640層動態(tài)容積CT心電門控技術(shù)評估急性胰腺炎脾動脈血管壁彈性變化

宋健，蘇云杉，毛崇文，劉嬌，向述天

昆明醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院放射科，云南昆明 650021；

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是一種炎癥性疾病，引起廣泛和局部的系統(tǒng)病理生理變化，以及多種不同臨床表現(xiàn)和預(yù)后[1-2]。約25%的AP患者出現(xiàn)血管并發(fā)癥[3-4]，出血者死亡率約90%[5-6]。因此，及早預(yù)測血管受損情況，如血管功能的重要指標(biāo)血管壁彈性度，對預(yù)后具有重要意義。本研究擬應(yīng)用640層動態(tài)容積CT（dynamic volume CT，DVCT）前瞻性心電門控技術(shù)評價(jià)AP 導(dǎo)致脾動脈血管壁彈性受損的變化規(guī)律及其與改良CT 嚴(yán)重度指數(shù)（modified CT severity index，MCTSI）、床旁嚴(yán)重指數(shù)（bedside index for severity in acute pancreatitis，BISAP）評分系統(tǒng)的相關(guān)性，為評估AP 致脾動脈血管彈性變化程度提供量化依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 本研究為前瞻性研究，連續(xù)納入云南省第二人民醫(yī)院2016年11月—2018年3月收治的AP患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：急性腹痛發(fā)作的住院患者；淀粉酶或脂肪酶至少高于正常值3 倍；首次發(fā)??；發(fā)病1周內(nèi)行腹部CT檢查。排除標(biāo)準(zhǔn)：①金屬異物干擾中上腹部成像或血管廣泛鈣化；②臨床癥狀較重難以配合檢查或圖像質(zhì)量較差；③合并腹腔、腹膜后間隙其他感染性、腫瘤性或出血性疾病；④胰腺癌、溝槽胰腺炎、自身免疫性胰腺炎、脾臟病變及脾切除等。最終納入40例AP患者，病因：19例（47.5%）過量飲酒，9例（22.5%）膽道疾病，4例（10.0%）高脂血癥，1例（2.5%）膽道手術(shù)，7例（17.5%）病因不明。納入同期CT檢查無胰脾功能異常的21例受試者作為非AP組，均無腹部異常癥狀或體征；CT 顯示腹部未見異常3例，肝、腎囊腫11例，肝血管瘤7例。本研究經(jīng)我院機(jī)構(gòu)評審委員會和倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)文號2016025），所有受試者均知情同意。

1.2 CT數(shù)據(jù)采集及處理

1.2.1 受試者準(zhǔn)備 檢查前受試者本人或其家屬簽署CT 增強(qiáng)檢查知情同意書，在掃描床上測量并記錄受試者血壓，正確連接心電監(jiān)護(hù)監(jiān)測心率，保證CT掃描和心電門控同步。

1.2.2 檢查方法 采用640層DVCT 儀（Aquilion ONE，東芝），采用高壓注射器以4.0～5.0 ml/s 注入非離子型對比劑碘帕醇（370 mgI/ml）65～85 ml（0.8～1.0 ml/kg）；然后以相同速度注入0.9%氯化鈉注射液30 ml。設(shè)置為VOL 掃描模式，掃描中心定于肋弓上2 cm 左右，采用對比劑示蹤技術(shù)自動模式觸發(fā)，觸發(fā)點(diǎn)設(shè)定在掃描中心層面腹主動脈處，閾值為180 Hu。掃描參數(shù)：管電壓100 kV，管電流600～800 mAs/轉(zhuǎn)，自動曝光控制，參考影像為層厚5 mm，SD=10，旋轉(zhuǎn)時(shí)間350 ms/圈，矩陣512×512，顯示野320 mm。所有受試者均采用前瞻性心電門控掃描（Volume 采集模式，單Beat，0～95%）。

1.2.3 MCTSI及BISAP評分 采用雙盲法，由2名具有15年及20年工作經(jīng)驗(yàn)的放射科副主任醫(yī)師對AP組按照MCTSI評分[7]計(jì)算每個(gè)病例的得分，如評估結(jié)果相差較大，通過再次聯(lián)合閱片討論達(dá)成統(tǒng)一意見。根據(jù)MCTSI評分標(biāo)準(zhǔn)對AP組進(jìn)行分組：輕度0～2分，中度4～6分，重度8～10分。

由1名具有5年工作經(jīng)驗(yàn)的消化內(nèi)科醫(yī)師按照BISAP評分系統(tǒng)的5項(xiàng)指標(biāo)[8]進(jìn)行評分，如評估不確定時(shí)由1名消化內(nèi)科副主任醫(yī)師確定評分。

