雙源CT雙能量碘圖評價主動脈病變腎灌注水平

高立， 袁旭春， 邱翔， 胡國迎， 廖文凌， 侯金成

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·腹部影像學(xué)·

雙源CT雙能量碘圖評價主動脈病變腎灌注水平

高立， 袁旭春， 邱翔， 胡國迎， 廖文凌， 侯金成

目的：探討雙源CT雙能量成像碘圖評價主動脈病變患者腎灌注水平的臨床應(yīng)用價值。方法：10例主動脈病變患者行CT血管成像(CTA)后行雙能量掃描，應(yīng)用Liver VNC程序，重建腎灌注碘圖，測量雙腎實質(zhì)正常灌注及低灌注感興趣區(qū)的CT值、碘濃度、對比增強率及脂肪分類。結(jié)果：10例受檢者CTA共掃描20側(cè)腎臟，其中6側(cè)灌注異常減低。雙能量碘圖檢查結(jié)果與CTA一致；腎臟低灌注區(qū)的碘濃度和對比增強率低于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.08，P<0.05；t=4.16，P<0.05)；0.5融合圖像低灌注區(qū)CT值低于對照側(cè)，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=6.20，P<0.05)；腎低灌注區(qū)與對照側(cè)的脂肪分類差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.94，P=0.08)。結(jié)論：應(yīng)用雙能量碘圖可直觀顯示腎灌注水平，測量感興趣區(qū)CT值、碘濃度和對比增強率等定量指標(biāo)可反映腎灌注水平，與CTA聯(lián)合應(yīng)用有助于準(zhǔn)確評價主動脈病變患者的腎灌注水平。

雙源CT； 雙能量成像； 體層攝影術(shù)，X線計算機； 腎灌注

主動脈病變包括主動脈夾層、穿透性動脈硬化性潰瘍及壁內(nèi)血腫，典型臨床表現(xiàn)為胸背部疼痛，是臨床重癥。主動脈病變最常累及的器官動脈為腎動脈，可造成腎動脈狹窄、血流灌注異常，進(jìn)而發(fā)展成為腎梗死。應(yīng)用影像學(xué)方法準(zhǔn)確評價主動脈病變患者腎灌注水平，及時發(fā)現(xiàn)腎灌注異常，有助于臨床積極干預(yù)，防治腎功能不全，改善患者預(yù)后。雙源CT(dual-energy CT)雙能量成像利用能譜分析技術(shù)獲得碘離子分布圖，能直觀清晰地顯示器官灌注狀態(tài)并測量相關(guān)定量參數(shù)。本研究應(yīng)用雙能量CT成像，重建腎灌注碘圖，旨在探討雙源CT雙能量成像碘圖評價主動脈病變腎臟灌注水平的臨床應(yīng)用價值。

材料與方法

1.研究對象

搜集2015年3月-8月在我院就診的10例主動脈病變患者，10例患者均在主動脈CT血管成像(computed tomography angiography，CTA)后行雙能量掃描。10例患者均為男性，年齡36～76歲，平均63.3歲，其中7例為主動脈夾層支架術(shù)后復(fù)查，2例為主動脈壁內(nèi)血腫，1例為主脈壁內(nèi)血腫合并新發(fā)腹主動脈夾層。CT檢查前所有患者均簽署知情同意書。

2.檢查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash雙源CT機，患者仰臥位，足先進(jìn)。先行常規(guī)定位掃描，包括整個胸腹腔，再行胸部及全腹部平掃(胸廓入口至雙側(cè)股動脈水平)。

