能谱CT在乙肝后肝硬化炎性活动程度分级的初步应用
2023-12-03张家文
高 璐 杨 林 李 阳 韩 芳 杨 健 张家文
肝硬化严重威胁着人类的生命健康，具有较高的发病率和致死率。据报道，全球近三分之一的人群感染过乙肝病毒［1-3］。世界范围内，慢性乙型肝炎的患者高达2.5 亿，每年约有100 万人死于持续感染、肝硬化和肝癌。其中，以肝硬化为主要的致死病因［1-3］。大多数肝硬化是由肝炎发展而来，而病毒性肝炎的活动性病变与静止性病变交替出现，因此肝脏的病理改变错综复杂，炎症、坏死和纤维化均可出现。肝纤维化是可逆性改变，而肝硬化为不可逆病变［4］。乙肝病毒感染状态和炎症活动情况，是肝纤维化病变逆转的先决条件。即使到了不可逆的肝硬化阶段，无活动性炎症的肝硬化通常进展缓慢且无症状，而活动性肝硬化则易导致肝衰竭甚至进一步发展为肝癌［4］。因此，早期判断肝硬化的炎症活动度对肝硬化的防治和预后评估有着重要的临床价值。
目前评估肝硬化进展程度的方法存在不同程度的缺陷：超声弹性成像受操作者的影响大，重复性较差；磁共振扫描时间长，图像受呼吸运动伪影影响大；常规CT扫描图像质量不能更好地满足诊断要求；肝脏穿刺活检为有创性检查，存在一定的风险。能谱CT能提供常规CT无法提供的定量参数，且具有一般CT 扫描的优点。基于目前的检查方法存在不同的弊端，本研究拟利用能谱曲线对乙肝肝硬化炎性活动程度进行分级，为评估肝硬化进展情况提供新的思路与方法。
方法
1. 临床资料
选取2015年11月—2016年10月拟在我院肝病中心行肝移植手术治疗的肝硬化患者74 例。将肝移植供体作为对照组。排除肾功能不全［肌酐（Cr）＞1.5 g/L］、肝硬化合并其他肝脏疾病、严重心功能不全（NYHA 分级Ⅲ～Ⅳ级）、碘对比剂过敏者。最终纳入的肝硬化均由病理证实。肝硬化炎性活动程度分级采用Metavir评分系统［5］。
2. 检查方法
在GE 宝石CT 机（GE Discovery CT750HD）上采用能谱上腹部扫描模式（GSI），进行上腹部增强扫描。患者取仰卧位，从膈顶扫描至髂棘水平。管电流：630 mA；管电压：80、140 kV 瞬时切换；球管旋转速度：0.6 s/r；螺距：1.375∶1；层厚/层间距：5 mm/5 mm。选用上腹部增强扫描序列，按照1.5 mL/kg 的剂量从肘正中静脉注射造影剂（碘佛醇350 mgI/mL），速率3.5 mL/s。造影剂注射后35 s、67 s分别进行动脉期、门静脉期扫描。
3. 图像后处理
将获得的图像在主机上重建，层厚以及层间距离均设定为0.625 mm，动脉期及门静期图像分别命名为A PHASE MONO，和P PHASE MONO。将重建后的图像传到AW4.6 工作站（GE HealthCare， USA），采用特定的软件对图像进行处理分析。利用能谱后处理软件获得40～140 keV 范围的101 个单能量图像。在穿刺部位圈画出感兴趣区，上下连续3 个层面，避开大血管，保证动脉期和门静脉期圈画在相同的位置。
4. 统计学分析
所有数据均采用MedCalc 19.4.1 统计学软件进行分析。定量资料均采用均值±标准差表示。计算能谱曲线在40～70 keV、70～110 keV、110～140 keV 时的斜率。计算公式：λHU=|CT后-CT前|/能量区间。以40～70 keV为例：λHU=|CT70keV-CT40keV|/（70-40）。
对照组和病例组之间以及不同炎性活动程度的病例组之间的CT 值分析采用独立样本t检验。不同能量区间的能谱曲线斜率采用秩和检验。利用受试者工作特征（ROC）曲线评估诊断效能。进一步采用DeLong 检验，明确炎症活动度的最佳单能量值。检验水准α＝0.05，P＜0.05表示差异有统计学意义。
结果
1. 分组情况
58 名肝硬化患者中，排除无病理证实的24 例，最终纳入34 例［男∶女=15∶2；15～65 岁，均值为（48.3±12.1）岁］。炎性活动程度为轻度（A1）的患者14 例，中重度（A2-3）患者20 例。纳入16 名对照［男∶女=3∶5；24～46岁，均值为（34.8±8.4）岁］。
2. 能谱曲线的定量分析结果
