楊林,繆南東,任勇軍,黃小華,翟昭華,董國禮,張小明
(醫學影像四川省重點實驗室,川北醫學院附屬醫院放射科,四川 南充 637000)
CT灌注成像在肝臟結節性病變鑒別診斷中的應用價值
楊林,繆南東,任勇軍,黃小華,翟昭華,董國禮,張小明
(醫學影像四川省重點實驗室,川北醫學院附屬醫院放射科,四川 南充 637000)
目的:探討CT灌注成像在肝臟結節性病變鑒別診斷中的應用價值。方法:采用16層螺旋CT對肝細胞癌(hepatocellular carcinomas,HCC)25例、肝轉移瘤(hepatic metastastes,HM)19例和肝血管瘤(hemoangiomas,HA)6例進行灌注掃描,分別計算其肝動脈灌注量(hepatic arterial perfusion,HAP)、肝門靜脈灌注量(hepatic portal perfusion,HPP)、總肝灌注量(total liver perfusion,TLP)和肝動脈灌注指數(hepatic arterial perfusion index,HAPI),并進行對比分析。結果:HCC、HM和HA組各CT灌注參數具有顯著性差異。結論:CT灌注成像在肝結節性病變的鑒別診斷中具有重要的應用價值。
肝;灌注;癌;螺旋CT
肝內結節性病變的診斷與鑒別診斷主要依賴于病史及CT、MRI和超聲等影像學檢查。CT灌注成像是近年出現的影像新技術,可以精確反映局部組織內血供特性,有利于肝內結節性病變的診斷與鑒別診斷[1-5]。目前,關于肝臟CT灌注成像研究的報道較多,而關于肝內結節性病變CT灌注參數的對比研究報道少見[6]。我們對肝內結節性病變50例進行多層螺旋CT(multidetector computed tomography,MDCT)灌注成像,測量其灌注參數并進行對比分析,旨在探討CT灌注成像在肝內結節性病變鑒別診斷中的應用價值。
本組共50例,其中肝細胞癌(hepatocellular carcinomas,HCC)25例、肝轉移瘤(hepatic metastastes,HM)19例、肝血管瘤(hemoangiomas,HA)6例,男性44例,女性6例,年齡28~72歲,平均(49.7±12.2)歲。HCC 25例均經手術或肝穿刺活檢病理證實;HA 6例均具有典型CT/MRI強化表現;HM19例均有明確原發腫瘤病史,隨診CT檢查證實為HM。
PHILIPS Brilliance 16層螺旋CT(荷蘭);MEDRADRSTELLANTTMCT 211高壓注射器(美國MEDRAD公司)。對比劑:優維顯300(廣州先靈公司)。
對研究對象均進行上腹部平掃、灌注掃描及增強雙期(動脈期及門靜脈期)掃描。首先進行上腹部CT平掃,了解肝臟情況。CT平掃掃描參數:120 kV,250 mAs,層厚5 mm,矩陣512×512。灌注掃描:以19 G靜脈穿刺針穿刺肘正中靜脈或貴要靜脈,建立靜脈通道,經高壓注射器注射對比劑,對比劑流率6.0 mL/s,對比劑總量50 mL。灌注掃描參數:120 kV,150 mAs,矩陣512×512,層厚3.0 mm,灌注掃描范圍24.0 mm,掃描速度1 s/次,間隔0.5 s,共掃描60次。灌注掃描完成后,經過3~5 mm廓清,再進行增強掃描,對比劑量80 mL,流率2~3 mL/s,動脈期延遲25 s,門靜脈期延遲60 s。掃描參數同平掃。
將獲得的影像信息傳到PHILIPS公司Extended BrillianceTM工作站,采用工作站自帶灌注軟件分析圖像,分別在主動脈、門靜脈、脾臟和肝內結節性病灶取興趣區(region of interest,ROI)。ROI的范圍要求不小于50個像素(pixel),且盡量大。對于主動脈、門靜脈和脾臟,在其中心取圓形ROI;病灶的ROI一般選擇病灶的最大中心層面,避開壞死區域。繪制ROI后,利用灌注軟件自動計算出各CT灌注參數(斜率法),包括肝動脈灌注量(hepatic arterial perfusion,HAP)、門靜脈灌注量(hepatic portal perfusion,HPP)、總肝灌注量(total liver perfusion,TLP)和肝動脈灌注指數(hepatic arterial perfusion index,HAPI),并生成灌注偽彩圖。灌注參數測量3次,取其平均值。
采用SPSS 12.0統計軟件處理實驗數據。計量資料采用平均數±標準差表示,并進行方差分析,P<0.05為差異有統計學意義。
三組各灌注參數值具有統計學意義。其中:HA組的HAP、HPP和TLP顯著高于HCC和HM組;HCC組HAPI顯著高于HM和HA組(表1,圖1-圖3)。

表1 肝內不同結節性病灶間的CT灌注值對比



傳統CT具有卓越的內部解剖結構顯示能力,但卻不能顯示組織和器官的功能變化。Axel[7]于1979年首先提出采用動態增強CT掃描來獲得組織灌注信息的方法。隨著多層螺旋CT的出現及軟件技術的進步,CT灌注成像已從單層面灌注發展到多層同層動態CT灌注掃描,使時間及空間分辨率大大提高,在一次掃描中可獲取更多、更全面的血流動力學信息[4]。目前,64層以上螺旋CT實現了全肝容積灌注掃描,對不在肝門區或遠離肝門區的病變亦能進行CT灌注測量,推動了CT灌注成像的臨床應用[1]。
CT灌注成像是利用CT快速掃描,結合傳統增強方法,以獲取能反映局部組織內血供特性的一種新型影像檢查技術,在靜脈注射對比劑的同時,對選定的層面進行連續掃描,以獲得該層面內每一像素的密度隨強化時間而演變的曲線,稱為時間-密度曲線,根據該曲線,利用不同的數學模型,計算出組織的各種灌注參數,以全面評價組織器官的血流灌注狀態[2,8-9]。
在計算CT灌注參數的數學模型中,非去卷積模型(non-deconvolution model)主要利用了Fick原理:組織器官中對比劑蓄積速度等于動脈流入速度減去靜脈流出速度,即在某一時間內,組織器官中對比劑的含量等于在這一段時間內動脈流入量減去靜脈流出量。非去卷積模型斜率法(slope method)利用了對比劑首過狀態下可忽略靜脈流出的假定,故非去卷積數學模型概念相對簡單,便于理解,但其要求注射對比劑流率較大,計算的灌注參數包括HAP、HPP、TLP和HAPI等。去卷積模型(deconvolution model)的概念較為復雜,根據實際情況考慮了流入動脈和流出靜脈的血液進行數學計算處理,主要反映的是注射對比劑后組織器官中存留的對比劑隨時間的變化量,與實際的血流動力學相近,灌注參數和函數圖較真實地反映了組織器官的內部血液動力學情況。其計算的灌注參數包括血流量(blood flow,BF)、血容量(blood volume,BV)和平均通過時間(mean transit time,MTT)等。
