qū)的選擇盡可能避免包含病灶及病灶周?chē)漠惓?qiáng)化、肝內(nèi)的大血管等。病變感興趣區(qū)的選擇要注意避開(kāi)成形腫瘤血管、壞死區(qū)以及動(dòng)靜脈瘺。

具體掃描時(shí)間程序的設(shè)置也不盡相同。Miles等[3]在常規(guī)平掃后注射增強(qiáng)劑，分別于注射增強(qiáng)劑時(shí)、注射增強(qiáng)劑后的 7 s、10 s、13 s、16 s、21 s、26 s、31 s、37 s、44 s掃描，共掃描10次;Leggett等[7]在注射增強(qiáng)劑后0 s、3 s、6 s、9 s、12 s、15 s、18 s、21 s、24 s、27 s、32 s、37 s 各掃描一次，共 12 次;Bader等[8]在注藥后 0 s、7 s、9 s、11 s、13 s、15 s、17 s、19 s、21 s、23 s、25 s、27 s、29 s、31 s、33 s、35 s、37 s、39 s、46 s、53 s、60 s、67 s、74 s、81 s、88 s各掃描一次，共25次。由于呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)掃描質(zhì)量產(chǎn)生影響，掃描時(shí)往往要求患者屏氣，甚至使用呼吸門(mén)控技術(shù)。

3 肝臟CT灌注成像的觀察指標(biāo)

肝臟 CT 的灌注參數(shù)主要包括[9～11]:①血流量(BF)，單位時(shí)間內(nèi)流經(jīng)定量組織的血容量;②血容量(BV)，表示局部區(qū)域的血流數(shù)量;③平均通過(guò)時(shí)間(MTT)，對(duì)比劑通過(guò)感興趣區(qū)毛細(xì)血管網(wǎng)所耗費(fèi)的時(shí)間;④總肝灌注量(TLP)，肝動(dòng)脈灌注量(HAP)、門(mén)靜脈灌注量(PVP)之和;⑤門(mén)靜脈灌注量(PVP)，門(mén)靜脈供給肝臟的血量;⑥肝動(dòng)脈灌注量(HAP)，肝動(dòng)脈供給肝臟的血量;⑦肝動(dòng)脈灌注分?jǐn)?shù)(HAF)，肝動(dòng)脈灌注量在總肝灌注量占的比例;⑧分布容積(DV)，組織內(nèi)對(duì)比劑所分布空間的體積和組織體積之比;⑨對(duì)比劑量到達(dá)時(shí)間(IRF TO)，表示造影劑到達(dá)指定位置的時(shí)間，為推動(dòng)剩余函數(shù)不為0時(shí)的時(shí)間;⑩滲透表面積乘積(Ps)，對(duì)比劑由毛細(xì)血管內(nèi)皮進(jìn)入細(xì)胞間隙的單向傳輸速率。根據(jù)中心容積定律及放射性示蹤劑稀釋原理，血流量、血容量、平均通過(guò)時(shí)間三者存在如下關(guān)系:血容量=血流量 ×平均通過(guò)時(shí)間，肝動(dòng)脈灌注量=肝動(dòng)脈灌注時(shí)間密度曲線最大斜率/肝動(dòng)脈強(qiáng)化峰值，門(mén)靜脈灌注量=門(mén)靜脈灌注時(shí)間密度曲線最大斜率/門(mén)靜脈強(qiáng)化峰值。

4 CT灌注成像在肝臟外科領(lǐng)域的應(yīng)用

4.1 正常肝臟的灌注情況 不同學(xué)者報(bào)道正常肝臟肝動(dòng)脈灌注量與門(mén)靜脈灌注量并不一致，Miles等[3]報(bào)道正常肝臟門(mén)靜脈灌注量值為 0.34 ml·min－1·ml－1。Blomley等[12]測(cè)得正常肝臟門(mén)靜脈灌注量為0.93 ml·min－1·ml－1， 肝 動(dòng) 脈 灌 注 量 為0.19 ml·min－1·ml－1;而 Van 等[13]研究發(fā)現(xiàn)正常肝臟灌注量為(1.08 ± 0.34)ml·min－1·ml－1，肝動(dòng)脈分?jǐn)?shù)為(17±16)%。Materne等[14]報(bào)道正常肝臟的門(mén)靜脈灌注量為(0.899 ± 0.311)ml·min－1·ml－1，肝動(dòng)脈灌注量為(0.184 ±0.129)ml·min－1·ml－1。Tsushima 等[15]報(bào)道門(mén)靜脈灌注量為(1.11 ±0.23)ml·min－1·ml－1。肝動(dòng)脈灌注量與門(mén)靜脈灌注量之比大致等于肝臟實(shí)質(zhì)內(nèi)肝動(dòng)脈、門(mén)靜脈供血比例，約在1/3～1/4之間。正常肝臟肝動(dòng)脈灌注量與門(mén)靜脈灌注量各家報(bào)道不一致或許是由于各學(xué)者研究中所選病例不同以及掃描時(shí)間、增強(qiáng)劑的用量、注射速率不同導(dǎo)致，也反映了肝臟CT灌注成像掃描方法目前無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)實(shí)，閱讀文獻(xiàn)時(shí)應(yīng)注意不同方法得到的結(jié)果具有一定差異。

