五期增强CT扫描评估正常肝实质及肝硬化患者肝脏灌注特性的可行性研究

李清， 谢双双， 侯文静， 石祥， 程悦， 沈文

国内外相关研究显示肝脏CT灌注成像在评价肝脏血流灌注方面具有独特的优势，可用于肝脏弥漫性病变[1-3]与占位性病变[4-6]的诊断与鉴别诊断、肝脏储备功能评价[7]、肝脏介入治疗[8，9]、肝移植监测[10]等方面。然而，肝脏CT灌注成像扫描次数多，导致辐射剂量较大，限制了其在临床中的广泛应用。肝脏多期增强CT扫描在特定时间点进行有限次数扫描、成像迅速、受检者辐射剂量相对较低，在临床中广泛应用于肝内病变的定性及定量诊断。目前临床中常用的包括腹部三期增强和四期增强扫描，设想如果在现有的多期增强CT的基础上增加有限的扫描次数，在获取常规多期增强CT信息的同时还能获取灌注信息，则可明显降低受检者的辐射剂量，增加扫描的便捷性，从而有利于肝脏灌注扫描在临床中的广泛使用。基于以上考虑，本研究在常规四期增强的基础上加入动脉早期，旨在探讨五期增强CT用于正常及肝硬化患者肝脏灌注特异性评估的可行性及准确性。

材料与方法

1.研究对象

选取本院2015年11月至2016年4月临床疑诊腹部疾病且既往无肝病史者40例纳入本研究，纳入标准：①无碘过敏者；②无肝脾手术史者。所有患者均行腹部CT平扫及5期增强检查，包括动脉早期、动脉期、门脉流入期、门脉期及延迟期。经影像检查、实验室检查及随访证实，肝多发血管瘤者4例，肝单发血管瘤(直径为4 cm)者1例，肝多发囊肿者5例，肝癌2例，肝胆管细胞癌1例，剔除以上共14例患者，余26例纳入本研究。纳入本研究的26例患者中，男14例，女12例，年龄23～76岁，平均(51.7±13.4)岁，平均身体质量指数(body mass index，BMI)为(24.45±3.50) kg/m2，其中正常或肝单发血管瘤(直径<2 cm)患者16例[男8例，女8例，年龄26～67岁，平均(46.1±12.8岁)]，肝硬化患者10例[男6例，女4例，年龄39～76岁，平均(57.7±11.0)岁]。另外回顾性收集我院既往可疑肝脏病变行常规灌注CT扫描，结果显示正常或肝单发血管瘤(直径<2 cm)且既往无肝病史者12例[男8例，女4例，年龄23～69岁，平均(44.8±13.6)岁，平均BMI为(22.51±2.73) kg/m2]纳入本研究。本研究经医院伦理委员会批准，所有受试者检查前均签署知情同意书。

2.检查方法

采用GE Revolution CT 256排容积扫描仪行CT扫描。受检者检查前禁食6～8 h，并于检查前30 min口服750 mL水以充盈消化道，扫描前在受检者肘前静脉埋置18G套管针。受检者取仰卧位、脚先进的扫描体位。所有受检者均以高压注射器经肘前静脉注入对比剂欧乃派克(碘海醇注射液，350 mg I/mL)70 mL，注射流率5 mL/s，之后以相同流率追加注射20 mL生理盐水。

平扫及五期增强CT扫描参数：管电压120 kV，有效管电流采用自动毫安，转速0.5 s/r，准直256×0.625 mm，扫描层厚5 mm，层距5 mm，图像矩阵512×512，重建层厚1.25 mm，重建间隔1.25 mm；扫描范围自膈顶至髂前上棘；受检者均先行平扫。采用超小剂量对比剂团注测定技术(Test Bolus)触发扫描，选取双肾以上水平腹主动脉为监测点，获取时间-密度曲线(time-dense curve,TDC)，取达到动脉峰值前6 s为动脉早期，动脉峰值点为动脉期，15 s后为门脉流入期，35 s后为门脉期，延迟200 s后为延迟期。

