双源CT双能量碘图评价主动脉病变肾灌注水平

高立， 袁旭春， 邱翔， 胡国迎， 廖文凌， 侯金成



·腹部影像学·

双源CT双能量碘图评价主动脉病变肾灌注水平

高立， 袁旭春， 邱翔， 胡国迎， 廖文凌， 侯金成

目的：探讨双源CT双能量成像碘图评价主动脉病变患者肾灌注水平的临床应用价值。方法：10例主动脉病变患者行CT血管成像(CTA)后行双能量扫描，应用Liver VNC程序，重建肾灌注碘图，测量双肾实质正常灌注及低灌注感兴趣区的CT值、碘浓度、对比增强率及脂肪分类。结果：10例受检者CTA共扫描20侧肾脏，其中6侧灌注异常减低。双能量碘图检查结果与CTA一致；肾脏低灌注区的碘浓度和对比增强率低于对照侧，差异有统计学意义(t=5.08，P<0.05；t=4.16，P<0.05)；0.5融合图像低灌注区CT值低于对照侧，差异有统计学意义(t=6.20，P<0.05)；肾低灌注区与对照侧的脂肪分类差异无统计学意义(t=1.94，P=0.08)。结论：应用双能量碘图可直观显示肾灌注水平，测量感兴趣区CT值、碘浓度和对比增强率等定量指标可反映肾灌注水平，与CTA联合应用有助于准确评价主动脉病变患者的肾灌注水平。

双源CT； 双能量成像； 体层摄影术，X线计算机； 肾灌注

主动脉病变包括主动脉夹层、穿透性动脉硬化性溃疡及壁内血肿，典型临床表现为胸背部疼痛，是临床重症。主动脉病变最常累及的器官动脉为肾动脉，可造成肾动脉狭窄、血流灌注异常，进而发展成为肾梗死。应用影像学方法准确评价主动脉病变患者肾灌注水平，及时发现肾灌注异常，有助于临床积极干预，防治肾功能不全，改善患者预后。双源CT(dual-energy CT)双能量成像利用能谱分析技术获得碘离子分布图，能直观清晰地显示器官灌注状态并测量相关定量参数。本研究应用双能量CT成像，重建肾灌注碘图，旨在探讨双源CT双能量成像碘图评价主动脉病变肾脏灌注水平的临床应用价值。

材料与方法

1.研究对象

搜集2015年3月-8月在我院就诊的10例主动脉病变患者，10例患者均在主动脉CT血管成像(computed tomography angiography，CTA)后行双能量扫描。10例患者均为男性，年龄36～76岁，平均63.3岁，其中7例为主动脉夹层支架术后复查，2例为主动脉壁内血肿，1例为主脉壁内血肿合并新发腹主动脉夹层。CT检查前所有患者均签署知情同意书。

2.检查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash双源CT机，患者仰卧位，足先进。先行常规定位扫描，包括整个胸腹腔，再行胸部及全腹部平扫(胸廓入口至双侧股动脉水平)。

主动脉CTA扫描参数：对比剂采用碘帕醇注射液(370 mg I/mL)，剂量1.0～1.5 mL/kg，流率3.5～4.0 mL/s，经右肘静脉注射，对比剂注射结束后马上以相同流率注射生理盐水40 mL；采用对比剂示踪技术，感兴趣区(region of interst，ROI)放置于升主动脉或主动脉弓，阈值为100 HU，自动触发扫描，若发现ROI放置于夹层假腔则手动启动扫描，扫描方向从头到足。CTA扫描结束后行双能量扫描，扫描参数：两个球管的管电压分别为100 kV、Sn140 kV，管电流分别为157 mAs、126 mAs，旋转时间0.5 s/r，探测器准直为32×0.6 mm，螺距0.6，层厚0.75 mm，视野275 mm×275 mm。扫描范围从第11胸椎下缘至双侧髂嵴连线。经计算腹部双能量扫描的平均辐射剂量为4～5 mSv。

3.图像分析

分别采用最大密度投影(maximun intensity projection，MIP)、多平面重组(multiplanar reformation，MPR)和容积再现(volume rendering，VR)技术进行主动脉CTA图像重组，结合薄层增强图像，观察主动脉病变及器官动脉受累情况，评价双肾灌注水平(灌注正常、灌注减低和无灌注)。

双能量扫描原始数据被自动重组为3组数据，分别为100 kV、Sn140 kV和两者以1:1比例融合的图像(即0.5融合图像)，重建卷积函数核值为30f，重建层厚0.75 mm。将双能量数据调入工作站，进入Dual Energy程序，确定双能量图像重建视野范围，选择最佳对比度图像，采用腹部增强对比的Liver VNC应用程序进行图像重组，得到彩色编码的双能量灌注图像，即肾灌注碘图。通过轴面、冠状面和矢状面多方向观察双侧肾脏的灌注图像，记录灌注缺失或稀疏的部位和范围，肾脏灌注稀疏或缺失表现为灌注色彩减低或无色彩，并与CTA结果对照。