由于CT灌注成像很容易與傳統CT結合,在提供腫瘤解剖細節的同時,還可以提供血流灌注定量信息,有利于臨床對腫瘤的診斷和治療監測[4]。增強動態CT對結節性病變的性質判斷具有較高的敏感性和特異性[10-11]。Kudo等[12]研究表明,肝內結節由良性到惡性變,門靜脈血供不斷減少,動脈血供不斷增加,肝癌越成熟,其內動脈血管越多。HCC主要由肝動脈供血[13],CT灌注成像表現為高動脈灌注,低門靜脈灌注[5,14-15]。研究表明,HM接受肝動脈和門靜脈供血,以肝動脈供血為主,瘤體邊緣組織的部分血供可能來自門靜脈,門靜脈通過腫瘤旁肝竇進入腫瘤[16]。CT灌注成像研究顯示HM的HAP增加,但變化較大[1,3,17]。Tsushima等[1]應用CT灌注成像研究了HCC 11例,HM 17例,共36個病灶,結果所有腫瘤在動脈期均為富血供型,HCC組HAP為(0.94±0.26)mL·min-1·mL-1,結腸癌肝轉移HAP為(0.67±0.33)mL·min-1·mL-1,其他不同來源HM組HAP為0.19~1.45 mL·min-1·mL-1。Leggett等[17]對27例結、直腸癌病人進行肝CT灌注掃描,發現具有HM 11例,其中9例HAP>0.25 mL·min-1·mL-1,無明顯轉移的16例患者中,僅6例HAP>0.25 mL·min-1·mL-1(P<0.05),認為HAP升高可作為診斷HM的指標之一。本組HM組HAPI顯著低于HCC組,表明HM的肝動脈血供比例不如HCC。臨床診斷困難的隱匿型肝轉移,采用CT灌注成像技術可發現其局部血流灌注增加[17-18]。Miles等[19]在進行肝臟灌注時發現,不僅轉移灶灌注異常,而且轉移灶以外貌似正常的肝組織的灌注也出現異常,這種現象提示可能有散在微小肝轉移灶存在,而這些微轉移灶太小,在常規CT或MRI上均不能顯示。薛敏娜等[6]對24例HCC、11例HM和21例HA進行CT灌注成像研究(去卷積數學模型),結果顯示HCC組HBF、HAF高于HM和HA組;HCC和HA組HBV高于HM組HBV;HCC組MTT依次短于HM和HA組;三組間比較差異無統計學意義。
我們采用非去卷積模型中(斜率法)測定HCC、HM瘤和HA共計50例病灶實質CT灌注參數,結果顯示,HCC、HM和HA病灶實質部分各灌注參數值存在顯著性差異;其中HA組HAP、HPP及TLP值高于HCC及HM組的HAP、HPP及TLP值,而HCC組HAPI值顯著高于HM和HA組的HAPI值。
本組結果初步表明,CT灌注成像對于肝內結節性病變的鑒別診斷具有重要參考價值。但由于本組病例數較少,以后尚需擴大病例數深入研究。
[1]Tsushima Y,Funabasama S,Aoki J,et al.Quantitative perfusion map of malignant liver tumors,created from dynamic computed tomography data[J].Acad Radiol,2004,11(2):215-223
[2]Miles KA,Hayball M,Dixon AK.Colour perfusion imaging:a new application of computed tomography[J].Lancet,1991,337(8742):643-645
[3]Miles KA,Hayball MP,Dixon AK.Functional images of hepatic perfusion obtained with dynamic CT[J].Radiology,1993,188(2):405-411
[4]Miles KA,Griffiths MR.Perfusion CT:A worthwhile enhancement[J].British Journal of Radiology,2003,76(904):220-231
[5]Pandharipande PV,Krinsky GA,Rusinek H,et al.Perfusion imaging of the liver:current challenges and future goals[J].Radiology,2005,234(3):661-673
[6]薛敏娜,白人駒,李豐坦,等.CT灌注成像對原發性肝癌、肝轉移瘤和肝血管瘤的鑒別診斷價值[J].國際醫學放射學雜志,2008,31(3):152-155
[7]Axel L.Cerebral blood flow determination by rapid-sequence computed tomography:theoretical analysis[J].Radiology,1980,137(3):679-686
[8]Miles KA.Measurement of tissue perfusion by dynamic computed tomography[J].Br J Radiol,1991,64(761):409-412
[9]Miles KA,Hayball MP,Dixon AK.Measurement of human pancreatic perfusion using dynamic computed tomography with perfusion imaging[J].Br J Radiol,1995,68(809):471-475
[10]Swensen SJ,Viggiano RW,Midthun DE,et al.Lung nodule enhancement at CT:multicenter study[J].Radiology,2000,214(1):73-80
[11]Zhang M,Kono M.Solitary pulmonary nodules:evaluation of blood flow patterns with dynamic CT[J].Radiology,1997,205(2):471-478
