肝臟DECT成像中對比劑碘濃度對富血供肝細胞癌顯示的影響*

1.四川省遂寧市中心醫(yī)院放射影像科 （四川 遂寧 629000）

2.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科 （四川 南充 637000）

趙林偉1 董國禮2 楊國慶1 馮 敏1 趙秀華1

肝臟DECT成像中對比劑碘濃度對富血供肝細胞癌顯示的影響*

1.四川省遂寧市中心醫(yī)院放射影像科 （四川 遂寧 629000）

2.川北醫(yī)學院附屬醫(yī)院放射科 （四川 南充 637000）

趙林偉1董國禮2楊國慶1馮 敏1趙秀華1

目的根據(jù)體表面積(body surface area，BSA)調(diào)整碘劑量(17.1 gI/m2BSA)、固定對比劑注射時間(25s)，比較肝臟雙能量CT(dual-energy CT，DECT)增強掃描中兩種不同碘濃度對比劑對富血供肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)顯示的影響。方法300例病人被隨機分為2組，A組注射300mgI/mL對比劑，B組注射370mgI/mL對比劑，碘劑量根據(jù)BSA調(diào)整，對比劑注射時間固定為25s。68例病人共83個病灶被證實為富血供HCC。在肝動脈晚期80 kVp、140 kVp或彩色碘覆蓋圖中，比較高、低碘濃度對比劑間腫瘤-肝臟對比噪聲比(tumor-to-liver contrastto-noise ratio，TLCNR)。結果80kVp圖像中A、B兩組平均TLCNR分別為(3.46±1.41)、(2.97±1.14)(P=0.08)；140kVp圖像中A、B兩組平均TLCNR分別為(0.89±0.75)、(0.87±0.70)(P=0.92)；彩色碘覆蓋圖中A、B兩組平均TLCNR分別為(5.21±1.93)、(5.49±2.21)(P=0.53)。每個系列圖像中，A與B兩組間平均TLCNR差異沒有統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。結論在肝臟增強DECT成像中，根據(jù)BSA調(diào)整碘劑量，固定注射時間，300 mgI/mL與370 mgI/mL對比劑間富血供HCC顯示的清晰度差異無顯著意義。

對比劑；雙能量CT；肝細胞癌；肝臟

肝細胞癌(Hepatocellular carcinoma，HCC)發(fā)病率增加，占原發(fā)性肝癌的90%以上[1]。臨床放射實踐中CT增強掃描是檢出HCC的重要方法。在肝臟CT增強掃描中，影響肝臟強化和HCC檢出的技術參數(shù)包括對比劑碘濃度和注射方法、總碘劑量等，這些參數(shù)在常規(guī)單能CT中已有較多的報道[2-5]。

雙能量CT(Dual-energy computed tomographic，DECT)在腹部腫瘤的顯示、分期和隨訪中有潛在價值[6]。目前在肝臟對比增強DECT成像中仍存在的問題是缺乏關于對比劑應用方案的一致性，對比劑碘濃度對HCC檢出的影響方面的文獻報道較少。我們的研究目的是在雙源雙能量CT成像中，根據(jù)體表面積(body surface area，BSA)調(diào)整碘劑量及固定對比劑注射時間，在不同能量水平圖像或碘圖中，比較兩種不同碘濃度對比劑對富血供HCC顯示的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象2014年4月-2015年8月，300例(男227例，女73例；年齡26～81歲，平均58.1歲；BSA 1.11～1.91m2，平均1.51m2)臨床懷疑肝臟病變，擬行肝臟CT增強檢查病人，隨機分為兩組行肝臟雙源CT雙能量增強檢查。孕婦、嚴重腎功能損害、心功能損害、碘對比劑過敏史及體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)＞25.0kg/m2的病人均排除在這項研究之外。

