640层动态容积CT心电门控技术评估急性胰腺炎脾动脉血管壁弹性变化

宋健，苏云杉，毛崇文，刘娇，向述天

昆明医科大学第四附属医院放射科，云南昆明 650021；

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是一种炎症性疾病，引起广泛和局部的系统病理生理变化，以及多种不同临床表现和预后[1-2]。约25%的AP患者出现血管并发症[3-4]，出血者死亡率约90%[5-6]。因此，及早预测血管受损情况，如血管功能的重要指标血管壁弹性度，对预后具有重要意义。本研究拟应用640层动态容积CT（dynamic volume CT，DVCT）前瞻性心电门控技术评价AP 导致脾动脉血管壁弹性受损的变化规律及其与改良CT 严重度指数（modified CT severity index，MCTSI）、床旁严重指数（bedside index for severity in acute pancreatitis，BISAP）评分系统的相关性，为评估AP 致脾动脉血管弹性变化程度提供量化依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究为前瞻性研究，连续纳入云南省第二人民医院2016年11月—2018年3月收治的AP患者。纳入标准：急性腹痛发作的住院患者；淀粉酶或脂肪酶至少高于正常值3 倍；首次发病；发病1周内行腹部CT检查。排除标准：①金属异物干扰中上腹部成像或血管广泛钙化；②临床症状较重难以配合检查或图像质量较差；③合并腹腔、腹膜后间隙其他感染性、肿瘤性或出血性疾病；④胰腺癌、沟槽胰腺炎、自身免疫性胰腺炎、脾脏病变及脾切除等。最终纳入40例AP患者，病因：19例（47.5%）过量饮酒，9例（22.5%）胆道疾病，4例（10.0%）高脂血症，1例（2.5%）胆道手术，7例（17.5%）病因不明。纳入同期CT检查无胰脾功能异常的21例受试者作为非AP组，均无腹部异常症状或体征；CT 显示腹部未见异常3例，肝、肾囊肿11例，肝血管瘤7例。本研究经我院机构评审委员会和伦理委员会批准（批准文号2016025），所有受试者均知情同意。

1.2 CT数据采集及处理

1.2.1 受试者准备 检查前受试者本人或其家属签署CT 增强检查知情同意书，在扫描床上测量并记录受试者血压，正确连接心电监护监测心率，保证CT扫描和心电门控同步。

1.2.2 检查方法 采用640层DVCT 仪（Aquilion ONE，东芝），采用高压注射器以4.0～5.0 ml/s 注入非离子型对比剂碘帕醇（370 mgI/ml）65～85 ml（0.8～1.0 ml/kg）；然后以相同速度注入0.9%氯化钠注射液30 ml。设置为VOL 扫描模式，扫描中心定于肋弓上2 cm 左右，采用对比剂示踪技术自动模式触发，触发点设定在扫描中心层面腹主动脉处，阈值为180 Hu。扫描参数：管电压100 kV，管电流600～800 mAs/转，自动曝光控制，参考影像为层厚5 mm，SD=10，旋转时间350 ms/圈，矩阵512×512，显示野320 mm。所有受试者均采用前瞻性心电门控扫描（Volume 采集模式，单Beat，0～95%）。

1.2.3 MCTSI及BISAP评分 采用双盲法，由2名具有15年及20年工作经验的放射科副主任医师对AP组按照MCTSI评分[7]计算每个病例的得分，如评估结果相差较大，通过再次联合阅片讨论达成统一意见。根据MCTSI评分标准对AP组进行分组：轻度0～2分，中度4～6分，重度8～10分。

由1名具有5年工作经验的消化内科医师按照BISAP评分系统的5项指标[8]进行评分，如评估不确定时由1名消化内科副主任医师确定评分。

1.2.4 数据重组及脾动脉血管壁弹性度感兴趣层面的测量 所有受试者通过扫描获得的原始数据包括所有0～95%的R-R 间期，间隔5%重组软组织函数图像，重组层厚0.5 mm，间距0.25 mm，将20组原始数据传至后处理工作站Vitrea fx 软件进行分析。

