肝癌介入栓塞术前的能谱CT血管成像评估

杨 皓 殷士蒙 孙荣跃 宋 恬 吴勘华 毕正宏 孙奕波 倪志华

肝癌是世界上最常见的恶性肿瘤之一，虽然外科手术治疗是早期肝癌治疗的首选手段，但一些创伤小或无创性的治疗技术也是重要的备选治疗手段，尤其是对于没有手术指征的患者，经导管动脉栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization, TACE)[1]是应用最广的技术之一，临床效果也较满意。目前CT检查是诊断和发现肝癌的一种最常用的影像学检查方法，依据肝癌血供特点的典型影像学表现，CT 诊断多数不难[2-3]。传统混合能量CTA对于一些肿瘤病灶的血管分布及走行，往往提示信息不足［4］。

随着CT的发展，能谱成像( gemstone spectral imaging，GSI) 技术实现了传统混合能量成像到单能成像的转变[5-6]。CT对能量成像的研究经历了能量减影到单能谱的变革，现已经进入了一个全新的领域。宝石能谱CT 把传统CT 成像的原理和细节进行解析和放大，使CT由原来依靠CT值的单参数成像变为多参数成像。CT能谱技术的一个重要工具就是单能量成像,可以避免对比剂硬化伪影和容积效应造成的遗漏和误诊小病灶，所以可以提高小病灶的检出率和对比剂充填小血管的分辨率。能谱CT技术能够根据X线在物质中的衰减系数转变为相应的图像,这有利于鉴别特异性的组织。对于肿瘤定位、定性和肿瘤血管分布方面会起到很好的指导作用。

方 法

1.临床资料

2010年5月～2012年9月在本院因肝癌接受介入治疗前的患者60例，其中男44例，女16例，年龄42～73 岁，平均55岁。60例中原发肝癌58例（经细胞学或组织学诊断，或符合1990 年全国肿瘤防治办公室、中国抗癌协会制定的原发性肝癌临床诊断标准[7]），肝转移癌2 例（胃癌和乙状结肠癌肝转移各1 例）。

2.CT 扫描技术

使用GE 公司宝石能谱CT（GE Discovery CT 750 HD）进行扫描。患者取仰卧位，检查前口服白开水600 ml，所有检查均行GSI（gemstone spectral image，GSI）扫描模式，分别行平扫、动脉期及门静脉期增强扫描。平扫及增强扫描的范围为从横膈上方4cm 至双肾下极水平。扫描参数为：自动mA，两种不同的kV（80 keV和140keV）。增强扫描所用对比剂为非离子型对比剂（欧乃派克350），体重1.5 ml/kg，流速4.0 ml/s，从肘正中静脉注入。动脉期时相开始由智能监测触发，感兴趣区（rigion of interest，ROI）选择在腹主动脉，阈值为150 HU，扫描开始时间为达到阈值后5 s，门脉期扫描于动脉期开始后30 s 进行。扫描层厚5.0 mm，螺距0.875。应用能谱CT 软件包将动脉早期数据重建为140 keV 的混合能量图像和最佳单能量图像（范围50～70 keV），将单能及混合能量图像均传至adw 4.4 工作站。

3.图像后处理

应用adw 4.4 图像后处理工作站，对混合能量模式（quality check，QC，）及最佳单能图像分别行CTA重建。采用最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及多平面重建法（muiti-planar reformation，MPR），对所有病例的动脉系统进行血管三维重组，包括从腹主动脉开始到肝内分支的走行（一般为腹腔干周围腹主动脉、腹腔干、肝固有动脉及其肝内分支；病灶如有异常血供，则追溯至其真实主干动脉，例如本组一例由胃左动脉的分支供应肝左叶病灶）。

4.统计学处理

应用stata 7.0 统计软件进行处理。

结 果

混合及单能能量成像模式CT血管成像结果见表1。所有图像资料由两名有经验的影像科医生阅看，对两组动脉重建图像质量予以独立3级评分，以显示肝左右动脉或胃左动脉同级血管为1级分支，顺次下推，可清晰显示肿瘤周围肝动脉的第3级或更进一步分支记3分，可清晰显示肿瘤周围肝动脉的第2级分支记2分，仅显示肝动脉第1级分支记1分（图1～3）。

图2 动脉早期最佳单能量图（B）设定腹主动脉和正常肝实质为感兴趣区（黄圈），能谱工作站自动测得最佳CNR在52 keV水平（A）；C图像为水基图；D图像为碘基图。

