五期增強CT掃描評估正常肝實質(zhì)及肝硬化患者肝臟灌注特性的可行性研究

李清， 謝雙雙， 侯文靜， 石祥， 程悅， 沈文

國內(nèi)外相關(guān)研究顯示肝臟CT灌注成像在評價肝臟血流灌注方面具有獨特的優(yōu)勢，可用于肝臟彌漫性病變[1-3]與占位性病變[4-6]的診斷與鑒別診斷、肝臟儲備功能評價[7]、肝臟介入治療[8，9]、肝移植監(jiān)測[10]等方面。然而，肝臟CT灌注成像掃描次數(shù)多，導致輻射劑量較大，限制了其在臨床中的廣泛應用。肝臟多期增強CT掃描在特定時間點進行有限次數(shù)掃描、成像迅速、受檢者輻射劑量相對較低，在臨床中廣泛應用于肝內(nèi)病變的定性及定量診斷。目前臨床中常用的包括腹部三期增強和四期增強掃描，設想如果在現(xiàn)有的多期增強CT的基礎上增加有限的掃描次數(shù)，在獲取常規(guī)多期增強CT信息的同時還能獲取灌注信息，則可明顯降低受檢者的輻射劑量，增加掃描的便捷性，從而有利于肝臟灌注掃描在臨床中的廣泛使用。基于以上考慮，本研究在常規(guī)四期增強的基礎上加入動脈早期，旨在探討五期增強CT用于正常及肝硬化患者肝臟灌注特異性評估的可行性及準確性。

材料與方法

1.研究對象

選取本院2015年11月至2016年4月臨床疑診腹部疾病且既往無肝病史者40例納入本研究，納入標準：①無碘過敏者；②無肝脾手術(shù)史者。所有患者均行腹部CT平掃及5期增強檢查，包括動脈早期、動脈期、門脈流入期、門脈期及延遲期。經(jīng)影像檢查、實驗室檢查及隨訪證實，肝多發(fā)血管瘤者4例，肝單發(fā)血管瘤(直徑為4 cm)者1例，肝多發(fā)囊腫者5例，肝癌2例，肝膽管細胞癌1例，剔除以上共14例患者，余26例納入本研究。納入本研究的26例患者中，男14例，女12例，年齡23～76歲，平均(51.7±13.4)歲，平均身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)為(24.45±3.50) kg/m2，其中正常或肝單發(fā)血管瘤(直徑<2 cm)患者16例[男8例，女8例，年齡26～67歲，平均(46.1±12.8歲)]，肝硬化患者10例[男6例，女4例，年齡39～76歲，平均(57.7±11.0)歲]。另外回顧性收集我院既往可疑肝臟病變行常規(guī)灌注CT掃描，結(jié)果顯示正?；蚋螁伟l(fā)血管瘤(直徑<2 cm)且既往無肝病史者12例[男8例，女4例，年齡23～69歲，平均(44.8±13.6)歲，平均BMI為(22.51±2.73) kg/m2]納入本研究。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有受試者檢查前均簽署知情同意書。

2.檢查方法

采用GE Revolution CT 256排容積掃描儀行CT掃描。受檢者檢查前禁食6～8 h，并于檢查前30 min口服750 mL水以充盈消化道，掃描前在受檢者肘前靜脈埋置18G套管針。受檢者取仰臥位、腳先進的掃描體位。所有受檢者均以高壓注射器經(jīng)肘前靜脈注入對比劑歐乃派克(碘海醇注射液，350 mg I/mL)70 mL，注射流率5 mL/s，之后以相同流率追加注射20 mL生理鹽水。

平掃及五期增強CT掃描參數(shù)：管電壓120 kV，有效管電流采用自動毫安，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，準直256×0.625 mm，掃描層厚5 mm，層距5 mm，圖像矩陣512×512，重建層厚1.25 mm，重建間隔1.25 mm；掃描范圍自膈頂至髂前上棘；受檢者均先行平掃。采用超小劑量對比劑團注測定技術(shù)(Test Bolus)觸發(fā)掃描，選取雙腎以上水平腹主動脈為監(jiān)測點，獲取時間-密度曲線(time-dense curve,TDC)，取達到動脈峰值前6 s為動脈早期，動脈峰值點為動脈期，15 s后為門脈流入期，35 s后為門脈期，延遲200 s后為延遲期。

肝臟常規(guī)CT灌注掃描參數(shù)：管電壓100 kV，有效管電流100 mA，轉(zhuǎn)速0.5 s/r，準直256×0.625 mm，掃描層厚5 mm，層距5 mm，圖像矩陣512×512。掃描時采用腹帶固定并囑咐受檢者掃描過程中盡量保持平靜呼吸以減少呼吸運動偽影。掃描起始于膈頂，掃描范圍為16 cm。注射對比劑5s后開始連續(xù)增強掃描，每次掃描時間為0.5 s，掃描間隔1.5 s，共掃描24次，重建得到768層5 mm圖像。