主動脈CTA掃描參數(shù)：對比劑采用碘帕醇注射液(370 mg I/mL)，劑量1.0～1.5 mL/kg，流率3.5～4.0 mL/s，經(jīng)右肘靜脈注射，對比劑注射結(jié)束后馬上以相同流率注射生理鹽水40 mL；采用對比劑示蹤技術(shù)，感興趣區(qū)(region of interst，ROI)放置于升主動脈或主動脈弓，閾值為100 HU，自動觸發(fā)掃描，若發(fā)現(xiàn)ROI放置于夾層假腔則手動啟動掃描，掃描方向從頭到足。CTA掃描結(jié)束后行雙能量掃描，掃描參數(shù)：兩個球管的管電壓分別為100 kV、Sn140 kV，管電流分別為157 mAs、126 mAs，旋轉(zhuǎn)時間0.5 s/r，探測器準(zhǔn)直為32×0.6 mm，螺距0.6，層厚0.75 mm，視野275 mm×275 mm。掃描范圍從第11胸椎下緣至雙側(cè)髂嵴連線。經(jīng)計算腹部雙能量掃描的平均輻射劑量為4～5 mSv。

3.圖像分析

分別采用最大密度投影(maximun intensity projection，MIP)、多平面重組(multiplanar reformation，MPR)和容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)技術(shù)進(jìn)行主動脈CTA圖像重組，結(jié)合薄層增強圖像，觀察主動脈病變及器官動脈受累情況，評價雙腎灌注水平(灌注正常、灌注減低和無灌注)。

雙能量掃描原始數(shù)據(jù)被自動重組為3組數(shù)據(jù)，分別為100 kV、Sn140 kV和兩者以1:1比例融合的圖像(即0.5融合圖像)，重建卷積函數(shù)核值為30f，重建層厚0.75 mm。將雙能量數(shù)據(jù)調(diào)入工作站，進(jìn)入Dual Energy程序，確定雙能量圖像重建視野范圍，選擇最佳對比度圖像，采用腹部增強對比的Liver VNC應(yīng)用程序進(jìn)行圖像重組，得到彩色編碼的雙能量灌注圖像，即腎灌注碘圖。通過軸面、冠狀面和矢狀面多方向觀察雙側(cè)腎臟的灌注圖像，記錄灌注缺失或稀疏的部位和范圍，腎臟灌注稀疏或缺失表現(xiàn)為灌注色彩減低或無色彩，并與CTA結(jié)果對照。

應(yīng)用ROI技術(shù)在主動脈設(shè)置ROI作為雙能量歸一化對比標(biāo)準(zhǔn)，需注意避開主動脈病變和植入的支架；在雙腎上、中、下極腎實質(zhì)區(qū)分別設(shè)置ROI，工作站自動生成相關(guān)數(shù)據(jù)，包括CT值(包括分別在100 kV、Sn140kV及0.5融合圖像的測量值)、碘濃度、對比增強率及脂肪含量；對于灌注異常區(qū)測量3次取平均值，對照側(cè)腎臟取上、中、下極腎實質(zhì)測得數(shù)據(jù)的平均值。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié)　果

10例急性主動脈病變患者經(jīng)CTA檢查發(fā)現(xiàn)6例患者單側(cè)腎臟灌注減低，其中5例為主動脈夾層支架植入術(shù)后患者(患側(cè)腎動脈狹窄4例，走行折曲1例)，1例為主動脈壁內(nèi)血腫合并新發(fā)腹主動脈局限性夾層，其左腎動脈開口于夾層假腔。

腎灌注碘圖發(fā)現(xiàn)6例腎臟灌注異常，與CTA結(jié)果一致，4例表現(xiàn)為灌注稀疏，2例表現(xiàn)為灌注缺失(圖1、2)。在灌注異常減低區(qū)及對照側(cè)設(shè)置ROI并進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)測量，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析顯示，腎臟灌注異常區(qū)CT值低于對照側(cè)，0.5融合圖像低灌注區(qū)CT值低于對照側(cè)(t=6.20，P<0.05)；腎低灌注區(qū)的碘濃度及對比增強率低于對照側(cè)，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(t=5.08，P<0.05；t=4.16，P<0.05)；腎低灌注區(qū)與對照側(cè)的脂肪分類差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=1.94，P=0.08，表1)。

表1　腎臟灌注碘圖測量數(shù)據(jù)統(tǒng)計

討　論

1.主動脈病變腎灌注異常的病理基礎(chǔ)