应用ROI技术在主动脉设置ROI作为双能量归一化对比标准，需注意避开主动脉病变和植入的支架；在双肾上、中、下极肾实质区分别设置ROI，工作站自动生成相关数据，包括CT值(包括分别在100 kV、Sn140kV及0.5融合图像的测量值)、碘浓度、对比增强率及脂肪含量；对于灌注异常区测量3次取平均值，对照侧肾脏取上、中、下极肾实质测得数据的平均值。

4.统计学分析

结　果

10例急性主动脉病变患者经CTA检查发现6例患者单侧肾脏灌注减低，其中5例为主动脉夹层支架植入术后患者(患侧肾动脉狭窄4例，走行折曲1例)，1例为主动脉壁内血肿合并新发腹主动脉局限性夹层，其左肾动脉开口于夹层假腔。

肾灌注碘图发现6例肾脏灌注异常，与CTA结果一致，4例表现为灌注稀疏，2例表现为灌注缺失(图1、2)。在灌注异常减低区及对照侧设置ROI并进行相关数据测量，经统计学分析显示，肾脏灌注异常区CT值低于对照侧，0.5融合图像低灌注区CT值低于对照侧(t=6.20，P<0.05)；肾低灌注区的碘浓度及对比增强率低于对照侧，差异均有统计学意义(t=5.08，P<0.05；t=4.16，P<0.05)；肾低灌注区与对照侧的脂肪分类差异无统计学意义(t=1.94，P=0.08，表1)。

表1　肾脏灌注碘图测量数据统计

讨　论

1.主动脉病变肾灌注异常的病理基础

主动脉病变包括主动脉粥样硬化改变、主动脉夹层、壁内血肿，最常累及的器官动脉为肾动脉。主动脉粥样硬化病变累及肾动脉，造成肾动脉壁增厚，或者肾动脉开口附近主动脉病变造成肾动脉起始部走行折曲，都会造成肾动脉管腔狭窄。若主动脉夹层内瓣膜进入肾动脉，或者肾动脉开口于夹层的假腔，则会造成肾缺血和/或梗死。主动脉壁内血肿是主动脉中层局部出血形成主动脉壁内不流动的血肿，当主动脉真腔受压变形时，可能影响器官动脉开口，造成血流灌注不足。

王湘等[1]对77例主动脉孙氏术后患者进行回顾性分析，发现77例患者中11例出现急性肾功能衰竭，及时行血液透析治疗，其中10例肾功能得到改善。主动脉夹层真腔受压、内膜撕裂致肾动脉开口受累而导致肾脏灌注不足是术前或术后出现急性肾功能衰竭的主要原因。因此，评价主动脉CTA图像时，除明确主动脉病变性质外，还需观察主动脉所有分支是否受累，实质器官是否有强化减低或强化缺损。准确评价肾灌注水平，及时发现肾灌注异常，对于临床防治主动脉病变相关肾功能衰竭具有重要意义。

本研究CTA显示6例肾脏灌注异常的病例，其中5例为主动脉夹层支架植入术后患者，均为左肾动脉受累，管腔狭窄，肾实质灌注减低；1例为主动脉壁内血肿合并新发腹主动脉夹层，左肾动脉开口于夹层假腔，导致肾血流灌注减低。主动脉夹层的真假腔排列在腹主动脉水平，趋向于左右排列，假腔位于左侧，真腔位于右侧，因此左肾动脉受累概率明显高于右肾动脉。

2.双能量肾灌注碘图的临床应用及意义

双源CT具有两套球管-探测器系统，能同时进行高、低能量射线的扫描，依据不同密度物质在高、低能量射线下衰减特性的不同实现物质成分分离，对增强后碘成分提取得到的碘物质密度成像即为碘图，能够灵敏地探测器官内极微量的碘离子分布差异[2，3]。在注射碘对比剂后行一次双能量CT扫描，经后处理软件重组即可获得反映组织器官血流灌注水平的双能量碘图，不会增加患者的碘对比剂用量；相对于单源CT灌注成像需行多期、多时相扫描，双能量碘图的有效辐射剂量相对较低。本研究腹部双能量CT扫描的有效辐射剂量值4～5 mSv，相当于一次常规腹部螺旋CT平扫的辐射剂量。

本研究双能量成像肾灌注碘图共发现6例肾脏灌注异常病例，与CTA结果相符。肾灌注碘图应用色彩编码可清晰显示肾灌注减低和灌注缺失，表现为灌注色彩减低和无色彩，相对于CTA薄层图像更加直观、灵敏。本研究于主动脉CTA扫描结束后立即行肾脏双能量扫描，在不增加患者对比剂注射剂量的情况下，获得处于肾实质强化期(肾皮、髓质均强化)的肾灌注碘图，观察双肾灌注状态，并应用ROI技术定量测量相关参数。对肾灌注碘图进行定量分析，设置腹主动脉ROI作为双能量归一化对比标准，测量双肾的灌注参数，以避免在双肾血流灌注水平均减低的情况下出现偏差。本研究结果显示肾灌注异常侧的CT值、碘浓度和对比增强率均明显低于对照侧，两者间差异均有统计学意义(P<0.05)。碘浓度反应组织器官内碘离子的分布，能敏感反映碘离子的微量差异。对比增强率是ROI相对于所设置的双能量归一化对比标准的碘对比剂强化程度的百分比。碘浓度和对比增强率均是较客观的器官血流灌注指标，对于评价肾灌注水平有重要临床意义。