肝脏常规CT灌注扫描参数：管电压100 kV，有效管电流100 mA，转速0.5 s/r，准直256×0.625 mm，扫描层厚5 mm，层距5 mm，图像矩阵512×512。扫描时采用腹带固定并嘱咐受检者扫描过程中尽量保持平静呼吸以减少呼吸运动伪影。扫描起始于膈顶，扫描范围为16 cm。注射对比剂5s后开始连续增强扫描，每次扫描时间为0.5 s，扫描间隔1.5 s，共扫描24次，重建得到768层5 mm图像。

3.图像处理及数据分析

将平扫及五期增强CT图像传输至CT Kinetics(GE Medical System)后处理工作站及LIVER MAX软件进行后处理，得到肝脏灌注参数伪彩图，包括肝动脉灌注量(hepatic arterial perfusion，HAP)、门静脉灌注量(portal vein perfusion，PVP)、肝动脉灌注指数(hepatic perfusion index，HPI)、血流量 (blood flow，BF)、血容量(blood value，BV)。将常规CT灌注数据传输至Advantage Windows 4.2(GE Medical System)后处理工作站及liver perfusion软件进行后处理得到肝脏灌注参数BV、BF、HAF的伪彩图，并根据公式HAP=BF×HAF，PVP=BF×(1-HAF)计算HAP、PVP。由2位具有5年以上工作经验的影像医师独立测量各灌注参数值，测量方法如下：选取第一肝门层面，分别在肝左外叶、左内叶、右前叶、右后叶肝实质上各画取一个大小相近的兴趣区(region of interest，ROI)，所画ROI避开血管、胆管及肝内病变区(距离病变边缘≥2 cm)[11]，取2位观察者测量结果的平均值进行统计学分析。考虑到常规灌注CT与五期增强CT扫描范围不一致，采用容积CT剂量指数(volume CT dose index,CTDIvol，mGy)记录辐射剂量，该数值在扫描后CT机上自动显示。

4.统计学分析

结果

1.测量结果一致性

两位观察者对五期增强CT及常规灌注CT获取的各参数测量结果的一致性均良好，ICC值在0.818～0.996之间(表1、2)。

2.正常肝实质五期增强CT与常规CT灌注、正常肝实质五期增强CT与肝硬化患者五期增强CT所得各灌注参数值的比较

五期增强CT及常规CT灌注后处理得到的灌注伪彩图见图1、2。正常肝实质五期增强CT与常规CT灌注得到的HPI、HAP、PVP及BF差异均无统计学意义(P值分别为0.475、 0.219、 0.073、0.108，表3)，而两组间BV差异有统计学意义(P<0.001)。五期增强CT扫描得到的参数中，肝硬化组HPI、HAP较正常肝实质组升高，PVP较正常肝实质组降低，且差异均有统计学意义(P值分别为<0.001、0.042、0.002)；而两组间BV、BF值差异无统计意义(P值分别为0.488、 0.093，表4)。

3.五期增强CT扫描与常规CT灌注扫描的CTDIvol值比较

平扫加五期增强CT扫描的CTDIvol为(53.78±13.67) mGy，常规CT灌注扫描的CTDIvol为45.45 mGy，两者差异有统计学意义(t=3.109，P=0.005)；单期增强CT扫描的CTDIvol为(8.96±2.28) mGy，为常规CT灌注扫描的19.7%(8.96/45.45)。

表1 两位观察者测量常规CT灌注参数的一致性分析

表2 两位观察者测量五期增强CT灌注参数的一致性分析

图1 正常肝实质CT平扫加五期增强扫描得到的灌注参数伪彩图及TDC图。a) BV图；b) BF图；c) HAP图；d) PVP图；e) HPI图；f) TDC图。

参数五期增强CT常规CT灌注t值P值HPI(%)23．82±8．7322．08±3．390．7280．475HAP[ml/(min·mL)]0．24±0．090．33±0．21-1．2890．219PVP[mL/(min·mL)]0．79±0．201．07±0．48-1．9380．073BV(mL/100g)9．62±2．0213．78±2．67-4．7040．000∗BF[mL/(min·100g)]104．86±20．92139．96±67．87-1．7310．108