4.2 肝硬化與門(mén)靜脈高壓癥 Miles等[3]的研究結(jié)果表明，肝硬化肝臟的門(mén)靜脈灌注量較正常肝臟下降50%。Tsushima等[15]得出門(mén)靜脈灌注量在肝硬化組較對(duì)照組明顯降低，且與凝血酶原比明顯相關(guān)，而兩者的肝動(dòng)脈灌注量無(wú)差別。Blomley等[12]測(cè)得肝硬化門(mén)靜脈灌注量較正常組降低，肝動(dòng)脈灌注量較正常組增加。van Beers等[13]發(fā)現(xiàn)肝硬化肝臟灌注量較非硬化慢性肝病降低，肝動(dòng)脈分?jǐn)?shù)和平均通過(guò)時(shí)間升高，且肝臟灌注量、肝動(dòng)脈分?jǐn)?shù)和平均通過(guò)時(shí)間與肝硬化病情嚴(yán)重程度相關(guān);這是由于肝硬化導(dǎo)致門(mén)脈高壓，門(mén)靜脈灌注減少，肝動(dòng)脈灌注代償性增高，但尚不足以維持全肝灌注量，因而肝臟灌注量降低。

肝硬化常常合并門(mén)靜脈高壓，門(mén)靜脈高壓分肝前、肝內(nèi)、肝后三型，分類(lèi)依據(jù)為門(mén)脈血流阻力增加的部位的不同。肝內(nèi)門(mén)脈高壓又分竇前、竇后、竇型三種。肝炎后肝硬化是肝竇和竇后性門(mén)脈高壓的常見(jiàn)病因，血吸蟲(chóng)性肝硬化是肝內(nèi)竇前性門(mén)脈高壓的常見(jiàn)病因，不同病因?qū)е碌母斡不蜷T(mén)靜脈高壓的肝臟CT灌注參數(shù)是否有不同之處，即肝硬化患者肝臟灌注參數(shù)能否用于區(qū)分肝硬化的不同病因，目前未見(jiàn)有報(bào)道。

我國(guó)是原發(fā)性肝癌高發(fā)區(qū)，且多數(shù)患者具有肝炎后肝硬化背景，肝硬化后肝儲(chǔ)備功能下降，肝癌肝部分切除術(shù)后手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)增加。功能成像是21世紀(jì)影像學(xué)研究的熱點(diǎn)，CT灌注成像作為功能成像技術(shù)，將其應(yīng)用于評(píng)價(jià)肝儲(chǔ)備功能、預(yù)測(cè)肝癌手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)是目前肝臟CT灌注成像研究的焦點(diǎn)。劉劍侖等[16，17]研究表明，肝臟CT灌注成像可評(píng)估肝癌患者肝硬化嚴(yán)重程度以及肝儲(chǔ)備功能，其不但可以反映肝癌伴肝硬化的肝臟血流灌注特點(diǎn)和對(duì)肝硬化程度進(jìn)行定量分級(jí)診斷，而且作為影像學(xué)指標(biāo)用來(lái)評(píng)估肝癌患者手術(shù)安全性優(yōu)于Child-Pugh分級(jí)。

4.3 彌漫性肝病 Tsushima等[18]的研究結(jié)果表明，彌漫性肝病患者肝臟門(mén)靜脈灌注量明顯降低，肝動(dòng)脈灌注量變化不大，門(mén)靜脈灌注量降低可能是由于肝內(nèi)組織的阻力增加所致，但門(mén)靜脈灌注量降低，并不一定出現(xiàn)肝動(dòng)脈灌注量代償性升高。

