雙能量CT碘圖評估肝硬化血流灌注的可行性分析

唐永強，石磊，李劍，石明國

第四軍醫大學西京醫院 放射科，陜西 西安 710032

雙能量CT碘圖評估肝硬化血流灌注的可行性分析

唐永強，石磊，李劍，石明國

第四軍醫大學西京醫院 放射科，陜西 西安 710032

目的 探討第二代雙源CT雙能量成像碘圖定量法評價肝硬化患者肝臟血流灌注變化的可行性。方法 根據肝功能Child-Pugh分級標準，收集正常人群及肝硬化患者肝臟雙能量CT增強掃描圖像及臨床資料各30例，記錄肝硬化患者肝臟各段動脈期（Ia）、靜脈期碘值（Ip）、動靜脈期CT值，計算肝動脈碘分數（AIF=Ia/Ip）及門靜脈碘濃度差（PVIC=IP-Ia）。結果肝硬化組與正常組肝左右葉間分別比較，Ia、Ip、AIF、PVIC值均無統計學意義（P＞0.05）。正常組與肝硬化組間比較各碘值參數，均有統計學意義（P＜0.05）。正常組與肝硬化組動脈期CT值組間比較無統計學意義（P＞0.05），靜脈期CT值兩組間比較有統計學意義（P＜0.05）。結論 第二代雙源CT（DECT）碘圖成像可反映肝硬化患者肝灌注的變化，為肝硬化患者定量評估提供一種新的方法。

肝硬化；雙能量成像；雙源CT；碘圖；血流灌注

引言

肝臟作為雙重供血器官，在正常生理期間通常以門靜脈為肝臟內供血，其供血量占到70%～80%，肝動脈供血只占到20%～30%。大量的研究表明，通常在肝臟的肝動脈供血系統與門靜脈供血系統之間存在著復雜的相互交通側支血管通路[1]。肝硬化作為肝臟常見的器質性病變之一，其病理變化主要為肝細胞發生彌漫性的變性壞死、結締組織出現增生變異、肝細胞有（伴）結節狀的再生，這種病理變化往往反復交錯發生發展，使得肝小葉形態結構和血液循環途徑（血管通路）逐漸被改建，隨著病變的遷延可出現一系列不同程度的門靜脈血管高壓，使得門靜脈對肝臟的灌注血量減少[2]。肝硬化血流動力學變化與肝功能儲備關系密切[3-5]。雙能量CT掃描可獲取100 kV及140 kV兩種單能譜圖像，同時利用后處理軟件獲取肝臟碘含量值，從而反映肝硬化血流動力學變化。本研究旨在探討第二代雙源CT雙能量成像碘圖定量法評價肝硬化患者肝臟血流灌注變化的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集經臨床診斷肝硬化并肝功能Child-Pugh分級后患者30例為肝硬化組，其中Child–Pugh A 4例，Child–Pugh B 6例，Child–Pugh C 20例，并收集30例臨床及影像學無肝臟異常病例30例做為正常組，記錄其臨床資料以及進行肝臟增強的患者雙能量CT圖像數據進行分析，其中肝硬化組男22例，女性8例，年齡21～72歲，中位年齡（41.3±5.4）歲。正常組男18例，女性12例，年齡18～64歲，中位年齡（32.1±2.5）歲。排除碘對比劑過敏患者、嚴重心臟疾病、甲狀腺功能亢進、孕產婦、體重指數＞30 kg/m2等患者。

1.2 檢查方法及參數

采用西門子雙源CT（Definition Flash, Siemens Healthare, Forchheim, Gemany）掃描，掃描參數為：140 kV/100 kV，自動毫安控制CAREDose4D掃描模式，準直器2 mm×64 mm×1.2 mm，螺距0.8，旋轉時間0.5 s/圈。動脈期采用自動觸發技術檢測興趣區為肝頂腹主動脈，觸發閾值為180 HU，動脈期掃描結束后延遲25 s采集門靜脈期，門靜脈期掃描結束后延遲35 s采集延遲期。對比劑選用優維顯（Ultravist 370 mgI/mL，Bayer Schering Pharma），經肘前靜脈以1 mL/kg，以3.5 mL/s的流速進行注射，注射完對比劑后再以相同的流速注射40 mL生理鹽水。