1.2.4 數(shù)據(jù)重組及脾動脈血管壁彈性度感興趣層面的測量 所有受試者通過掃描獲得的原始數(shù)據(jù)包括所有0～95%的R-R 間期，間隔5%重組軟組織函數(shù)圖像，重組層厚0.5 mm，間距0.25 mm，將20組原始數(shù)據(jù)傳至后處理工作站Vitrea fx 軟件進(jìn)行分析。

脾動脈血管壁彈性評估層面選在自腹腔干發(fā)出后3～4 cm處，選取測量層面需避開血管分叉處，利用Vitrea fx 軟件測量感興趣層面的脾動脈血管軸位面積。在實(shí)際測量中將同一受試者脾動脈在腹腔干分叉起始部設(shè)置為參考點(diǎn)，以保證每次測量位置一致，減少測量誤差。由1名熟悉掌握軟件使用的醫(yī)師進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，測量全部20組期相的感興趣層面的脾動脈面積后，選擇脾動脈感興趣層面1個(gè)心動周期內(nèi)的最大面積和最小面積，1周后由同一名醫(yī)師對該組數(shù)據(jù)進(jìn)行重復(fù)測量，最終取2次測量的平均值。

根據(jù)公式（1）計(jì)算血管的彈性度（D）[9]。

其中，Smax、Smin 分別代表整個(gè)心動周期內(nèi)最大、最小管腔面積，Ps、Pd 分別代表收縮壓、舒張壓。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用MedCalc 18.2.1 軟件，計(jì)量資料以表示，兩組間比較采用成組資料t檢驗(yàn)，正態(tài)與非正態(tài)分布的數(shù)據(jù)分別采用Pearson 相關(guān)或Spearman 相關(guān)分析變量關(guān)系，P<0.05 表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。繪制兩組病例脾動脈血管壁彈性度的受試者工作特征（ROC）曲線，計(jì)算曲線下面積，分析脾動脈血管壁彈性度的診斷效能，并選擇最佳診斷界點(diǎn)。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料比較 AP組與非AP組年齡分別為（48±16）歲、（39±15）歲，性別（男/女）分別為27/13、16/5，兩組年齡及性別比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均>0.05）。AP組與非AP組脾動脈D值分別為（6.09±1.83）×10-3/mmHg、（8.32±1.05）×10-3/mmHg，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.01）。

2.2 AP組不同亞組脾動脈D值比較 AP組輕、中、重度組分別有11例、22例、7例，組間脾動脈D值比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均<0.05），中、重度組脾動脈D值與非AP組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均<0.05，圖1）。

2.3 AP組與非AP組脾動脈血管壁彈性度比較 脾動脈血管壁彈性度評估AP 的ROC曲線下面積為0.865（P<0.001，圖2），最佳臨界值為7.31×10-3/mmHg，脾動脈血管壁彈性度評估AP 的敏感度及特異度分別 為80.0%和85.7%。

AP組MCTSI及BISAP評分系統(tǒng)均與脾動脈D值呈負(fù)相關(guān)（r=-0.937、-0.658，P 均<0.001，圖3、4）。

圖1 不同MCTSI評分AP組各亞組間脾動脈D值與非AP組比較

圖2 脾動脈D值評估AP 的ROC曲線

圖3 AP組脾動脈血管壁D值與MCTSI評分的相關(guān)性

圖4 AP組脾動脈血管壁D值與BISAP評分的相關(guān)性

3 討論

脾動脈大多數(shù)起始于腹腔干動脈（98.98%），約5.7～23.1 cm（平均12.5 cm）。脾動脈在行程中與胰腺關(guān)系密切，故本研究選取脾動脈作為AP 血管并發(fā)癥的靶血管。一般情況下，脾動脈由腹腔干動脈發(fā)出后，向下達(dá)到胰腺上緣，再向左沿胰腺后上緣（60%），也可經(jīng)過胰腺前方（30%）或后方（8%），甚至可能包埋在胰腺實(shí)質(zhì)中到達(dá)脾門，本研究脾動脈血管壁彈性評估層面選在自腹腔干發(fā)出后3～4 cm處，亦因?yàn)榇硕窝苜N近胰腺，易受炎癥波及，且便于統(tǒng)一測量點(diǎn)。

