肝细胞肝癌一站式增强联合灌注CT扫描方案的优化及二者参数的相关性

冯萌云，吕培杰，梁盼，王会霞，李伟然，高剑波

(郑州大学第一附属医院 放射科，河南 郑州 450052)

肝细胞肝癌(hepatocellular carcinoma，HCC)是最常见的恶性肿瘤之一，具有高发病率、高复发率、高死亡率的特点[1]。HCC血流灌注特点与其恶性程度有关，因此术前诊断及评估肿瘤微循环至关重要[2]。增强CT是目前筛查HCC的主要手段，但其检出率在一定程度上受扫描时间影响。CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTP)不仅可显示组织内部形态学特点，亦可评估肿瘤微循环状态[3]，但因辐射剂量高、探测器宽度等原因而应用受限。本研究通过使用宽体探测器、全模型实时迭代重建技术(adaptive statistical iterative reconstruction-VEO，ASiR-V)等解决以上难题[4]，实现一站式增强联合灌注扫描，获得CTP和双期增强图像，且陶奉明等[4]也证实全肝灌注一站式成像可行。本研究目的为优化HCC一站式CT扫描方案并进一步评估增强和灌注参数间的相关性。

1 资料与方法

1.1 临床资料回顾性收集2017年6—9月于郑州大学第一附属医院接受上腹部一站式增强联合灌注CT检查的20例HCC患者的临床资料，其中男16例，女4例，年龄37～70岁，平均(57.7±8.86)岁，7例患者有饮酒史，16例患者有乙肝病史，11例患者患肝硬化。前瞻性收集2017年9—12月于郑州大学第一附属医院确诊为HCC的40例患者(手术确诊30例，穿刺活检确诊10例)的临床资料，剔除图像存在严重运动伪影的3例和已接受放疗、化疗或其他影响肿瘤血供的治疗的4例患者后，最终纳入33例，包括男25例，女8例，年龄34～70岁，平均(54.84±10.27)岁，10例患者有饮酒史，24例患者有乙肝病史，1例患者有丙肝病史，23例患者患肝硬化。本研究经郑州大学第一附属医院医学伦理委员会审批通过，所有患者或其家属签署本研究知情同意书。

1.2 检查方法患者取仰卧位，用腹带将其束缚在CT检查床上，嘱其平静呼吸，采用GE Revolution多层螺旋CT仪进行扫描。管电压100 kV，管电流80 mAs。ASiR-V前后均设置为40%，球管旋转时间0.5 s，矩阵512×512，扫描层厚和层间距均为5 mm，重建层厚和层间距均为1.25 mm。首先行上腹部CT平扫，确定肿瘤位置、范围等，使用双筒高压器(德国Ulrich公司)，经肘前静脉以5 mL·s-1的速度注射50 mL非离子型碘对比剂(碘海醇，350 mgI·mL-1)，接着以相同速率注入40 mL生理盐水。一站式增强联合灌注扫描方案：注药后5 s开始行CTP扫描，流入期每2 s(曝光时间0.5 s，间隔1.5 s)采集1次图像，共采集11次，回顾性部分为打药后23 s后进行动脉期扫描，前瞻性部分为打药后29 s后进行动脉期扫描，流出期每2 s(曝光时间0.5 s，间隔1.5 s)采集1次图像，共采集8次，60 s和120 s后开始静脉期与延迟期扫描[5]，扫描范围同平扫。

1.3 图像分析所有平扫、CTP及增强图像传送至美国GE Healthcare ADW 4.7后处理工作站，利用CT Perfusion 4D体部灌注模型进行分析。使用矫正心脏运动伪影的序列矫正因轻微呼吸运动所造成的层面不一致，纠正后生成新序列，再进入Liver perfusion进行分析，通过勾画腹主动脉及门脉感兴趣区(region of interest，ROI)得到动静脉峰值，然后计算得到时间-密度曲线(time-density curve，TDC)，获得各灌注参数伪彩图。在灌注图像及双期增强图像上选取肿瘤的最大层面独立手动勾画ROI，尽量避开大血管及坏死区域，ROI的选择尽量保持一致，记录HCC与肝实质灌注动脉期不同时间点所对应的CT值、HCC灌注参数值[达峰时间(TTP)、平均上升斜率(MSI)、血流量(BV)、血容量(BF)、平均通过时间(MTT)、肝动脉灌注分数(HAF)、毛细血管表面通透性(PS)]及动静脉期CT值[HCC动脉期CT值(CTHCC-AP)、HCC静脉期CT值(CTHCC-VP)]，测量3次，取平均值，计算灌注图像动脉期不同时间点所对应肿块与正常肝实质的差值，动静脉HCC与正常肝实质的比值[动脉期HCC与正常肝实质的比值(λCT-AP)、静脉期HCC与正常肝实质的比值(λCT-VP)]和差值绝对值[动脉期HCC与正常肝实质差值的绝对值(△CT-AP)、静脉期HCC与正常肝实质差值的绝对值(△CT-VP)]。

