256排螺旋CT灌注成像在肝臟疾病中的應用進展

李靖翊(綜述)，劉建濱(審校)

(湖南師范大學第一附屬醫院 湖南省人民醫院放射科，長沙 410005)

肝臟疾病在我國是一類常見且多發的疾病，以往對于肝臟疾病的影像學檢查主要是B超、普通CT及增強掃描和磁共振成像檢查，這些檢查手段僅限于病灶形態學的檢查，盡管動態增強掃描可以顯示血流的異常，但是其功能也十分有限。CT灌注成像的應用可以很好地解決這些問題，將形態學及功能性完美地結合在一起，有利于對肝臟疾病的診斷以及鑒別診斷。

1 肝臟CT灌注成像的原理及數學方法

CT灌注成像由Axel[1]率先提出，20世紀90年代初Miles等[2-3]又提出了肝臟灌注的概念，在很大程度上推動了器官灌注的發展。

CT灌注成像的原理是在靜脈注入對比劑的同時對所選定的層面進行快速連續多次同層掃描，以獲得所選層面內每一像素的時間密度曲線，然后再經過不同的數學模型計算出血流量、血容量、對比劑的平均通過時間(mean transit time，MTT)、對比劑峰值時間、毛細血管通透性等灌注參數，再對以上參數進行計算機后處理，得到相對應的偽彩色灌注圖，用以反映組織的血流動力學變化。

肝臟灌注參數計算的數學模型主要有斜率法和去卷積法。斜率法是Miles等[2]提出的，他們把肝臟增強過程分為肝動脈期和門靜脈期，但是斜率法所測得的門靜脈灌注量(portal vein perfusion,PVP)沒有考慮肝血流中肝動脈的影響，因此計算出的PVP偏低。Blomley等[4]對其進行改良，在PVP計算前將肝臟時間密度曲線中肝動脈血流的影響去除，計算出來的結果更加符合實際情況。去卷積法是在非去卷積法的基礎上由Cenic等[5]于1999年提出，去卷積法綜合考慮了肝臟的流入動脈和流出靜脈，主要反映的是注射對比劑后組織中殘留對比劑隨時間的變化。由于去卷積法對灌注的流入及流出血管進行綜合性的考慮，與實際血流動力學更加相近。去卷積法數學模型復雜，但是去卷積數學方法計算的偏差小，注射速度要求不高(一般為4～5 mL/s),因此去卷積法將來會應用更加廣泛。

2 CT灌注的臨床應用

2.1正常肝臟的灌注指標 對于正常肝臟的研究頗多，但是由于設備及選擇患者標準的不同，測量的數據存在一些差別。Miles等[2]測得5例正常組人的肝動脈灌注量(hepatic arterial perfusion，HAP)為0.17 mL/(min·mL)，PVP為0.34 mL/(min·mL),肝動脈灌注指數(hepatic arterial perfusion index,HAPI)為32%,但是未考慮到門靜脈期仍有肝動脈血流供血肝臟,所以測得的PVP值偏低。1995年，Blomley等[4]對其進行改進，測得HAP為0.19 mL/(min·mL),PVP為0.93 mL/(min·mL),總肝灌注量(total liver perfusion,TLP)為1.11 mL/(min·mL)，門靜脈灌注指數(portal perfusion index，PPI)為84%。何寶明等[6]用最大斜率法測量20例正常肝臟，得到HAP為(0.18±0.08)mL/(min·mL),PVP為(0.98±0.33) mL/(min·mL)，TLP為(1.1±0.12) mL/(min·mL)，HAPI為19.2%，PPI為80.8%。以上學者測量的數據很好地證實了CT灌注成像可以反映肝臟血流動力學變化，并反映了肝臟雙重供血的特點。

2.2肝臟腫瘤

2.2.1原發性肝癌 原發性癌在我國是一種發病率高且預后欠佳的疾病，其中以肝細胞癌的發病率最高。臨床上對原發性肝癌的研究較多，其中以肝細胞癌為主。以往對于肝細胞癌診斷的金標準是血管造影檢查。但是，血管造影對于病灶的組織學分型及血流動力學的改變的顯示十分有限，隨著CT灌注成像的逐步使用，以上問題得到了很好的解決。

