不同區域肺灌注能譜CT 碘基物質含量及CT 值對比研究

周汝明 閆冀煥

受自然重力及肺血流動力學的影響，不同區域肺血流灌注存在一定差異。CT 是常用的胸部影像學檢查手段，主要應用在形態學分析，但在肺灌注功能分析上則著眼不多。能譜CT 能進行基物質成像，在強化肺CT 圖像中能通過測量肺組織碘基物質含量來反映其血流灌注狀態。本研究的目的在于通過定量測量能譜CT 碘基物質分布及在單能圖像中測量CT 值來研究不同區域肺血流灌注，并對二者進行比較。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取我院自2011 年7 月至2012 年3月行肺動脈CTA 檢查受檢者10 例，其中男3 例，女7例;平均年齡(66.7 ±10.2)歲。上述受檢者均證實不存在影響肺血流灌注的疾病。

1.2 儀器與方法 采用美國GE 公司寶石能譜CT(Discovery CT750 HD)，在GSI 模式下行肺動脈CTA檢查，參數如下:機架旋轉時間0.6 s，螺距0.984，管電壓以0.5 ms 為周期，在80 kV 和140 kV 之間瞬時切換，管電流500 mA，層厚0.625 mm。對比劑選用優維顯(370 mgI/ml)，經肘靜脈由雙筒注射器以4.5 ml/s速率先后注入70 ml 碘造影劑及40 ml 0.9%氯化鈉溶液。感興趣區位于上腔靜脈，當該區CT 值達到100 Hu 時，則延遲約6 ～7 s 后啟動掃描，掃描范圍包括自胸廓入口至膈下全肺范圍，掃描時間5.2 ～6.7 s，檢查者在掃描過程中均保持吸氣末屏氣仰臥位靜止狀態。

1.3 圖像后處理 將薄層單能量CT 圖像傳至圖像后處理工作站，應用GSI Viewer 軟件進行處理。首先行冠狀面重建，將肺組織沿重力方向由腹側向背側等分為5 個層面，層間隔3 cm，層厚0.7 mm，再在頭足側方向將兩肺肺各等分為上中下三部分，在單個層面上每個部分測量3 個碘基物質含量數值，ROI 面積為150 mm2，再用同樣方法測量70 kev 圖像肺組織CT值。并盡量避開氣管、大血管、邊緣肺組織及心影旁可能存在運動偽影區域。

1.4 統計學分析 應用SAS V8 統計軟件，計量資料以± s 表示，應用隨機區組的方差分析評價沿重力方向及頭足側方向肺區域碘基物質含量及CT 值差異，再應用q 檢驗行多組均數間兩兩比較，最后對兩側肺碘基物質含量及CT 值行配對t 檢驗，P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 重力方向分析 碘含量測量提示在重力方向上肺灌注存在梯度，差異有統計學意義(P =0.000)，兩兩比較同樣差異有統計學意義(P =0.000)，沿重力方向遞增(r = －0.0436)，平均變化率為(10.4 ±5.3)%。CT 值亦存在梯度變化，差異有統計學意義(P = 0.000)，兩兩比較差異有統計學意義(P =0.000)，同樣呈沿重力方向遞增規律(r = －0.409)，平均變化率為1.97%。見表1。

表1 重力方向碘含量及CT 值 n =10，± s

表1 重力方向碘含量及CT 值 n =10，± s

冠狀層面 碘含量(mg/cm3) CT 值(Hu)P3 1.243 ±0.428 －820.17 ±45.01 P6 1.515 ±0.418 －806.74 ±42.91 P9 1.684 ±0.458 －796.36 ±40.64 P12 1.811 ±0.443 －785.09 ±43.50 P15 1.939 ±0.519 －757.57 ±57.43

2.2 頭足側方向分析 肺上、中、下部碘含量三者不全相等(P =0.012)，上、下肺(P =0.001)及中、下肺(P =0.000)間碘含量差異有統計學意義，下肺碘含量最低，中、上肺間差異無統計學意義(P =0.163)。上中下肺CT 值相互間差異無統計學意義(P ＞0.05)。見表2。

表2 頭足側方向碘含量及CT 值 n =10， ± s

表2 頭足側方向碘含量及CT 值 n =10， ± s

區域 碘含量(mg/cm3) CT 值(Hu)1.661 ±0.43 －792.82 ±48.92中1.708 ±0.495 －792.86 ±46.16下上1.546 ±0.592 －793.87 ±56.96