最終，68例孤立或多發(fā)富血供HCC病人被納入本研究(68例HCC病人特征見表1)。HCC診斷標準：所有病例均經(jīng)外科手術后或穿刺活檢后組織病理學證實；多發(fā)結節(jié)病人，活檢證實為HCC結節(jié)時，當其它的結節(jié)具有同樣的影像表現(xiàn)，被認為多局灶性HCC。

1.2 CT掃描技術和對比劑注射方案

1.2.1 CT掃描技術：CT掃描采用Siemens第二代炫速雙源CT掃描儀(Somatom Definition Flash Dual Source CT，DSCT)，多期掃描包括平掃、肝動脈晚期、門靜脈期。肝動脈晚期采用雙能量掃描，掃描參數(shù)：A管80kVp，B管Sn140kVp，管電流采用CareDose 4D技術，參考管電流分別為461mAs、178mAs。采用bolus-tracking技術減少心輸出量的影響。經(jīng)肘前靜脈注射對比劑后，監(jiān)測主動脈膈頂平面達120Hu后10s開始啟動肝動脈晚期掃描。動脈期結束后20s開始門靜脈期掃描。

1.2.2 對比劑注射方案：所有病人隨機分為2組，A組病人注射300 mgI/ml對比劑，B組病人注射370mgI/ml碘濃度對比劑。在以前研究結果[7]的基礎上，對比劑碘劑量為17.1g I/m2BSA；BSA計算公式為0.016×√("WH" )[8](W為體重，單位：kg；H為身高，單位：cm；BSA單位：m2)。對比劑劑量計算公式為：A組=BSA×57.0(單位：ml)；B組=BSA×46.2(單位：ml)；因子57.0和46.2由碘劑量/m2BSA獲得，設置為17.1g I/m2BSA。對比劑注射時間固定為25s，每m2BSA每秒鐘注射的碘為0.68g(0.68gI·m2BSA-1·s-1)。注射器采用雙筒高壓注射器，經(jīng)肘前靜脈注射對比劑后，隨即以相同速度注射生理鹽水30ml。

1.3 定量分析

兩位經(jīng)驗豐富的腹部放射學工作者在不知道每個病人的對比劑注射方案的情況下，意見一致后共同完成腫瘤－肝臟對比噪聲比(tumorto-liver contrast-to-noise ratio，TLCNR)定量分析，如果意見不統(tǒng)一則由另一位高年資主任醫(yī)師最終決定評價區(qū)域。

在雙能量專用后處理工作站中，測量者知道所測HCC病灶的大小和所在肝段的位置，HCC病灶的平均CT值或碘濃度通過手工放置圓形或卵圓形感興趣區(qū)(region of interest，ROI)來評價，ROI放置在病灶強化最明顯的部分，其大小根據(jù)病灶而定(圖1-3)。碘濃度以亨氏單位(Hounsfield units，HU)表示。TLCNR由公式確定：TLCNR=(ROI腫瘤-ROI肝臟)/SD噪聲；ROI腫瘤是病灶的平均CT值；ROI肝臟是鄰近正常肝實質(zhì)的平均CT值；SD噪聲是平均噪聲，由前腹壁皮下脂肪均勻區(qū)域圓形或卵圓形ROI內(nèi)CT值的標準差確定[9]。

1.4 統(tǒng)計學分析

兩組病人性別差異采用χ2檢驗，年齡、BMI、BSA、對比劑劑量、碘速率(iodine delivery rate，IDR)、TLCNR差異采用獨立樣本t檢驗，BSA與TLCNR相關性采用Pearson相關性分析。統(tǒng)計軟件采用SPSS 20.0，P＜0.05具有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.168例HCC病人特征及對比劑劑量、IDR見表1