脂肪分类以百分比表示，代表感兴趣区的脂肪含量，一定程度上反映组织结构信息。本研究结果显示肾灌注异常侧与对照侧的脂肪含量差异无统计学意义(P>0.05)，说明本研究中所设置的双肾灌注减低侧与对照侧ROI的组织结构大致相仿，无明显偏差，研究结果较客观。

目前双源CT双能量灌注成像的临床应用是影像学研究的热点，大多应用于缺血性心脏病的心肌灌注成像、脑灌注成像、肺动脉栓塞肺灌注成像以及部分实质器官肿瘤病变的灌注研究[4-9]，而用于大血管病变的体部实质器官灌注的研究和报道较为少见。本研究应用双能量碘图可直观显示并评价主动脉病变患者的双肾灌注水平，获得相关定量数据，与主动脉CTA检查结果的一致性较好；碘浓度和对比增强率是能客观有效评价肾灌注异常的定量指标。

主动脉病变患者大多为重症患者，并非临床常见病，因而本研究纳入病例数量较少。在今后的研究中将不断扩大样本量，丰富数据，进一步探讨碘浓度和对比增强率应用于器官灌注评估的临床价值和意义，并获得其对于肾灌注水平定量评价的参考值范围。

综上所述，双能量碘图能直观、准确评价肾脏灌注水平，为主动脉病变的相关器官灌注提供有临床价值的信息，可作为主动脉病变CTA的辅助检查手段。

[1]王湘,李刚,杨建安，等.孙氏手术治疗74例Stanford A型主动脉夹层[J].中华心血管外科杂志，2014，30(6):335-337.

[2]Paul J,Krauss B,Banckwitz R,et al.Relationships of clinical protocols and reconstruction kernels with image quality and radiation dose in a 128-slice CT scanner:study with an anthropomorphic and water phantom[J].Eur J Radiol,2012,81(5):699-703.

[3]Lin XZ,Wu ZY,Tao R,et al.Dual energy spectral CT imaging of insulinoma-value in preoperative diagnosis compared with conventional mutli-detector CT[J].Eur J Radiol,2012,81(10):2487-2494.

[4]Ho LM,Marin D,Neville AM,et al.Characterization of adrenal nodules with dual-energy CT:can virtual unenhanced attenuation values replace true unenhanced attenuation values?[J].AJR,2012,198(4):840-845.

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[6]贾飞鸽,彭珂文,汪春荣,等.双源CT双能量肺灌注成像对急性肺动脉栓塞诊断价值[J].中国CT和MRI杂志，2013,11(6):41-43.

[7]宋巍,吕梁,李文佳,等.双源CT心肌灌注在猪急性心肌梗死模型中的应用[J].安徽医科大学学报，2014，49(11):1676-1679.

[8]张龙江,卢光明.双源CT及其临床应用[J].中华放射学杂志,2008,42(2):206-208.

[9]卢光明，张龙江.双能量CT：何去何从[J].放射学实践，2014，29(9)：986-987.

Evaluation of the renal perfusion by iodine maps of dual energy CT in patients with aortic lesions

GAO li,YUAN Xu-chun,QIU Xiang,et al.

Department of Radiology,Sun yet-sen Cardiovascular Hospital,Guangdong 518020,P.R.China

Objective:To investigate the clinical value of dual energy CT iodine maps in evaluation of the renal perfusion in patients with aortic lesions.Methods:Ten cases with aortic lesions underwent CTA and dual energy CT examination.The Liver VNC software of dual energy CT was used to analyze the iodine maps of renal perfusion.The CT value,iodine concentration,rate of contrast enhancement and fat classification of kidney were measured on iodine maps.Results:CTA was performed in 10 patients with 20 Kidneys.Six kidneys with hypoperfusion were found in 20 kidneys,consistent with the result of dual energy iodine maps.The CT value,iodine concentration and rate of contrast enhancement in renal hypoperfusion group were lower than those in control group (t=6.20,P<0.05;t=5.08,P<0.05;t=4.16,P<0.05).There was no statistical significant difference of fat classification between the renal hypoperfusion group and control group (t=1.94,P=0.08).Conclusion:Iodine maps of dual energy CT can directly reveal the level of renal hypofunction,it may be useful for evaluation of the renal perfusion when combined with CTA in patients with aortic lesions.

Dual source CT; Dual energy imaging; Tomography,X-ray computed; Renal perfusion

518020广东，深圳市孙逸仙心血管医院放射科

高立(1976-)，女，武汉人，博士，副主任医师，主要从事心血管影像诊断工作。

深圳市龙岗区科技研发资金资助项目(ys2012142)

R543.1; R814.42

A

1000-0313(2016)01-0072-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.01.017

2015-08-23

2015-10-25)