注：*P<0.0.5为差异有统计学意义。

表4 正常肝实质组与肝硬化组五期增强CT灌注参数值比较

注：*P<0.05为差异有统计学意义。

讨 论

肝脏CT灌注是指在静脉注射对比剂后对选定层面进行同层动态扫描，依据组织的TDC后处理得到组织灌注参数及灌注参数伪彩图来反映组织的血流变化，从而可以提供组织的病理生理信息，有利于肝脏良恶性肿瘤的鉴别、肝硬化的评估、肝癌介入治疗术后评估、肝移植供体及受体肝脏术后评估等。肝脏灌注数学模型分为最大斜率法和去卷积法，本研究中五期增强CT扫描后处理采用的CT Kinetics软件基于最大斜率法灌注数学模型，考虑到本模型是以脾TDC峰值时间将肝灌注分为肝动脉期和门脉期[12，13]，而临床中四期增强CT的门脉流入期与脾强化峰值时间点接近，且本研究中回顾性分析常规CT灌注扫描12例正常肝脏或单发血管瘤者的CT灌注原始数据显示门脉流入期与脾峰值期时间间隔仅为4～6 s，因此本研究以门脉流入期代替脾峰值期。为了增加数据的准确性，本研究还加入了动脉早期，即采用动脉早期、动脉峰值期、门脉流入期、门脉期和延迟期图像联合平扫图像来获取各肝脏灌注参数图，结果显示正常肝脏五期增强CT与常规CT灌注得到的HPI、HAP、PVP、BF值差异均无统计学意义，其中HPI、HAP及PVP变化与Lee等[14]的研究结果一致；而两者BV值差异有统计学意义。这提示五期增强CT获取的灌注参数中HPI、HAP、PVP、BF较准确，而这4个灌注参数在肝硬化[15]、肝癌[16]、肝转移瘤[17]、肝移植供体术后[18]及肝癌治疗术后[19]等的应用中具有重要意义，说明五期增强CT有望应用于这些领域，为临床提供灌注相关信息。

此外，为了进一步验证五期增强CT获取的灌注参数评估肝脏病变的价值，本研究还纳入了肝硬化患者，同样采集五期增强CT数据，并与正常肝实质组进行比较，结果显示肝硬化患者的HPI、HAP较正常肝实质增高，PVP较正常肝实质减低，且差异有统计学意义，这与龙莉玲等[20]采用常规灌注扫描得到的研究结果一致，且HPI变化亦与Van等[15]的研究结果一致，说明五期增强CT获取的灌注参数HPI、HAP、PVP能反映肝硬化的血流灌注特点。然而，五期增强CT获取肝硬化患者的BV、BF较正常人降低，其中BF的变化趋势与Hashimoto等[21]的研究结果一致，但差异无统计学意义，因此BV、BF的准确性有待进一步研究。

图2 肝硬化患者CT平扫加五期增强扫描得到的灌注伪彩图及TDC图。a) BV图； b) BF图； c) HAP图； d) PVP图； e) HPI图； f) TDC图。

本研究对五期增强扫描和常规灌注扫描的辐射剂量进行了比较，结果显示五期增强扫描采用标准腹部扫描条件(管电压120 kV，管电流自动毫安)，单期扫描的CTDI为(8.96±2.28) mGy；灌注扫描采用固定管电压和管电流(管电压100 kV，管电流100 mA)，CTDI为45.45 mGy，前者仅为后者的19.7%。说明五期增强CT在常规三期或四期增强CT的基础上增加有限的辐射剂量，能同时获得满足临床诊断要求的高质量CT图像和肝脏灌注信息，为肝脏灌注技术的广泛应用提供了新的依据。

本研究尚存在一些局限性，首先样本量小，可能导致结果产生一定的偏移；其次，正常肝实质组并未同时进行五期增强CT和常规灌注扫描，可能会存在人群偏倚。在今后的研究中，笔者会扩大样本量，力争在同一人群内进行准确性验证，并纳入更多疾病进行研究。

综上所述，五期增强CT对正常肝脏灌注的评估结果与常规灌注一致，且可用于肝硬化患者肝脏灌注改变的评估。

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