1.3 圖像后處理

利用Dual Energy軟件后處理工作站導入雙能量三期常規1.5 mm層厚數據，包括100 kV和140 kV的圖像，應用LiverVNC后處理軟件進行肝臟不同部位碘圖定量測量。并對100 kV圖像的不同部位強化CT值進行測量。

1.4 圖像分析

使用Viewing軟件將圓形興趣區分別置于肝左右葉進行測量。記錄所測興趣區的肝動脈碘值（Ia）及門靜脈期碘值（Ip）、CT值，每葉均測量3次，取3次測量的平均值記錄為最終碘值。測量時避開肉眼可見的血管、膽管、鈣化或偽影等。計算肝動脈碘分數（Arterial Iodine Fraction，AIF=Ia/Ip）及門靜脈碘濃度差（Portalvenous Iodine Concentration，PVIC=Ip–Ia）。選用 100 kV 圖像常規1.5 mm測量肝左右葉CT值，各葉測量3次取平均值記錄為最終CT值。

1.5 統計學處分析

應用SPSS 19.0統計軟件進行檢驗。計量資料采用均值±標準差表示，不同肝功能分級碘圖參數之間采用單因素方差分析，兩組間均值的比較采用獨立樣本t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 正常組與肝硬化組碘值差異

正常組（圖1）左右葉Ia值分別為（0.24±0.04）mgI/mL、（0.37±0.06）mgI/mL，左右葉Ip值分別為（1.69±0.11）mgI/mL、（1.66±0.10）mgI/mL。肝硬化組（圖2）左右葉Ia值分別為（0.46±0.06）mgI/mL、（0.42±0.05）mgI/mL，左右葉Ip值分別為（1.35±0.11）mgI/mL、（1.32±0.10）mgI/mL，正常組與肝硬化組Ia及Ip值組左右葉間對比無統計學差異（P＞0.05），其相應AIF及PVIC值左右葉間比較亦無統計學差異（P＞0.05），見表1。

圖1 正常對照組動脈期和門靜脈期的肝實質CT影像

圖2 肝硬化Child–Pugh C級患者動脈期和門靜脈期的肝實質CT影像

表1 肝左右葉間不同碘值參數比較（mgI/mL）

2.2 正常組與肝硬化組碘值參數比較

正常組Ia均值為（0.31±0.05）mgI/mL、AIF均值為18.45%。肝硬化組Ia均值為（0.44±0.07）mgI/mL、AIF均值為33.08%。組間比較有統計學差異（P＜0.05）。正常組Ip均值為（1.68±0.12） mgI/mL、PVIC 均值為（1.37±0.09）mgI/mL。肝硬化組Ip均值為（1.34±0.11）mgI/mL、PVIC均值為（0.9±0.08） mgI /mI。組間比較有統計學差異（P＜0.05），見表2。

表2 正常組與肝硬化組碘值參數比較

2.3 正常組與肝硬化組CT值比較

正常組動脈期肝實質CT值（70.5±4.1）HU，靜脈期肝實質CT值（118.2±7.3）HU，肝硬化組動脈期肝實質CT值（67.8±5.3）HU，靜脈期肝實質CT值（90.4±6.5）HU，兩組間比較動脈期肝實質CT值之間無統計學意義（P＞0.05），兩組間比較靜脈期肝實質CT值之間有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 正常與肝硬化組CT值比較（HU）

3 討論

慢性肝病已成為嚴重危害人類健康的疾病，慢性肝病治療控制不當發展為肝硬化，肝硬化及其并發癥已成為全球發病與死亡的主要因素之一。慢性肝病如果得不到正確有效治療和控制，20%以上的慢性乙肝患者會發展為肝纖維化、肝硬化，甚至肝癌，發病率及死亡率高，嚴重危害患者健康[8]。準確便捷的評估了解肝硬化血流動力學改變，可為肝硬化診治及隨訪提供重要依據。雙源雙能量CT利用兩套球管及探測器系統，同時產生高低能力射線經過人體獲得不同組織衰減數據實現物質成分分離，并可獲得增強掃描組織碘成分物質密度形成碘圖及虛擬平掃，詳細定量反映組織器官內碘離子分布情況[7-8]。可反映肝臟增強血流灌注過程中，不同期相肝組織含碘量，顯示肝臟碘攝取能力，從而反映肝硬化肝灌注過程中血流動力學變化。相比單源全肝灌注成像，具有有效輻射劑量低，掃描時間短等優勢。