2.2 A、B兩組TLCNNRR比較68例HCC病人中，共83個HCC病灶納入定量分析(A組38個，直徑1.2-14.0cm；B組45個，直徑2.0-13.6cm)。83個HCC病灶及其鄰近正常肝實質(zhì)在80kVp與140kVp圖像中的CT值或彩色碘覆蓋圖中的碘濃度(HU)，A、B兩組間TLCNR比較總結于表2。相同系列圖像中，A與B組平均TLCNR差異沒有統(tǒng)計學意義(P＞0.05；圖4)。每一組內(nèi)三個系列圖像間TLCNR差異具有統(tǒng)計學意義(P＜0.05；圖5)。

3 討 論

表1 68例HCC病人特征及對比劑劑量、IIDDRR

表2 肝動脈晚期A、B兩組TLCNRR比較

圖1-31-3 男，73歲，肝右葉及左內(nèi)葉高分化HCC。圖1為雙能后處理工作站general viewing中MPR圖，圖2-3分別為liver VNC中50%彩色碘覆蓋圖和彩色碘圖。a在病灶中放置一個ROI，可同時測得病灶80和140kVp CT值分別為174.2HU、95.2HU；b在病灶中放置ROI測得病灶碘濃度為84.6HU。80、140kVp和彩色碘覆蓋圖中，TLCNR分別為4.59、1.62、6.68。圖44 箱式圖顯示肝動脈晚期三個系列圖像中A、B兩組TLCNR。圖55 A組及B組三個系列圖像TLCNR折線圖，數(shù)據(jù)點為每個系列圖像的平均TLCNR，誤差線＝均值的95%置信區(qū)間。

靜脈注射對比劑作為構成肝臟雙能量增強掃描的重要組成部分，對比之前肝臟DECT成像中采用300 mgI/ml對比劑的研究[10]，采用高碘濃度對比劑(400 mgI/ml)時HCC的CT值要高一些[11]，但這僅僅是一個間接的比較。相對于DECT，在常規(guī)單能MDCT中已有較多關于不同碘濃度對比劑應用的報道[2-5]，這些結果一定程度上相互矛盾是因為在注射參數(shù)等研究設計方面存在差異，這些差異反過來會顯著影響對比強化，如IDR直接影響動脈的強化和HCC的顯示，而實質(zhì)強化主要受碘劑量和體型(分布容積)的影響。因此，不同體表面積間比較對比劑碘濃度的影響，這兩種參數(shù)應當保持一致。在一些研究中，沒有根據(jù)對比劑碘濃度對注射參數(shù)IDR或碘劑量進行調(diào)整。Sofue等[3]采用相同的對比劑劑量(100ml)和對比劑注射速度(4ml/s)，比較300mgI/ml與370mgI/ml對比劑檢出富血供HCC的能力。其結果表明較高碘濃度對比劑能夠更有效的檢出富血供HCC。Guerrisi等[2]亦報道了類似的結果，當根據(jù)體重調(diào)整碘劑量(560mgI/kg)，采用相同對比劑注射速度(4ml/s)時，高碘濃度對比劑中TLCNR較高。

在我們的研究中，為了排除對比劑碘劑量及流速的影響，我們根據(jù)病人的BSA調(diào)整對比劑的碘劑量，并固定對比劑注射時間。BSA較大的病人因為對比劑用量多，其IDR快；反之體表面積小的病人則IDR慢。即對比劑的IDR/BSA在固定注射時間的條件下是相等的，這樣就減少了因體表面積不同所致的強化幅度的差異。結果表明，DECT肝動脈晚期80kVp、140kVp或碘圖中，300mgI/ml與370mgI/ml對比劑間TLCNR的差異沒有統(tǒng)計學意義。Guerrisi等[2]根據(jù)體重調(diào)整對比劑碘劑量(560mgI/kg)，當固定對比劑注射時間(25s)時，兩種對比劑間TLCNR差異沒有統(tǒng)計學意義，我們的結果進一步證實了Guerrisi等報道。而且，我們根據(jù)BSA調(diào)整對比劑碘劑量，符合近來肝臟對比劑應用趨勢：BSA對于確定個體碘劑量是一個簡便易行的指標，在肝臟增強掃描中，應當根據(jù)BSA來調(diào)整碘劑量[12-13]。