脾动脉血管壁弹性评估层面选在自腹腔干发出后3～4 cm处，选取测量层面需避开血管分叉处，利用Vitrea fx 软件测量感兴趣层面的脾动脉血管轴位面积。在实际测量中将同一受试者脾动脉在腹腔干分叉起始部设置为参考点，以保证每次测量位置一致，减少测量误差。由1名熟悉掌握软件使用的医师进行数据测量，测量全部20组期相的感兴趣层面的脾动脉面积后，选择脾动脉感兴趣层面1个心动周期内的最大面积和最小面积，1周后由同一名医师对该组数据进行重复测量，最终取2次测量的平均值。

根据公式（1）计算血管的弹性度（D）[9]。

其中，Smax、Smin 分别代表整个心动周期内最大、最小管腔面积，Ps、Pd 分别代表收缩压、舒张压。

1.3 统计学方法 采用MedCalc 18.2.1 软件，计量资料以表示，两组间比较采用成组资料t检验，正态与非正态分布的数据分别采用Pearson 相关或Spearman 相关分析变量关系，P<0.05 表示差异有统计学意义。绘制两组病例脾动脉血管壁弹性度的受试者工作特征（ROC）曲线，计算曲线下面积，分析脾动脉血管壁弹性度的诊断效能，并选择最佳诊断界点。

2 结果

2.1 两组患者一般资料比较 AP组与非AP组年龄分别为（48±16）岁、（39±15）岁，性别（男/女）分别为27/13、16/5，两组年龄及性别比较，差异无统计学意义（P 均>0.05）。AP组与非AP组脾动脉D值分别为（6.09±1.83）×10-3/mmHg、（8.32±1.05）×10-3/mmHg，差异有统计学意义（P<0.01）。

2.2 AP组不同亚组脾动脉D值比较 AP组轻、中、重度组分别有11例、22例、7例，组间脾动脉D值比较，差异均有统计学意义（P 均<0.05），中、重度组脾动脉D值与非AP组比较，差异均有统计学意义（P 均<0.05，图1）。

2.3 AP组与非AP组脾动脉血管壁弹性度比较 脾动脉血管壁弹性度评估AP 的ROC曲线下面积为0.865（P<0.001，图2），最佳临界值为7.31×10-3/mmHg，脾动脉血管壁弹性度评估AP 的敏感度及特异度分别 为80.0%和85.7%。

AP组MCTSI及BISAP评分系统均与脾动脉D值呈负相关（r=-0.937、-0.658，P 均<0.001，图3、4）。

图1 不同MCTSI评分AP组各亚组间脾动脉D值与非AP组比较

图2 脾动脉D值评估AP 的ROC曲线

图3 AP组脾动脉血管壁D值与MCTSI评分的相关性

图4 AP组脾动脉血管壁D值与BISAP评分的相关性

3 讨论

脾动脉大多数起始于腹腔干动脉（98.98%），约5.7～23.1 cm（平均12.5 cm）。脾动脉在行程中与胰腺关系密切，故本研究选取脾动脉作为AP 血管并发症的靶血管。一般情况下，脾动脉由腹腔干动脉发出后，向下达到胰腺上缘，再向左沿胰腺后上缘（60%），也可经过胰腺前方（30%）或后方（8%），甚至可能包埋在胰腺实质中到达脾门，本研究脾动脉血管壁弹性评估层面选在自腹腔干发出后3～4 cm处，亦因为此段血管贴近胰腺，易受炎症波及，且便于统一测量点。