1.4 统计学方法应用SPSS 21.0统计软件包进行统计处理，双期增强参数与灌注参数采用Pearson相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 TDC曲线由回顾性灌注数据得到TDC曲线，计算后发现HCC与正常肝实质差值最大时对应的灌注动脉期时间点中位数及众数均为24 s，加上延迟5 s，即29 s时扫描动脉期病灶显示最佳，有6例患者扫描最佳时间点为24 s，5例为35 s，2例为38 s。见图1。

曲线a～d分别表示主动脉、门静脉、HCC和正常肝实质的TDC。

图1HCC患者一站式增强联合灌注扫描TDC

2.2 增强与灌注CT参数的相关性一站式增强联合灌注扫描中，CTHCC-AP和CTHCC-VP均与MSI、BV、MTT呈正相关(均P<0.05)，λCT-VP与MSI、MTT呈正相关(均P<0.05)，余参数间无显著相关性(均P>0.05)。见表1。

表1 HCC患者双期增强CT参数与灌注CT参数间的相关性

注：双期增强CT参数：CTHCC-AP—HCC动脉期CT值，CTHCC-VP—HCC静脉期CT值，λCT-AP—动脉期HCC与正常肝实质的比值，λCT-VP—静脉期HCC与正常肝实质的比值，△CT-AP—动脉期HCC与正常肝实质差值的绝对值，△CT-VP—静脉期HCC与正常肝实质差值的绝对值。灌注参数：TTP—达峰时间，MSI—平均上升斜率，BV—血流量，BF—血容量，MTT—平均通过时间，HAF—肝动脉灌注分数，PS—毛细血管表面通透性。

3 讨论

HCC是世界范围内常见的恶性肿瘤之一[1]，全球每年约有100万人因其死亡，其中中国患者约占一半[6]。HCC是富血供肿瘤，它的生长、向周围的侵袭及转移都依赖于肿瘤血管的生成[7]。CTP不仅可显示组织的形态学特点，还可反映肿瘤的微循环状态[2,8]，但因探测器宽度、辐射剂量、耗时等诸多限制未能普及。增强CT检查虽应用广泛，却不能反映肿瘤血管新生情况，且HCC扫描时间的选择影响病灶的检出率。

本研究采用GE Revolution 16 cm宽体探测器，可实现轴位肝脏灌注，一次扫描即可获得全肝CTP图像和增强图像，可避免MSCT往返扫描过程中因呼吸运动产生的漂移伪影[9]，另外也可获得肝动脉CTA及门静脉CTV图像。对比剂注射一次就可获得多项检查结果，降低了造影剂对肾脏的损害，同时也缩短了检查时间，减少了经济支出，其配备AsiR-V技术可降低辐射剂量，还可获得低噪声、高质量的图像[10]。本研究CTP后处理采用符合肝脏双重血供特点的去卷积模型，对比剂注射速率无需太快即可获得准确数据，适用于大多数患者[11]。现一站式扫描已广泛应用于肾脏、胃及胰腺等多部位的检查[12-14]，在肝脏方面也有诸多报道[4,15]，但尚未见通过一站式增强联合灌注检查优化扫描方案及探讨两者间相关性的报道。

本研究表明，一站式增强联合灌注扫描方案中动脉期为注药后29 s后开始扫描病灶显示最佳，与Gordic等[16]研究一致，有7例患者扫描时间延迟，考虑与患者合并肝硬化有关。有研究表明BV为判断病变区域血供状况的有效指标，造影剂通过新生血管时，单位体积肿瘤内造影剂量增多[17]，BV越高，MTT越长，当然CT值也越高，但也有研究表明，MVD、VEGF与BF、PS、HAI一致，与BV、MTT无关[18]，造成这种结果可能是因为本研究参数采用去卷积法原理得到，由于HAP、PVP、TLP、HBF及HBV数据为绝对数，受心功能及肿瘤内血管分布的双重影响，个体间差异大[19]，也有可能是扫描机器、扫描方案不一致所致，此解释有待进一步研究证实，HCC双期CT值与MSI呈正相关，从另一个方面验证了HCC是富血供肿瘤，强化方式为快进快出。

本文的不足与展望：(1)本研究样本量小，所得结论缺乏大量数据支持及相关文献佐证；(2)ROI的勾画在一定程度上受主观因素影响，双期增强序列与灌注序列不能同时分析，因此不能保证完全在同一层面；(3)本研究采用肿瘤最大层面进行勾画，而非全肿瘤，可能无法反映肿瘤整体情况(但有研究表明，全肿瘤测量法与肿瘤最大层面测量的灌注参数差异无统计学意义[20]；(4)因辐射剂量等原因未设置对照组进行比较。

综上所述，通过一站式增强联合灌注扫描数据知，注射造影剂后29 s行动脉期扫描，HCC病灶显示最佳，CTHCC-AP、CTHCC-VP与MSI、BV、MTT呈正相关，λCT-VP与MSI、MTT呈正相关。因此在未行灌注扫描时，增强参数可间接反映部分灌注成像指标，为临床诊疗提供更多信息。