[12]Kudo M,Tomita S,Kashida H,et al.Tumor hemodynamics in hepatic nodules associated with liver cirrhosis:relationship between cancer progression and tumor hemodynamic change[J].Nippon Shokakibyo Gakkai Zasshi,1991,88(8):1554-1565
[13]Yang ZF,Poon RT.Vascular changes in hepatocellular carcinoma[J].Anat Rec(Hoboken),2008,291(6):721-734
[14]Fournier LS,Cuenod CA,De Bazelaire C,et al.Early modifications of hepatic perfusion measured by functional CT in a rat model of hepatocellular carcinoma using a blood pool contrast agent[J].Eur Radiol,2004,14(11):2125-2133
[15]楊林,黃小華,周翔平.原發性肝癌的MDCT灌注成像研究[J].川北醫學院學報,2010,25(2):51-54
[16]Kan Z,Ivancev K,Lunderquist A,et al.In vivo microscopy of hepatic tumors in animal models:adynamic investigation of blood supply to hepatic metastases[J].Radiology,1993,18(7):621-626
[17]Leggett DA,Kelley BB,Bunce IH,et al.Colorectal cancer:diagnostic potential of CT measurements of hepatic perfusion and implications for contrast enhancement protocols[J].Radiology,1997,205(3):716-720
[18]Dugdale PE,Miles KA.Hepatic metastases:the value of quantitative assessment of contrast enhancement on computed tomography[J].Eur J Radiol,1999,30(3):206-213
[19]Miles KA,Leggett DA,Kelley BB,et al.In vivo assessment of neovascularization of liver metastases using perfusion CT[J].Br J Radiol,1998,71(843):276-281
Differential value of computed tomography perfusion imaging in liver nodules
YANG Lin,MIAO Nan-dong,REN Yong-jun,HUANG Xiao-hua,ZHAI Zhao-hua,DONG Guo-li,ZHANG Xiao-ming
(Sichuan Key Laboratory of Medical Imaging,Department of Radiology,the Affiliated Hospital,North Sichuan Medical College,Nanchong 637000,Sichuan,China)
Objective:To study the differential value of multidetector computed tomography(MDCT)perfusion imaging in liver nodules.MethodsMDCT perfusion imaging was performed in 25 patients with hepatocellular carcinomas(HCC),19 patients with hepatic metastastes(HM),and six patients with hemoangiomas(HA).The CT perfusion parameters,such as hepatic arterial perfusion(HAP),hepatic portal perfusion(HPP),total liver perfusion(TLP),and hepatic arterial perfusion index(HAPI),were calculated with the slope method.ResultsThe values of CT perfusion parameters were significantly different among the three groups.ConclusionThe changes of CT perfusion imaging parameters of HCC,HM and HA are of great values in the differential diagnosis.
Liver;Perfusion;Carcinoma;Helical computed tomography
1005-3697(2012)06-0618-04
R735.7
A
10.3969/j.issn.1005-3697.2012.06.026
四川省科技廳項目(2008JY0088-2);四川省教育廳重點項目(07ZA030)。
2012-04-15
楊林(1965-),男,四川武勝人,醫學博士,副教授。研究方向:腹部腫瘤影像診斷與介入治療。E-mail:linyangmd@163.com
時間:2012-11-1217∶01
網絡出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/51.1254.R.20121112.1701.002.html