血管弹性是动脉血管机械特性的主要评价指标，在一定程度上反映动脉内皮细胞的功能。CT 具有很高的空间分辨率，可清晰观察血管的形态信息，准确测量血管管径及面积，并且随着CT 设备的发展，宽探测器的出现以及更快的扫描速度使得CT 已广泛应用于血管形态与功能的评估。在无大血管疾病的人群中，李亮等[9]利用多排CT 结合心电门控技术通过测量分析健康人的主动脉弹性发现胸、腹主动脉血管弹性随年龄增长而下降；Ganten 等[10]提出该方法有助于患者血管疾病分级，因此可以纳入临床常规CT 扫描方案。王诚明[11]利用256层CT 回顾性心电门控扫描技术获取冠状动脉弹性信息并分析发现，对于亚临床冠状动脉硬化患者，即冠状动脉未出现器质性改变，其动脉弹性的变化要早于结构上的变化。利用CT 测量分析动脉弹性的技术仅局限于大动脉及心脑血管疾病方向，同时CT 增强检查作为评估AP 的影像学方法，已广泛应用于临床。本研究利用640层DVCT心电门控技术获得脾动脉R-R 间期全时相的图像，测量并计算后即得到脾动脉血管壁弹性度，且不同组间比较存在显著差异，该技术在未增加受检者的辐射剂量及造影剂剂量的基础上，既反映了受检者胰腺的形态，又获得了脾动脉的功能性特点，实现一站式量化检查。

本研究结果显示，应用脾动脉血管壁弹性度对AP组与非AP组间比较其ROC曲线下面积为0.865，以脾动脉血管弹性度 7.31×10-3/mmHg 为最佳临界值诊断AP 脾动脉弹性受累的敏感度及特异度分别为 80.0%和 85.7%，提示在脾动脉弹性度≤7.31 ×10-3/mmHg 时表明脾动脉血管壁受累，在制订治疗方案时需考虑保护脾动脉血管壁的相应措施。

AP 严重度评价方法有很多种。BISAP评分各项指标在临床上常用，易于推广使用，并且其经过大样本研究验证，是可以实现早期评估的评分系统。Chandra 等[12]检索生物医学出版物的主要数据库，对报道BISAP评分系统AP 从预测准确性进行了前瞻性队列研究，结果表明BISAP评分对于不同病因的AP患者均具有非常好的预测性能，并且可在一定程度上改善AP患者的预后。同时，AP 影像学评分系统多次修订，最终由Mortele 等将胰腺外炎症反应的影像表现引入评分体系，对原有的 CT 严重程度评分（computed tomography severity index，CTSI）系统评分进行修改，形成MCTSI。Rehan 等[13]对120例AP 进行CT 增强检查，结果表明，MCTSI评估AP 的敏感度和特异度分别为100%和87%；Jain 等[14]纳入150例AP患者进行CTSI、MCTSI评分在相关因素的相关性对比，发现MCTSI评分在预测住院时间、感染、器官衰竭、手术率及死亡方面优于CTSI评分。因此，本研究采用MCTSI、BISAP评分系统评价AP 的严重程度，并分析其与脾动脉血管壁弹性度的相关性。

本研究显示，AP患者的MCTSI、BISAP评分与脾动脉血管壁D值均呈负相关，MCTSI评分轻、中、重度AP患者间脾动脉血管壁D 有显著差异，并且非胰腺炎组脾动脉血管壁D值与AP 轻度亚组无显著差异，但与中、重度亚组存在差异，表明MCTSI、BISAP评分越高，患者的脾动脉D值越低，即发生血管意外的可能性越高，因此，早期测量AP患者的脾动脉血管壁D值，可以为临床提前干预血管并发症提供量化信息，从而减少因血管并发症引起的死亡。同时，MCTSI、BISAP评分可以在一定程度上反映脾动脉血管壁D值的下降程度，当MCTSI评分为中、重度时，AP患者的脾动脉血管壁D值与非胰腺炎患者比较差异有统计学意义，与Hagiwara 等[6]的结论相似。

总之，640层DVCT心电门控扫描可通过一站式检查获得心动周期全时相的脾动脉图像信息，定量描述脾动脉血管壁弹性度的变化，为量化研究不同程度AP 所致周边血管受累情况提供了新方法。