我們的結果與一些文獻報道也存在差異。Matoba等[4]根據(jù)體重調(diào)整碘劑量(516mgI/kg)時，固定對比劑注射時間(30s)，較低碘濃度對比劑(300mgI/ml vs 370mgI/ml)能夠更好的顯示HCC；在高碘濃度方案中增加生理鹽水沖洗后，可以消除低或高碘濃度對比劑顯示HCC的差異。我們推斷這種偏差最可能由我們采用了生理鹽水沖洗引起。靜脈注射對比劑后立即快速注射生理鹽水，使注射部位與右心房之間的外周小靜脈內(nèi)滯留的對比劑減少，提高了對比劑的利用率；高碘濃度對比劑因為有更多的碘散布在外周小靜脈內(nèi)，團注生理鹽水對高碘濃度對比劑特別有利。

在彩色編碼碘圖上手工放置單個ROI能夠獲得關于背景組織和碘攝取的定量信息[14]。這減少了多期單能CT掃描時在兩組獨立數(shù)據(jù)中放置ROI時，由于人為因素而造成的ROI面積或放置部位不同而形成的測量誤差，能夠更可靠的測量組織強化。因此我們同時觀察了彩色碘覆蓋圖中對比劑碘濃度對HCC顯示的影響。我們的數(shù)據(jù)表明，在彩色碘覆蓋圖中，腫瘤－肝臟碘濃度差值較80kVp或140kVp圖像中腫瘤－肝臟CT值差值低，但脂肪CT值的SD也相應降低。相同碘濃度對比劑下，碘圖中TLCNR較高，能夠更清楚的顯示病灶。

總之，根據(jù)BSA調(diào)整總碘劑量，固定對比劑注射時間，肝動脈晚期 80kVp、140kVp或碘圖中，300mgI/ml與370mgI/ml對比劑間HCC顯示的清晰度差異無統(tǒng)計學意義。

[1]European Association For The Study Of The Liver; European Organisation For Research And Treatment Of Cancer. EASL-EORTC clinical practice guidelines: Management of hepatocellular carcinoma[J]. Hepatol, 2012,56 (4):908-943.

[2] Guerrisi A, Marin D, Nelson RC, et al. Effect of varying contrast material iodine concentration and injection technique on the conspicuity of hepatocellular carcinoma during 64-section MDCT of patients with cirrhosis [J]. Br J Radiol,2011,84(1004):698-708.

[3] Sofue K, Tsurusaki M, Kawasaki R, et al. Evaluation of hypervascular hepatocellular carcinoma in cirrhotic liver: comparison of different concentrations of contrast material with multi-detector row helical CT-a prospective randomized study[J]. Eur J Radiol,2011,80(3):e237-242.

[4] Matoba M, Kitadate M, Kondou T, et al. Depiction of hypervascular hepatocellular carcinoma with 64-MDCT: comparison of moderate-and high-concentration contrast material with and without saline flush [J]. AJR Am J Roentgenol,2009,193(3):738-744.

[5] Paparo F, Garello I, Bacigalupo L, et al. CT of the abdomen: degree and quality of enhancement obtained with two concentrations of the same iodinated contrast medium with fixed iodine delivery rate and total iodine load[J]. Eur J Radiol, 2014, 83(11):1995-2000.

[6] Agrawal MD, Pinho DF, Kulkarni NM, et al. Oncologic applications of dual-energy CT in the abdomen[J]. Radiographics,2014,34(3):589-612.

[7] Onishi H, Murakami T, Kim T, et al. Abdominal multi-detector row CT: effectiveness of determining contrast medium dose on basis of body surface area [J]. Eur J Radiol,2011,80(3):643-647.

[8] 宇傳華,徐勇勇,夏結來,等. 人體表面積的計算公式[J].中華預防醫(yī)學雜志,1999,33(2):123-124.