3.圖像處理及數(shù)據(jù)分析

將平掃及五期增強CT圖像傳輸至CT Kinetics(GE Medical System)后處理工作站及LIVER MAX軟件進行后處理，得到肝臟灌注參數(shù)偽彩圖，包括肝動脈灌注量(hepatic arterial perfusion，HAP)、門靜脈灌注量(portal vein perfusion，PVP)、肝動脈灌注指數(shù)(hepatic perfusion index，HPI)、血流量 (blood flow，BF)、血容量(blood value，BV)。將常規(guī)CT灌注數(shù)據(jù)傳輸至Advantage Windows 4.2(GE Medical System)后處理工作站及l(fā)iver perfusion軟件進行后處理得到肝臟灌注參數(shù)BV、BF、HAF的偽彩圖，并根據(jù)公式HAP=BF×HAF，PVP=BF×(1-HAF)計算HAP、PVP。由2位具有5年以上工作經(jīng)驗的影像醫(yī)師獨立測量各灌注參數(shù)值，測量方法如下：選取第一肝門層面，分別在肝左外葉、左內(nèi)葉、右前葉、右后葉肝實質(zhì)上各畫取一個大小相近的興趣區(qū)(region of interest，ROI)，所畫ROI避開血管、膽管及肝內(nèi)病變區(qū)(距離病變邊緣≥2 cm)[11]，取2位觀察者測量結(jié)果的平均值進行統(tǒng)計學分析。考慮到常規(guī)灌注CT與五期增強CT掃描范圍不一致，采用容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index,CTDIvol，mGy)記錄輻射劑量，該數(shù)值在掃描后CT機上自動顯示。

4.統(tǒng)計學分析

結(jié)果

1.測量結(jié)果一致性

兩位觀察者對五期增強CT及常規(guī)灌注CT獲取的各參數(shù)測量結(jié)果的一致性均良好，ICC值在0.818～0.996之間(表1、2)。

2.正常肝實質(zhì)五期增強CT與常規(guī)CT灌注、正常肝實質(zhì)五期增強CT與肝硬化患者五期增強CT所得各灌注參數(shù)值的比較

五期增強CT及常規(guī)CT灌注后處理得到的灌注偽彩圖見圖1、2。正常肝實質(zhì)五期增強CT與常規(guī)CT灌注得到的HPI、HAP、PVP及BF差異均無統(tǒng)計學意義(P值分別為0.475、 0.219、 0.073、0.108，表3)，而兩組間BV差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。五期增強CT掃描得到的參數(shù)中，肝硬化組HPI、HAP較正常肝實質(zhì)組升高，PVP較正常肝實質(zhì)組降低，且差異均有統(tǒng)計學意義(P值分別為<0.001、0.042、0.002)；而兩組間BV、BF值差異無統(tǒng)計意義(P值分別為0.488、 0.093，表4)。

3.五期增強CT掃描與常規(guī)CT灌注掃描的CTDIvol值比較

平掃加五期增強CT掃描的CTDIvol為(53.78±13.67) mGy，常規(guī)CT灌注掃描的CTDIvol為45.45 mGy，兩者差異有統(tǒng)計學意義(t=3.109，P=0.005)；單期增強CT掃描的CTDIvol為(8.96±2.28) mGy，為常規(guī)CT灌注掃描的19.7%(8.96/45.45)。

表1 兩位觀察者測量常規(guī)CT灌注參數(shù)的一致性分析

表2 兩位觀察者測量五期增強CT灌注參數(shù)的一致性分析

圖1 正常肝實質(zhì)CT平掃加五期增強掃描得到的灌注參數(shù)偽彩圖及TDC圖。a) BV圖；b) BF圖；c) HAP圖；d) PVP圖；e) HPI圖；f) TDC圖。

參數(shù)五期增強CT常規(guī)CT灌注t值P值HPI(%)23．82±8．7322．08±3．390．7280．475HAP[ml/(min·mL)]0．24±0．090．33±0．21-1．2890．219PVP[mL/(min·mL)]0．79±0．201．07±0．48-1．9380．073BV(mL/100g)9．62±2．0213．78±2．67-4．7040．000?BF[mL/(min·100g)]104．86±20．92139．96±67．87-1．7310．108