本研究結果顯示，正常組肝左右葉Ia、Ip碘值比較均無統計學意義，相應AIF及PVIC值亦無統計學差異，與部分研究結果相符[9-11]，正常人群肝內各段灌注參數間無統計學差異。正常人群肝功能正常，肝右葉大，左葉小，肝組織吸收碘能力一致。而肝硬化后早期，右葉縮小，左葉尾葉代償出現增大，隨著肝硬化加重，肝臟各葉比例失調，肝功能進一步減低，晚期全肝體積縮小，肝右葉縮小顯著，左葉及尾葉呈相對增大[12]。在此過程不同階段肝各葉體積變化伴隨肝功能不同時期改變，肝灌注各葉間出現變化不同，晚期肝彌漫功能減低，肝灌注呈現一致分布異常。本研究顯示肝硬化組左右葉碘值參數間無統計學差異，筆者分析與本組研究Child–Pugh C病例比例較大有關，需要進一步大樣本數據分組對比研究。

不同研究報道的肝臟灌注及碘圖成像分析之間結果略有差異[13-16]。本研究正常組與肝硬化組間比較各碘值變化有統計學意義，碘圖成像可反映肝硬化后與正常人群血流灌注差異。表現為肝硬化后，肝功能減低，Ia、AIF值增高，Ip及PVIC值減低，肝臟動脈血供代償性增多，靜脈血供減少。本研究引入CT測量，對比觀察肝硬化后肝實質動脈期及靜脈期CT值變化，結果表明，與正常人群對比，肝硬化后肝動脈期實質CT值變化無統計學差異，與肝硬化后動脈期肝實質灌注增加，與碘值參數組間對比結果不符，筆者分析肝實質CT值與碘值相比沒有后者敏感相關，靜脈期肝實質CT值變化具有統計學差異。與肝硬化后肝實質靜脈期灌注減低相符。

目前，雙能量CT碘圖成像報道相對較少，多用于不同位置腫瘤樣病變研究，雙能量CT碘圖成像可定量分析肝硬化后血流灌注異常，并可一次掃描獲取虛擬平掃圖像。本文研究不足之處在于部分結果與文獻報道不盡一致，與本研究肝硬化樣本量較少相關，尚需大樣本分析，但其相比單源CT全肝灌注具有顯著優勢，并與其部分研究結果相符，能定量分析反映肝硬化后肝血流灌注改變，可作為研究肝硬化血流動力學變化一種新的方法。

綜上所述，雙能量肝臟CT成像，通過碘圖定量測定軟件可以評估肝臟供血情況的變化，并且在雙能量成像時一次性可以得到肝臟增強圖像，同時能評估肝臟血流的變化，為臨床診療帶來便利。

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Feasibility Analysis of Dual Energy CT Iodine Maps in Assessing Blood Perfusion of Cirrhosis

TANG Yongqiang, SHI Lei, LI Jian, SHI Mingguo
Department of Radiology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Xi’an Shaanxi 710032, China

ObjectiveTo evaluate the feasibility of quantitative method for second-generation dual-source dual-energy CT (DECT)iodine maps in assessing changes in hepatic perfusion in patients with liver cirrhosis.MethodsAccording to the Child-Pugh grading for liver functionality, 30 volunteers with normal liver functionality as well as 30 patients with liver cirrhosis were enrolled in this study, respectively. The hepatic arterial phase (Ia), intravenous iodine value (Ip) (AIF=Ia/Ip) and the difference of iodine concentration in portal vein (PVIC= IP-Ia) were measured and compared between the two groups.ResultsThere was no significant difference in Ia, Ip, AIF and PVIC between liver cirrhosis group and normal group as well as right lobe (P＞0.05). Statistical significant difference of parameters in odine maps were found between the two groups (P＜0.05). There was no significant difference in CT values between the group with normal liver functionality and the group with liver cirrhotic in arterial phase (P＞0.05), but significant difference was found in CT values in venous phase between the two groups (P＜0.05).ConclusionThe second-generation DECT iodine images can reflect the changes of liver perfusion in patients with liver cirrhosis and further provide a new method for quantitative assessment of patients with liver cirrhosis.

liver cirrhosis; dual energy imaging; dual-source CT; iodine maps; hepatic perfusion

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.11.005

1674-1633(2017)11-0015-03

R730.44

A

2017-08-25

2017-09-14

國家自然科學基金（81000648）。

石明國，教授，主要研究方向為醫學影像技術。

通訊作者郵箱：smg2002@163.com