对照组和病例组能谱曲线的趋势相似（图 1）。随着能量值的逐渐增加，动脉期病例组和对照组的CT值变化与门静脉期截然相反，即动脉期的CT值逐渐上升，而门静脉期CT 值逐渐下降（图 2）。不同能量水平下曲线的位置存在差异，对照组的能谱曲线位于病例组之上，即同一能量水平下对照组的CT 值高于病例组。在40～70 keV 病例组和对照组的能谱曲线存在较大差异，容易进行区分。
图1 病例组和对照组及不同炎性活动程度的肝硬化组的能谱曲线
图2 动脉期（A～D）和门静脉期（E～H）正常对照（A-B、E-F）和肝硬化患者（C-D、G-H）的能谱曲线
动脉期在40～70 keV 时，不同炎症活动程度的肝硬化组间能谱曲线差异最大，A1 的能谱曲线位于A2-3 之上，即A1 的CT 值（单位：HU）大于A2-3（40 keV：54.0±8.03 对36.2±18.84；50 keV：60.8±5.58 对47.3±13.75；60 keV：63.2±6.13 对55.4±8.52；70 keV：65.7±6.62 对60.4±6.00）。此时，ROC 曲线下面积分别为0.779、0.801、0.853、0.860。40 keV和60 keV 时曲线下面积存在统计学差异（P＜0.05）（图 3）。门静脉期A1 和A2-3 的能谱曲线基本重叠。
图3 动脉期（40～70 keV）A1和A2-3 CT值的检验效能
3. 曲线斜率的定量分析结果
动脉期，对照组和病例组能谱曲线的斜率相似，但在40～70 keV 时，病例组曲线斜率差异最明显，表现为A1 低于A2-3 （40～70 keV：0.39±0.34 对0.81±0.49；70～110 keV：0.09±0.07 对0.22±0.13 ；110～-140 keV：0.03±0.02 对0.06±0.04）。门静脉期，在40～70 keV 时病例组的斜率与对照组差异最为明显，表现为病例组高于对照组（40～70 keV：-1.49±0.39 对-3.72±0.84； 70～110 keV： -0.33±0.10 对-0.81±0.17； 110～140 keV： -0.09±0.03 对-0.23±0.09），但A1与A2-3的斜率无明显差异（图4）。
图4 对照组和病例组（A-B）、不同炎性活动程度的肝硬化患者（C-D）之间在动脉期（A、C）和门静脉期（B、D）的能谱曲线斜率
讨论
肝硬化是最常见的慢性进展性疾病之一，有多种类型，在中国以乙肝后肝硬化最为常见，其所占比例高达60%［6］。迄今为止，肝脏活检仍是评价肝脏纤维化发展程度、肝硬化进展阶段以及肝脏炎性活动度的金标准。但肝脏活检属于有创性检查，而且只是获取局部肝组织，对于准确评估病变整体的性质存在一定的局限性［7］。相比之下，影像学检查手段可以无创、系统地观察病灶，更有利于对病灶进行全面、准确的判断。
能谱CT 是CT 发展史中的里程碑。通过重建获得的单能量图像能提高图像的质量和病灶的检出率［8］。物质在不同能级下的X线衰减效应能通过能谱曲线直观反映出来［9］。至今，尚无利用能谱曲线对乙肝后肝硬化炎性活动进行分级的报道。基于能谱CT的优势，本研究利用能谱曲线对不同炎性活动程度的肝硬化进行分级。
本研究中病例组的能谱曲线位于对照组之下，具体表现为病例组的CT 值低于对照组，这可能是由于肝脏发生一系列的组织学改变而导致的。肝细胞发生变性、坏死及炎性反应，肝内再生结节及纤维间隔形成，最终假小叶产生，肝脏缩小、变硬，血管发生重塑，引起肝脏血供减少，均会使其CT 值下降［10-12］。在40～70 keV 能量区间，可以看到病例组和对照组的能谱曲线不同，且动脉期在此能量区间不同炎性活动程度的能谱曲线差异最明显，故40～70 keV 是评估乙肝后肝硬化炎症活动分级的敏感区间。因50 keV时，图像噪声较大，质量欠佳，故60 keV 和70 keV是评估炎症活动度的最佳单能量值。病例组和对照组能谱曲线的斜率不同，可能是由肝脏的灌注差异引起的。
本研究存在一定的局限性：首先，样本量较小，没有包含慢性乙型肝炎的每一个分级；其次，纳入疾病的亚型不够全面，研究对象局限于乙型肝炎肝硬化，并没有把其他病因导致的肝硬化（酒精性肝硬化、胆汁性肝硬化等）纳入本研究，后续的研究中将扩大样本量，增加不同的病理分期分级以及各种类型的肝硬化。