血管彈性是動脈血管機(jī)械特性的主要評價(jià)指標(biāo)，在一定程度上反映動脈內(nèi)皮細(xì)胞的功能。CT 具有很高的空間分辨率，可清晰觀察血管的形態(tài)信息，準(zhǔn)確測量血管管徑及面積，并且隨著CT 設(shè)備的發(fā)展，寬探測器的出現(xiàn)以及更快的掃描速度使得CT 已廣泛應(yīng)用于血管形態(tài)與功能的評估。在無大血管疾病的人群中，李亮等[9]利用多排CT 結(jié)合心電門控技術(shù)通過測量分析健康人的主動脈彈性發(fā)現(xiàn)胸、腹主動脈血管彈性隨年齡增長而下降；Ganten 等[10]提出該方法有助于患者血管疾病分級，因此可以納入臨床常規(guī)CT 掃描方案。王誠明[11]利用256層CT 回顧性心電門控掃描技術(shù)獲取冠狀動脈彈性信息并分析發(fā)現(xiàn)，對于亞臨床冠狀動脈硬化患者，即冠狀動脈未出現(xiàn)器質(zhì)性改變，其動脈彈性的變化要早于結(jié)構(gòu)上的變化。利用CT 測量分析動脈彈性的技術(shù)僅局限于大動脈及心腦血管疾病方向，同時(shí)CT 增強(qiáng)檢查作為評估AP 的影像學(xué)方法，已廣泛應(yīng)用于臨床。本研究利用640層DVCT心電門控技術(shù)獲得脾動脈R-R 間期全時(shí)相的圖像，測量并計(jì)算后即得到脾動脈血管壁彈性度，且不同組間比較存在顯著差異，該技術(shù)在未增加受檢者的輻射劑量及造影劑劑量的基礎(chǔ)上，既反映了受檢者胰腺的形態(tài)，又獲得了脾動脈的功能性特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)一站式量化檢查。

本研究結(jié)果顯示，應(yīng)用脾動脈血管壁彈性度對AP組與非AP組間比較其ROC曲線下面積為0.865，以脾動脈血管彈性度 7.31×10-3/mmHg 為最佳臨界值診斷AP 脾動脈彈性受累的敏感度及特異度分別為 80.0%和 85.7%，提示在脾動脈彈性度≤7.31 ×10-3/mmHg 時(shí)表明脾動脈血管壁受累，在制訂治療方案時(shí)需考慮保護(hù)脾動脈血管壁的相應(yīng)措施。

AP 嚴(yán)重度評價(jià)方法有很多種。BISAP評分各項(xiàng)指標(biāo)在臨床上常用，易于推廣使用，并且其經(jīng)過大樣本研究驗(yàn)證，是可以實(shí)現(xiàn)早期評估的評分系統(tǒng)。Chandra 等[12]檢索生物醫(yī)學(xué)出版物的主要數(shù)據(jù)庫，對報(bào)道BISAP評分系統(tǒng)AP 從預(yù)測準(zhǔn)確性進(jìn)行了前瞻性隊(duì)列研究，結(jié)果表明BISAP評分對于不同病因的AP患者均具有非常好的預(yù)測性能，并且可在一定程度上改善AP患者的預(yù)后。同時(shí)，AP 影像學(xué)評分系統(tǒng)多次修訂，最終由Mortele 等將胰腺外炎癥反應(yīng)的影像表現(xiàn)引入評分體系，對原有的 CT 嚴(yán)重程度評分（computed tomography severity index，CTSI）系統(tǒng)評分進(jìn)行修改，形成MCTSI。Rehan 等[13]對120例AP 進(jìn)行CT 增強(qiáng)檢查，結(jié)果表明，MCTSI評估AP 的敏感度和特異度分別為100%和87%；Jain 等[14]納入150例AP患者進(jìn)行CTSI、MCTSI評分在相關(guān)因素的相關(guān)性對比，發(fā)現(xiàn)MCTSI評分在預(yù)測住院時(shí)間、感染、器官衰竭、手術(shù)率及死亡方面優(yōu)于CTSI評分。因此，本研究采用MCTSI、BISAP評分系統(tǒng)評價(jià)AP 的嚴(yán)重程度，并分析其與脾動脈血管壁彈性度的相關(guān)性。

本研究顯示，AP患者的MCTSI、BISAP評分與脾動脈血管壁D值均呈負(fù)相關(guān)，MCTSI評分輕、中、重度AP患者間脾動脈血管壁D 有顯著差異，并且非胰腺炎組脾動脈血管壁D值與AP 輕度亞組無顯著差異，但與中、重度亞組存在差異，表明MCTSI、BISAP評分越高，患者的脾動脈D值越低，即發(fā)生血管意外的可能性越高，因此，早期測量AP患者的脾動脈血管壁D值，可以為臨床提前干預(yù)血管并發(fā)癥提供量化信息，從而減少因血管并發(fā)癥引起的死亡。同時(shí)，MCTSI、BISAP評分可以在一定程度上反映脾動脈血管壁D值的下降程度，當(dāng)MCTSI評分為中、重度時(shí)，AP患者的脾動脈血管壁D值與非胰腺炎患者比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與Hagiwara 等[6]的結(jié)論相似。

總之，640層DVCT心電門控掃描可通過一站式檢查獲得心動周期全時(shí)相的脾動脈圖像信息，定量描述脾動脈血管壁彈性度的變化，為量化研究不同程度AP 所致周邊血管受累情況提供了新方法。