朱石柱等[7]研究報道，肝細胞癌組的血流量、HAP、HPI、毛細血管表面通透性較對照組顯著升高，差異有統計學意義，PVP、MTT顯著降低，差異也有統計學意義。燕平[8]對25例肝細胞癌患者行CT灌注掃描，結果顯示，肝細胞癌組的血流量及HAPI較正常組顯著增高，而MTT顯著降低。上述灌注參數印證了肝細胞癌以動脈供血為主的特點,通過CT灌注研究可以反映原發性肝細胞癌血流動力學變化,從而為肝細胞癌的診斷提供線索與依據。Fournier等[9]對14只化學誘導原發性肝癌及15只正常對照大鼠模型行CT灌注掃描發現，在肝癌發生過程中，HAP逐漸增加，PVP逐漸減少，說明隨著腫瘤逐漸向惡性分化，病灶的動脈供血更占優勢，符合肝癌供血的特征。文利等[10]對18例不同分化程度的肝細胞癌患者進行CT灌注研究并分析其與微血管密度(microvessel density，MVD)的相關性，結果表明，不同分化程度的肝細胞癌其灌注指標會發生變化，同時肝細胞癌的惡性程度與MVD呈正相關,腫瘤惡性程度越高,MVD越高,而且在腫瘤內的分布區不一，說明灌注指數是反映腫瘤惡性程度及MVD的可靠指標，為肝細胞癌的診斷、分級及化療提供可靠的依據。

2.2.2轉移瘤 肝臟轉移瘤在肝臟惡性腫瘤中居第二位。轉移瘤的診斷對于原發灶的診療及判斷患者的生存率有重要幫助,但其早期明確診斷是一個十分棘手的問題。近年來,隨著CT灌注成像技術的發展,將功能成像與形態成像相結合,由灌注參數和不同的灌注后處理圖像分析肝臟的血流動力學改變,間接反映腫瘤血管血流動力學的變化，有助于診斷、鑒別診斷、判斷腫瘤血管生成的情況,并且有助于判斷腫瘤的預后情況。

王守安等[11]對28例肝轉移瘤進行研究，發現富血供轉移瘤的HAP、HAPI顯著增加,PVP、PPI顯著降低,與周圍肝實質相比呈顯著HAP、PVP倒置傾向，但是其TLP顯著低于周圍肝實質，TLP主要由增高的HAP增多構成；乏血供轉移瘤的TLP、PVP和PPI均顯著低于周圍肝實質,HAPI略高于周圍肝實質，TLP降低主要由PVP降低所致，在各灌注彩圖上呈不同程度的低灌注改變。王守安等[11]發現，富血供和乏血供轉移瘤的共同點是HAPI均增加,因此可以推測無論是富血供轉移瘤還是乏血供轉移瘤,其供血血管均主要是肝動脈,而不是門靜脈,只不過血供程度不一樣,在一定程度上證實肝轉移瘤的血供特點。王玉理等[12]對21例肝轉移瘤進行了更深一步的灌注研究，發現腫瘤邊緣的血容量、HAP、HAPI顯著增高，其中Patlak血容量反映了新生血管的密度,說明轉移瘤周邊的新生血管生長迅速。這一結論與Miles等[3]研究的結果相一致。研究顯示，如果病灶周圍的HAP、HAPI顯著增高,提示腫瘤新生血管形成和腫瘤組織向周圍延伸,說明周邊區域可能存在微小轉移灶[5]。同時也提示臨床醫師，對于此類患者的手術切除范圍應更加謹慎。Miles等[13]的后續研究中發現，患者的生存時間與腫瘤周圍的HAP關系密切，這一結果為患者預后及生存率的估計提供了可靠的依據。

2.3肝硬化 肝硬化是臨床上常見的慢性進行性肝病，由一種或者多種病因長期、反復作用的彌漫性肝損害。在肝硬化早期，肝臟的形態學并未發生改變，但有研究證明，肝硬化早期肝臟內部的血流動力學已經發生改變，因此可以為高危患者行CT灌注研究，在肝硬化的早期作為診斷[14]。

王汝良等[15]對30例肝硬化患者組及24例正常組進行對比CT灌注研究，結果顯示肝硬化組血流量、血容量均下降，并隨肝硬化程度加重呈逐漸降低趨勢；與正常組比較，肝硬化組MTT顯著延長，且隨肝硬化程度加重而延長；肝硬化組與正常組比較，HAP、HAPI上升，PVP、TLP下降，除TLP外，兩組間比較均差異有統計學意義；肝硬化程度不同時，PVP、HPI組間差異有統計學意義，而HAP、TLP沒有差異。這與賀長斌等[16]的研究基本一致。在肝硬化的早期，肝臟通過“自身調節”作用維持血流量相對恒定，同時肝臟血管特有的代償機制也參與到肝臟血流調節中。但是到了后期，肝臟自身調節作用有限，此時僅靠肝動脈灌注的增加并不能完全代償門靜脈灌注的下降，從而導致肝血流量的下降。在肝硬化的早期，肝臟灌注參數就已經發生改變，并且隨著肝硬化程度的不同，灌注參數也是動態變化的，因而認為CT灌注對于肝硬化是一種無創的、高效的診斷手段。