主動脈病變包括主動脈粥樣硬化改變、主動脈夾層、壁內(nèi)血腫，最常累及的器官動脈為腎動脈。主動脈粥樣硬化病變累及腎動脈，造成腎動脈壁增厚，或者腎動脈開口附近主動脈病變造成腎動脈起始部走行折曲，都會造成腎動脈管腔狹窄。若主動脈夾層內(nèi)瓣膜進(jìn)入腎動脈，或者腎動脈開口于夾層的假腔，則會造成腎缺血和/或梗死。主動脈壁內(nèi)血腫是主動脈中層局部出血形成主動脈壁內(nèi)不流動的血腫，當(dāng)主動脈真腔受壓變形時，可能影響器官動脈開口，造成血流灌注不足。

王湘等[1]對77例主動脈孫氏術(shù)后患者進(jìn)行回顧性分析，發(fā)現(xiàn)77例患者中11例出現(xiàn)急性腎功能衰竭，及時行血液透析治療，其中10例腎功能得到改善。主動脈夾層真腔受壓、內(nèi)膜撕裂致腎動脈開口受累而導(dǎo)致腎臟灌注不足是術(shù)前或術(shù)后出現(xiàn)急性腎功能衰竭的主要原因。因此，評價主動脈CTA圖像時，除明確主動脈病變性質(zhì)外，還需觀察主動脈所有分支是否受累，實質(zhì)器官是否有強化減低或強化缺損。準(zhǔn)確評價腎灌注水平，及時發(fā)現(xiàn)腎灌注異常，對于臨床防治主動脈病變相關(guān)腎功能衰竭具有重要意義。

本研究CTA顯示6例腎臟灌注異常的病例，其中5例為主動脈夾層支架植入術(shù)后患者，均為左腎動脈受累，管腔狹窄，腎實質(zhì)灌注減低；1例為主動脈壁內(nèi)血腫合并新發(fā)腹主動脈夾層，左腎動脈開口于夾層假腔，導(dǎo)致腎血流灌注減低。主動脈夾層的真假腔排列在腹主動脈水平，趨向于左右排列，假腔位于左側(cè)，真腔位于右側(cè)，因此左腎動脈受累概率明顯高于右腎動脈。

2.雙能量腎灌注碘圖的臨床應(yīng)用及意義

雙源CT具有兩套球管-探測器系統(tǒng)，能同時進(jìn)行高、低能量射線的掃描，依據(jù)不同密度物質(zhì)在高、低能量射線下衰減特性的不同實現(xiàn)物質(zhì)成分分離，對增強后碘成分提取得到的碘物質(zhì)密度成像即為碘圖，能夠靈敏地探測器官內(nèi)極微量的碘離子分布差異[2，3]。在注射碘對比劑后行一次雙能量CT掃描，經(jīng)后處理軟件重組即可獲得反映組織器官血流灌注水平的雙能量碘圖，不會增加患者的碘對比劑用量；相對于單源CT灌注成像需行多期、多時相掃描，雙能量碘圖的有效輻射劑量相對較低。本研究腹部雙能量CT掃描的有效輻射劑量值4～5 mSv，相當(dāng)于一次常規(guī)腹部螺旋CT平掃的輻射劑量。

本研究雙能量成像腎灌注碘圖共發(fā)現(xiàn)6例腎臟灌注異常病例，與CTA結(jié)果相符。腎灌注碘圖應(yīng)用色彩編碼可清晰顯示腎灌注減低和灌注缺失，表現(xiàn)為灌注色彩減低和無色彩，相對于CTA薄層圖像更加直觀、靈敏。本研究于主動脈CTA掃描結(jié)束后立即行腎臟雙能量掃描，在不增加患者對比劑注射劑量的情況下，獲得處于腎實質(zhì)強化期(腎皮、髓質(zhì)均強化)的腎灌注碘圖，觀察雙腎灌注狀態(tài)，并應(yīng)用ROI技術(shù)定量測量相關(guān)參數(shù)。對腎灌注碘圖進(jìn)行定量分析，設(shè)置腹主動脈ROI作為雙能量歸一化對比標(biāo)準(zhǔn)，測量雙腎的灌注參數(shù)，以避免在雙腎血流灌注水平均減低的情況下出現(xiàn)偏差。本研究結(jié)果顯示腎灌注異常側(cè)的CT值、碘濃度和對比增強率均明顯低于對照側(cè)，兩者間差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。碘濃度反應(yīng)組織器官內(nèi)碘離子的分布，能敏感反映碘離子的微量差異。對比增強率是ROI相對于所設(shè)置的雙能量歸一化對比標(biāo)準(zhǔn)的碘對比劑強化程度的百分比。碘濃度和對比增強率均是較客觀的器官血流灌注指標(biāo)，對于評價腎灌注水平有重要臨床意義。