[9] Graser A, Johnson TR, Chandarana H, et al. Dual energy CT: preliminary observations and potential clinical applications in the abdomen[J]. Eur Radiol,2009,19(1):13-23.

[10] Altenbernd J, Heusner TA, Ringelstein A, et al. Dual-energy-CT of hypervascular liver lesions in patients with HCC: investigation of image quality and sensitivity[J]. Eur Radiol,2011,21(4): 738-743.

[11] Anzidei M, Di Martino M, Sacconi B, et al. Evaluation of image quality, radiation dose and diagnostic performance of dualenergy CT datasets in patients withhepatocellular carcinoma[J]. Clin Radiol,2015,70(9):966-973.

[12] Kondo H, Kanematsu M, Goshima S, et al. Body size indices to determine iodine mass with contrast-enhanced multi-detector computed tomography of the upper abdomen: does body surface area outperform total body weight or lean body weight[J]. Eur Radiol,2013,23(7): 1855-1861.

[13] Kidoh M, Nakaura T, Oda S, et al. Contrast enhancement during hepatic computed tomography: effect of total body weight, height, body mass index, blood volume, lean body weight, and body surface area[J]. J Comput Assist Tomogr,2013,37(2):159-164.

[14] Marin D, Boll DT, Mileto A, et al. State of the art: dual-energy CT of the abdomen[J]. Radiology, 2014,271(2):327-342.

Effect of Different Iodine Concentrations of Contrast Medium on the Conspicuity of Hypervascular Hepatocellular Carcinoma during Liver Dual-energy CT*

ZHAO Lin-wei, DONG Guo-li, YANG Guo-qing, et al., Department of Radiology, Suining Central Hospital, Suining 629000, Sichuan Province, China

ObjectiveTo compare the effects of contrast medium with two different iodine concentrations (iopamidol 300 mgI/mL and 370 mgI/mL) on the conspicuity of hypervascular hepatocellular carcinoma (HCC) during dual-energy CT (DECT) of the liver, use of a protocol with iodine dose adjusted for the patient’s body surface area (BSA, 17.1 gI/m2BSA) and fixed injection duration (25s).Methods300 patients were prospectively randomized into two groups. Patients in group A received iopamidol with an iodine concentration of 300 mgI/ml, B received iopamidol with an iodine concentration of 370 mgI/ml respectively. Iodine dose was adjusted according to BSA, with a fixed injection duration of 25 s. Sixty-eight patients had 83 hypervascular HCCs. Dual-energy acquisition mode was performed during late hepatic-arterial phase. Image quality and the tumor-to-liver contrast-to-noise ratio (TLCNR) were compared between higher-concentration contrast medium and lower-concentration contrast medium at 80- and 140-kVp and color iodine overlay images. Resutlts Mean TLCNR at 80 kVp were (3.46±1.41) for group A and (2.97±1.14) for group B (P=0.08); mean TLCNR at 140 kVp were (0.89±0.75) for group A and 0.87±0.70 for group B (P=0.92), mean TLCNR at color iodine overlay images were (5.21±1.93) for group A and (5.49±2.21) for group B (P=0.53). Quantitative analysis did not show significant differences between groups (P＞0.05) at At 80- or 140-kVp or color iodine overlay images.ConclusionWith fixed injection duration (25 s) and iodine load being tailored according to BSA, comparable conspicuity of hypervascular HCC can be achieved with 300 mgI/ml and 370 mgI/ml being injected at contrast-enhanced DECT imaging of the liver.

Contrast Medium; Dual-energy CT; Hepatocellular Carcinoma; Liver

R445.3

A

四川省衛(wèi)計委科研課題（140107）

2017-03-02

趙林偉，男，碩士研究生，副主任醫(yī)師，主要研究方向：腹部CT與MRI診斷

董國禮

DDOOII::10.3969/j.issn.1009-3257.2017.02.020