4.4 肝臟腫瘤

4.4.1 肝細(xì)胞癌介入治療監(jiān)測(cè) 肝細(xì)胞癌介入治療后導(dǎo)致的動(dòng)脈閉塞和化療藥物會(huì)引起肝臟器質(zhì)性損害，進(jìn)而影響肝臟灌注參數(shù)的改變。Tsushima等[19]對(duì)比經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈栓塞術(shù)前后的無(wú)癌肝實(shí)質(zhì)灌注改變，認(rèn)為經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈栓塞術(shù)后損傷所致的動(dòng)脈和微血管擴(kuò)張等急性炎癥，HAP在肝動(dòng)脈栓塞化療(TAE)后2～6 d內(nèi)出現(xiàn)明顯的短暫上升，TAE后1個(gè)月再次下降，由于經(jīng)導(dǎo)管動(dòng)脈栓塞術(shù)后損傷性炎癥引起的血管通透性增高，間質(zhì)水腫則導(dǎo)致門(mén)靜脈壓力持續(xù)性增高，PVP在TAE后2～6 d內(nèi)明顯下降，且TAE后1個(gè)月無(wú)明顯變化。Lin等[20]對(duì)比TAE后7 d的HPI與TAE前的HPI之比小于0.85時(shí)，腫瘤在1個(gè)月內(nèi)明顯縮小的可能性增加。因此，肝臟CT灌注成像可以用于預(yù)測(cè)TAE的療效。

4.4.2 肝臟良惡性腫瘤的鑒別 在誘導(dǎo)血管生成的基礎(chǔ)上形成局部浸潤(rùn)與遠(yuǎn)處轉(zhuǎn)移灶轉(zhuǎn)移是惡性腫瘤的生物學(xué)特性，新生腫瘤血管產(chǎn)生高微血管密度，肝臟CT灌注成像可以間接從組織灌注方面發(fā)現(xiàn)微血管的信息。Miles等[21]研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤病灶內(nèi)肝動(dòng)脈灌注量升高與微血管密度升高一致，組織學(xué)上可見(jiàn)動(dòng)脈形成;臨近組織肝動(dòng)脈灌注量升高意味著新生血管化，可能是惡性的，其范圍比常規(guī)CT范圍大，這可能是由于微轉(zhuǎn)移所致。該研究還表明，病人的預(yù)后與病灶及病灶周?chē)谓M織的灌注相關(guān)。包括原發(fā)性肝癌和繼發(fā)轉(zhuǎn)移瘤等肝臟惡性腫瘤，一般主要由肝動(dòng)脈供血，理論上肝動(dòng)脈灌注量應(yīng)增加，良性腫瘤多不由肝動(dòng)脈供血，理論上肝動(dòng)脈灌注量一般正常，因此肝臟CT灌注成像可能成為肝臟良惡性腫瘤鑒別的新途徑。

4.4.3 肝轉(zhuǎn)移瘤 研究發(fā)現(xiàn)，肝動(dòng)脈灌注增加與肝轉(zhuǎn)移瘤相關(guān)，沒(méi)有明顯病灶的動(dòng)脈期強(qiáng)化增加預(yù)示患者在其后 18 個(gè) 月 內(nèi) 會(huì) 出 現(xiàn) 可 觀 察 到 的 轉(zhuǎn) 移 灶[22，23]。Tsushima等[18]發(fā)現(xiàn)肝轉(zhuǎn)移病人的正常肝實(shí)質(zhì)門(mén)靜脈灌注量明顯減少，肝動(dòng)脈灌注量較對(duì)照組明顯增加。

雖然目前尚無(wú)明確臨床證據(jù)論證肝臟CT灌注成像能提早發(fā)現(xiàn)隱匿性肝轉(zhuǎn)移瘤，但Cuenod等[24]的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，有隱匿性微小轉(zhuǎn)移時(shí)，門(mén)靜脈灌注量較對(duì)照組減少34%。因此肝臟CT灌注掃描技術(shù)有望發(fā)展成為隱匿性肝轉(zhuǎn)移的早期診斷技術(shù)，為早期治療肝轉(zhuǎn)移提供依據(jù)。

CT灌注成像在肝臟外科領(lǐng)域的研究在以下方面尚需繼續(xù)探討:①結(jié)合肝臟體積以及預(yù)切肝臟體積的測(cè)定對(duì)肝臟儲(chǔ)備功能研究，評(píng)估肝臟手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。②肝臟CT灌注評(píng)價(jià)肝臟儲(chǔ)備功能指標(biāo)體系與Child-Pugh分級(jí)、馬尿酸鹽比率、吲哚靛青綠滯留率等傳統(tǒng)評(píng)價(jià)體系的銜接和相互支撐。③建立統(tǒng)一測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)，推出正常肝臟CT灌注參數(shù)的醫(yī)學(xué)參考值范圍及疾病診斷閾值。相信在不久的將來(lái)，CT灌注成像技術(shù)會(huì)造福更多的患者。

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