2.4肝移植術后監測 肝移植是終末期肝病患者肝功能得到良好恢復的一種外科治療手段。其中，血管并發癥是肝移植后最嚴重且常見的并發癥，它也是導致肝臟移植失敗和患者死亡的直接原因。而CT灌注是監測肝臟血流變化的有效手段。

黃勇慧等[17]對9例終末期肝病行肝移植術后的患者行CT灌注研究，結果顯示在慢性終末期肝病肝移植后早期,門靜脈和總灌注量呈現明顯上升趨勢。HAP變化不明顯,但其個體間變化增大,提示在術后早期HAP存在不穩定的變化過程。Bader等[18]測量30例肝移植術后無并發癥患者，發現患者HAP及HAPI較對照組顯著性增加,而PVP及TLP沒有變化。肝移植術后肝動脈血流量的顯著增加，可能與肝動脈對于某些代謝產物(如腺苷)的反應十分敏感有關，因而使肝動脈擴張，肝動脈血流量顯著增加，而門靜脈對于此類代謝產物不夠敏感，所以對門靜脈的影響較小。對于門靜脈血流量的增加，合理的解釋是慢性終末期肝病患者在肝移植術前已經存在高動力循環狀態、脾大、腹水、腸道靜脈淤血、門靜脈側支循環開放等狀況,當病變肝被置換后,這些病理狀況不會在短時間完全消除，因此門靜脈血流量會增加。CT灌注對于肝動脈及門脈血流量的檢測成為預防血管并發癥的良好手段。

2.5肝動脈化療栓塞術后監測 臨床上許多肝癌患者發現時已經無法行外科手術治療，而此時首選的有效治療手段是肝動脈化療栓塞(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)，但其并不能一次性地將腫瘤細胞完全殺死，而通道hi(一種離子通道)可以通過許多外界因素影響TACE的療效。因此，如何來客觀地評價TACE的治療效果，成為一個難題。以往評價TACE的治療效果，多用動態增強CT，但是CT上腫瘤內沉積的碘油會掩蓋強化的活性腫瘤組織[19]。隨著CT灌注成像的發展，可以很好的解決這一問題，CT灌注通過測量一系列的灌注參數來反映腫瘤組織是否存在活性。黃淵泉等[20]研究發現，所有患者術前、術后6～8 d及腫瘤殘留患者復發前后的腫瘤組織HAP、HAPI比較差異均有統計學意義。陳昆濤等[21]通過建立兔VX2(一種可移植性腫瘤)肝癌模型發現，對照組的HAP、PVP較栓塞組顯著增高，同時對照組的MVD及血管內皮生長因子表達程度也高于栓塞組。從中可以看出，上述灌注參數與MVD及血管內皮生長因子呈正相關。因為腫瘤的生長與MVD及血管內皮生長因子密切相關，因而CT灌注成像特征可間接反映腫瘤血管生成,判斷化療栓塞的效果。這與黃淵泉等[20]的研究結果相一致。由此可見，CT灌注成像可以很好地檢測TACE術后腫瘤內血供的改變，進而評價TACE的治療療效。

3 256排螺旋CT的肝臟灌注成像的優點

飛利浦Brilliancei256排CT是目前世界上十分先進的高端CT，它掃描速度快，檢查時間短，每圈掃描只需0.27 s，即可得256層圖像，僅需10 s就能完成全身CT檢查。其可以很好地解決以往CT灌注成像所面臨的由于患者移動、呼吸運動會出現灌注層面不同層面情況,影響灌注值的準確性問題。其輻射劑量低，能夠以較少的X射線得到高質量的診斷影像，將X射線輻射劑量降低了80%，盡可能地減少了對人體的損傷。因為CT灌注成像要反復多次的對病變區域進行連續掃描，輻射劑量成為一個敏感的話題，而256排CT通過低劑量掃描，較好地解決了這個難題。同時，其圖像精度更高，可精確顯示人體細小的正常結構及各種病灶，并可多角度重建圖像，使病灶顯示更加清晰。

4 結 語

CT灌注成像是一種功能成像，它通過觀察血流灌注的改變在肝臟疾病中的運用也越來越廣泛。256排CT更是通過全肝掃描的模式，對肝臟進行整體性的分析。該機器在圖像掃描及后處理上有著不可替代的優勢；可以盡可能在肝臟疾病早期對其進行診斷及鑒別診斷。總之，256排CT肝臟灌注成像將會有更好的發展趨勢。

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