注：*P<0.0.5為差異有統(tǒng)計學意義。

表4 正常肝實質(zhì)組與肝硬化組五期增強CT灌注參數(shù)值比較

注：*P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

討 論

肝臟CT灌注是指在靜脈注射對比劑后對選定層面進行同層動態(tài)掃描，依據(jù)組織的TDC后處理得到組織灌注參數(shù)及灌注參數(shù)偽彩圖來反映組織的血流變化，從而可以提供組織的病理生理信息，有利于肝臟良惡性腫瘤的鑒別、肝硬化的評估、肝癌介入治療術(shù)后評估、肝移植供體及受體肝臟術(shù)后評估等。肝臟灌注數(shù)學模型分為最大斜率法和去卷積法，本研究中五期增強CT掃描后處理采用的CT Kinetics軟件基于最大斜率法灌注數(shù)學模型，考慮到本模型是以脾TDC峰值時間將肝灌注分為肝動脈期和門脈期[12，13]，而臨床中四期增強CT的門脈流入期與脾強化峰值時間點接近，且本研究中回顧性分析常規(guī)CT灌注掃描12例正常肝臟或單發(fā)血管瘤者的CT灌注原始數(shù)據(jù)顯示門脈流入期與脾峰值期時間間隔僅為4～6 s，因此本研究以門脈流入期代替脾峰值期。為了增加數(shù)據(jù)的準確性，本研究還加入了動脈早期，即采用動脈早期、動脈峰值期、門脈流入期、門脈期和延遲期圖像聯(lián)合平掃圖像來獲取各肝臟灌注參數(shù)圖，結(jié)果顯示正常肝臟五期增強CT與常規(guī)CT灌注得到的HPI、HAP、PVP、BF值差異均無統(tǒng)計學意義，其中HPI、HAP及PVP變化與Lee等[14]的研究結(jié)果一致；而兩者BV值差異有統(tǒng)計學意義。這提示五期增強CT獲取的灌注參數(shù)中HPI、HAP、PVP、BF較準確，而這4個灌注參數(shù)在肝硬化[15]、肝癌[16]、肝轉(zhuǎn)移瘤[17]、肝移植供體術(shù)后[18]及肝癌治療術(shù)后[19]等的應用中具有重要意義，說明五期增強CT有望應用于這些領(lǐng)域，為臨床提供灌注相關(guān)信息。

此外，為了進一步驗證五期增強CT獲取的灌注參數(shù)評估肝臟病變的價值，本研究還納入了肝硬化患者，同樣采集五期增強CT數(shù)據(jù)，并與正常肝實質(zhì)組進行比較，結(jié)果顯示肝硬化患者的HPI、HAP較正常肝實質(zhì)增高，PVP較正常肝實質(zhì)減低，且差異有統(tǒng)計學意義，這與龍莉玲等[20]采用常規(guī)灌注掃描得到的研究結(jié)果一致，且HPI變化亦與Van等[15]的研究結(jié)果一致，說明五期增強CT獲取的灌注參數(shù)HPI、HAP、PVP能反映肝硬化的血流灌注特點。然而，五期增強CT獲取肝硬化患者的BV、BF較正常人降低，其中BF的變化趨勢與Hashimoto等[21]的研究結(jié)果一致，但差異無統(tǒng)計學意義，因此BV、BF的準確性有待進一步研究。

圖2 肝硬化患者CT平掃加五期增強掃描得到的灌注偽彩圖及TDC圖。a) BV圖； b) BF圖； c) HAP圖； d) PVP圖； e) HPI圖； f) TDC圖。

本研究對五期增強掃描和常規(guī)灌注掃描的輻射劑量進行了比較，結(jié)果顯示五期增強掃描采用標準腹部掃描條件(管電壓120 kV，管電流自動毫安)，單期掃描的CTDI為(8.96±2.28) mGy；灌注掃描采用固定管電壓和管電流(管電壓100 kV，管電流100 mA)，CTDI為45.45 mGy，前者僅為后者的19.7%。說明五期增強CT在常規(guī)三期或四期增強CT的基礎上增加有限的輻射劑量，能同時獲得滿足臨床診斷要求的高質(zhì)量CT圖像和肝臟灌注信息，為肝臟灌注技術(shù)的廣泛應用提供了新的依據(jù)。

本研究尚存在一些局限性，首先樣本量小，可能導致結(jié)果產(chǎn)生一定的偏移；其次，正常肝實質(zhì)組并未同時進行五期增強CT和常規(guī)灌注掃描，可能會存在人群偏倚。在今后的研究中，筆者會擴大樣本量，力爭在同一人群內(nèi)進行準確性驗證，并納入更多疾病進行研究。

綜上所述，五期增強CT對正常肝臟灌注的評估結(jié)果與常規(guī)灌注一致，且可用于肝硬化患者肝臟灌注改變的評估。

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