脂肪分類以百分比表示，代表感興趣區(qū)的脂肪含量，一定程度上反映組織結(jié)構(gòu)信息。本研究結(jié)果顯示腎灌注異常側(cè)與對照側(cè)的脂肪含量差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，說明本研究中所設(shè)置的雙腎灌注減低側(cè)與對照側(cè)ROI的組織結(jié)構(gòu)大致相仿，無明顯偏差，研究結(jié)果較客觀。

目前雙源CT雙能量灌注成像的臨床應(yīng)用是影像學(xué)研究的熱點，大多應(yīng)用于缺血性心臟病的心肌灌注成像、腦灌注成像、肺動脈栓塞肺灌注成像以及部分實質(zhì)器官腫瘤病變的灌注研究[4-9]，而用于大血管病變的體部實質(zhì)器官灌注的研究和報道較為少見。本研究應(yīng)用雙能量碘圖可直觀顯示并評價主動脈病變患者的雙腎灌注水平，獲得相關(guān)定量數(shù)據(jù)，與主動脈CTA檢查結(jié)果的一致性較好；碘濃度和對比增強率是能客觀有效評價腎灌注異常的定量指標(biāo)。

主動脈病變患者大多為重癥患者，并非臨床常見病，因而本研究納入病例數(shù)量較少。在今后的研究中將不斷擴大樣本量，豐富數(shù)據(jù)，進(jìn)一步探討碘濃度和對比增強率應(yīng)用于器官灌注評估的臨床價值和意義，并獲得其對于腎灌注水平定量評價的參考值范圍。

綜上所述，雙能量碘圖能直觀、準(zhǔn)確評價腎臟灌注水平，為主動脈病變的相關(guān)器官灌注提供有臨床價值的信息，可作為主動脈病變CTA的輔助檢查手段。

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Evaluation of the renal perfusion by iodine maps of dual energy CT in patients with aortic lesions

GAO li,YUAN Xu-chun,QIU Xiang,et al.

Department of Radiology,Sun yet-sen Cardiovascular Hospital,Guangdong 518020,P.R.China

Objective:To investigate the clinical value of dual energy CT iodine maps in evaluation of the renal perfusion in patients with aortic lesions.Methods:Ten cases with aortic lesions underwent CTA and dual energy CT examination.The Liver VNC software of dual energy CT was used to analyze the iodine maps of renal perfusion.The CT value,iodine concentration,rate of contrast enhancement and fat classification of kidney were measured on iodine maps.Results:CTA was performed in 10 patients with 20 Kidneys.Six kidneys with hypoperfusion were found in 20 kidneys,consistent with the result of dual energy iodine maps.The CT value,iodine concentration and rate of contrast enhancement in renal hypoperfusion group were lower than those in control group (t=6.20,P<0.05;t=5.08,P<0.05;t=4.16,P<0.05).There was no statistical significant difference of fat classification between the renal hypoperfusion group and control group (t=1.94,P=0.08).Conclusion:Iodine maps of dual energy CT can directly reveal the level of renal hypofunction,it may be useful for evaluation of the renal perfusion when combined with CTA in patients with aortic lesions.

Dual source CT; Dual energy imaging; Tomography,X-ray computed; Renal perfusion

518020廣東，深圳市孫逸仙心血管醫(yī)院放射科

高立(1976-)，女，武漢人，博士，副主任醫(yī)師，主要從事心血管影像診斷工作。

深圳市龍崗區(qū)科技研發(fā)資金資助項目(ys2012142)

R543.1; R814.42

A

1000-0313(2016)01-0072-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.01.017

2015-08-23

2015-10-25)