表1 两种方法对肝肿瘤血管分级的图像评价表

结果表明，最佳单能量血管重建图像同混合能量血管重建图像两种方法在评价肝肿瘤动脉供血分级显示中存在显著性差异（t=28.74，P＜0.001）,前者优于后者。

讨 论

动脉供血是肝癌的主要血供来源，肝动脉介入栓塞术（TACE）是治疗肝癌的主要手段之一，特点是其微创和术后恢复快，有文献报道其治疗后5年生存率和外科手术切除基本接近。 但有许多患者没有经过严密的术前血管评估，介入手术过程中医生找不到主要供血动脉，造成病灶栓塞不彻底，降低了疗效，显示其治疗的盲目性，放射科医生一直致力于寻找一种更好的术前血管评估检查方法。相对于传统的CTA检查，能谱CT最佳单能量血管重建图像为介入科医生找到了合适的方法。本研究即应用能谱CT 扫描，根据碘的能谱曲线，后处理软件自动计算出对动脉期肿瘤血管显示的最佳CNR范围在50～70keV；对最佳单能量和混合能量血管重建图像（常规CTA）的对比研究发现，在肿瘤小血管清晰显示及提示目标血管的走行方面，能谱CT最佳单能量重建方案有着明显的优势：根据最佳单能量能谱CTA提供的肿瘤血管数，明确需超选栓塞的肝动脉目标血管分支及栓塞范围，为精确栓塞病灶提供了保障，而且总体降低了栓塞剂的使用量，提高了疗效，减少了肝脏损伤的面积，降低了肝损伤的不良反应。另外，本组有两枚病灶分别由胃左动脉和肠系膜动脉分支动脉供血，介入医生术前了解肿瘤供血情况，采取针对胃左动脉的RLG导管和超选肠系膜动脉的方法，为病患进行彻底的肿瘤栓塞治疗，取得了良好的效果。

以往CT为混合能量的图像，在此模式下，组织的CT 值是固定的，因而图像中不同组织间的对比相对恒定。能谱CT通过扫描过程中管电压在80 keV及140 keV间的瞬时快速切换，可以利用双能量扫描技术，通过后处理软件得到单能量图像，进而得到不同物质的能谱曲线，即具有物质分离功能[8]：不同物质的能谱曲线在不同的keV水平的分离度不同，碘的能谱曲线上，随着单能keV的减小，含碘的肝动脉及肝实质的CT值差增大。同时，较小keV的情况下，图像本身的噪声较大。本研究应用能谱分析曲线显示，肝动脉与肝实质的最佳CNR范围在50～70keV水平左右。在此单能量水平，肝内及肝外肝动脉的CNR均明显高于混合能量CTA图像（图2），从而优化了CTA的成像质量，可见，最佳单能量图提高了CTA的成像质量。在最佳单能量CT图像上，肝内肝动脉与肝实质、肝外动脉与周围软组织密度的CNR的提高，是CTA主观评价改善的基础和重要因素。

一般来说, 高能量的图像中组织对比度较小, 而低能量的图像中组织对比度较大[9-10]。2例肝癌介入治疗后肝内活灶残存的患者，单能图像更加清楚地显示出活灶有无、大小及范围。另外，有学者报道肝硬化病例在混合能图像上显示不清的小肝癌，在单能图像上可以被发现[11]；对于肝内多发性小转移灶，单能图像也增加了病灶的检出数目。本组一例小肝癌患者介入治疗多次，曾多次行常规CTA检查未发现异常，此次单能量图像另外发现肝左叶一枚直径0.5cm的小病灶由胃左动脉供血（图3）。

本研究的可靠性与不足：本研究中两组数据是在同一设备，同次扫描中完成，排除了CT设备、扫描参数以及患者等相关因素的差异的影响，具有较好的可比性。最佳单能量图像由计算机自动算成，根据不同患者，最佳区间在50～70 keV，排除了医生的主观差异，采用最佳单能量图像与混合能图像配对比较。本研究中也存在一些不足之处：选择单能图像时未能量化分析何种能量级图像噪声最小；对于肝肿瘤栓塞后的能谱CT评估优势，例如能谱CT在排除肝内碘油伪影的作用等，有待病例资料充实后再展开分析。

总之，宝石能谱CT最佳单能( 50～70 keV) 图像能增加肝癌病灶与正常肝组织之间的对比，增强了动脉同正常肝组织的对比显示，优化了动脉图像质量，能清晰显示肝左右动脉以下3级以上血管分支，在冠状位图像上清晰显示血管从主动脉到肿瘤周围的走行路径，为介入插管提供明确方向，降低介入栓塞的盲目性。