2.3 左右方向分析 左肺碘含量為(1.653 ±0.53)mg/cm3，右肺為(1.624 ±0.499)mg/cm3，兩者差異無統計學意義(P = 0.306)。左肺CT 值為(－791.16 ±52.72)Hu，右肺CT 值為(－795.21 ±48.84)Hu，兩者差異無統計學意義(F =3.117，P =0.078)。

3 討論

對正常肺進行血流灌注分布的研究是發現病理狀態下肺異常灌注的基礎，以往多通過動物實驗或利用核素肺通氣-血流灌注進行評估，實驗研究表明，肺血流灌注是不均勻的，肺血流依重力方向進行分布［1，2］。利用CT 進行肺血流灌注的研究不多。

能譜CT 以瞬時雙kVp 為核心技術，通過測量物質的衰減系數，可以達到物質組成分析與分離的目的。在能譜強化CT 中，可以分別測量到局部區域的碘基物質含量及CT 值。有研究證實，能譜CT 的碘基物質含量與真實碘濃度間明顯相關［3］，能反應碘濃度的區別，并且CT 值與碘濃度呈線性正相關［4］，而在強化CT 中測量的碘基物質基本來自血液中的碘，局部肺組織碘造影劑含量直接反應了其血流狀態，因此強化后掃描得到的肺組織碘含量及CT 值可以用以分析肺血流灌注。本研究通過定量測量不同區域碘基物質含量及CT 值，來分析肺灌注分布，并評估其分析血流灌注的評價效能。

本研究表明無論碘基物質含量還是CT 值均可證實在重力方向上存在肺血流灌注梯度差，碘基物質含量及CT 值由腹側向背側遞增，與既往研究［5，6］相同。對于上述現象的原因仍未取得一致意見，結合既往文獻，肺血流灌注可能受到重力、解剖等綜合因素影響，重力導致各區域血液靜水壓不同，影響了肺血流灌注，從而在重力方向存在肺血流灌注梯度，本研究所示肺灌注分布與既往研究一致，證實CT 值與碘基物質含量可正確反映肺血流灌注狀態。對肺組織CT 值和碘基物質含量進行比較分析表明，雖然二者均能正確反映肺血流灌注梯度，但碘基物質含量數值變化率較CT值明顯，換而言之，碘基物質含量能更敏感發現灌注差異，且CT 值未能發現下肺與中上肺間密度差異，表明其測量能力仍受到限制，尤其難以被肉眼直觀感覺。

目前臨床上最常用的肺灌注檢查方法是放射性核素顯像，存在檢查時間長，分辨率較低，檢查較繁瑣的缺點，不能完全滿足臨床要求。本研究表明，碘基物質圖像和CT 值均可反映肺灌注狀態，前者的不同區域間區別更為明顯，診斷效能高于后者，說明能譜CT 較傳統CT 圖像更能敏感發現肺灌注差異，結合同期獲得的肺血流圖像，可以對影響肺血流灌注的疾病做出全面診斷、分析、評估。

綜上所述，在仰臥位狀態下，碘基物質含量及CT值均可發現重力方向上肺灌注存在差異，碘基物質含量數值變化率更大，碘基圖對灌注差異更加敏感，提示其具備發現肺灌注分布異常的能力，胸部CT 是臨床常用檢查手段，具備操作簡便，成本低廉、設備應用廣泛的優勢，在肺灌注分析中能譜CT 有望得到更廣泛應用。

1 West JB，Dollery CT.Distribution of blood flow and ventilation-perfusion ratio in the lung，measured with radioactive carbon dioxide.J Appl Physiol，1960，15:405-410.

2 Point:Counterpoint:Gravity is/is not the major factor determining the distribution of blood flow in the human lung.J Appl Physiol，2008，104:1531-1536.

3 王樂，劉斌，汪潔，等.能譜CT 對碘含量測量準確性的實驗研究.實用放射學雜志，2012，27:264-267.

4 王樂，劉斌，余永強，等.能譜CT 測量單能量下CT 值與碘含量的相關性分析.實用放射學雜志，2012，28:152-154.

5 Fan L，Liu SY，Xiao XS，et al.Demonstration of pulmonary perfusion heterogeneity induced by gravity and lung inflation using arterial spin labeling.Eur J Radiol，2010，73:249-254.

6 Richter T，Bergmann R，Pietzsch J，et al.Effects of posture on regional pulmonary blood flow in rats as measured by PET.J Appl Physiol，2010，108:422-429.