CT检测脂肪肝技术与应用进展

孙陶陶 陈克敏

脂肪性肝病包括一系列以肝细胞内三酰甘油积聚为特征的疾病。西方世界脂肪肝发病率约为20%～30%,其中最多见的是非酒精性脂肪肝。近年来,随着国内生活水平的提高及生活方式的改变,脂肪肝的发病率也在逐渐提高,据统计亚洲至少10%的人口有脂肪肝。CT检测肝脏脂肪是目前较成熟的技术,很多代谢性或感染性疾病都可以有肝内脂肪的累积,脂肪性肝炎与肝硬化、肝纤维化有密切关系,早期诊断这些疾病有可能改善预后。肝脏脂肪的检测还可用于活体肝移植术前评估、接受化疗的肿瘤患者的随访等。

常用脂肪检测技术

组织病理学分析作为脂肪肝诊断和分级的主要标准,尚存在许多不足。手术或活检获得组织学标本均为侵入性操作,常伴有潜在的各种并发症,如出血甚至引起死亡等;取样大小甚至取样不当也会极大地影响疾病诊断。肝脏脂肪变性是一个动态的过程,通过活检监测病情发展变化显然是不实际的。相应地产生了对无创性检测技术的需求,影像学检查即为其中主要组成部分。

常用于肝脏脂肪变性的影像学检查包括超声、CT、MR等。US因其安全便利被广泛应用,但US视野小、主观因素较强,在鉴别肝脏纤维化和脂肪变性及发现轻度脂肪肝时存有一定困难,不能满足进一步的临床需求。M R是目前最敏感的检测手段之一,其基本技术可分为两类:化学位移成像和脂肪饱和技术,而MR波谱成像被认为是无创性评估肝内三酰甘油的参考标准[1]。普通的SE序列对肝内脂肪浸润敏感性相对较低,Meisamy等[2]在T1化学位移水脂分离成像基础上加以T2矫正,对肝内脂肪定量的结果与MR波谱成像有良好的相关性。MR的主要缺陷在于后处理的复杂性及对设备要求高,检查时间较长,价格相对较贵,难于大规模临床普及使用。CT与超声同为临床脂肪肝检查的常用方法,具有较高的敏感度和特异性,且临床常可在检查腹部其他疾病的同时对肝脂肪变性进行评估。

普通CT

肝内脂肪在CT图像上主要表现为CT值的降低,体外模型实验证实肝组织CT值降低与肝脏脂肪含量呈线性关系[3]。依据这一原理可对脂肪肝进行诊断和分级。

1.体内对比

单纯对肝脏CT值进行测量存在被检者个体间及设备甚至医院间的差异,所以常选择脾脏作为标准化的参照物。轴向扫描时脾脏与肝脏位于同一成像区域,且很多肝脏的病理改变不会影响脾脏,故传统选用脾脏作为体内对比,计算肝脾CT值差或比值对诊断含量为30%以上的肝脂肪变性特异性可达到100%[4]。值得注意的是,Kodama等[5]对比了平扫图像单纯测量肝脏CT值和采用脾作为标准化参照的方法,发现两者没有明显差异,提示虽然脾脏参照方法简单,但脾脏作为参照值并不是非常理想。

为寻找更好的体内对比方式,Panicek等[6]提出,为消除脾脏病变及增强后强化情况带来的影响,应用肋间肌或脊柱旁肌肉代替脾脏可能敏感度更好。基于脂肪肝的血供特点,近来也有研究者尝试将肝脏主要血管作为参照物,计算所谓去血流肝脏衰减CTL-B,其计算方法为CTL-B=[L-0.3× (0.75×P+0.25×A)]/0.7,P和A分别表示肝脏实质、门脉主干和腹主动脉的CT值),在平扫和增强时均取得较好的敏感度和特异性[4,7]。但是后两种对比方式尚缺乏更多的实验数据支持,且在临床实际应用中不够方便快捷。

2.平扫

正常肝脏平扫CT值约为50～57HU,比脾脏高7～10HU。通常将肝脏CT值低于40HU或与脾脏差值 ＜-10HU作为肝脏脂肪沉积的CT诊断标准,即在平扫图像上表现为肝脏较脾脏密度更低。上述标准在检测含量＞30%的脂肪时敏感度达到88%～95%,而特异性为 90%～99%[4,6,8]。Kodama等[5]进一步证实全肝脏ROI平均CT值为40HU时对应脂肪含量约为30%,同时(41.9±6.7)HU,和(25.0±15.5)HU分别对应25%～50%和＞50%。通过计算肝脾CT值差值或比值得到的肝脏衰减指数常被用于评估脂肪肝脏浸润程度 ,肝脾CT比值(CT L/P)＜0.8、肝脾CT差值(CTL-P)＜-10HU和CTL-B均对诊断脂肪含量＞30%的大泡性脂肪变性有高度特异性(特异性100%),而三种方法的敏感度分别为73%到82%不等[4],高度特异性避免了假阳性的出现。Park等[9]最近比较了315例扫描同日接受肝穿活检的肝移植供体的CTL-P,对入组者依据活检结果进行分级,发现96例肝脏无脂肪沉积者此数值在1～19HU间波动,平均值为(9.5±4.2)HU,而219例存在不同程度脂肪肝者平均CTL-P为(6.0±8.7)HU(P＜0.001),由此认为CTL-P=1HU可作为是否存在脂肪肝的保守诊断标准。

据肝实质被脂肪取代的百分比将大泡性肝脂肪变分级为轻度(5%～33%)、中度(33%～66%)和重度(＞66%),并认为小于5%无明确的病理学异常,＞33%可认为存在脂肪性肝炎。脂肪性肝炎的存在较单纯的脂肪变性使得肝脏术后死亡率升高,而接受中重度脂肪肝的受者其移植物存活率明显下降。此外,当供体脂肪肝程度从30%上升到60%时,受者术后发生肝肾功能衰竭的可能性大大增加。因此,若肝脏脂肪变达到20%～30%的活体肝移植的供体通常被排除供体资格。CT肝脏平扫能够避免不必要的活检,不失为肝移植术前良好的筛查工具。

尽管CT在诊断中重度脂肪肝时十分可靠,但是对 ＜30%脂肪浸润的诊断敏感度低,不能用于检测轻度的脂肪变性。

3.增强

脂肪肝常在常规体检或其他疾病的检查时发现,而为减少患者接受的辐射量,有时并不进行平扫而直接增强,因此有研究者提出利用增强CT判断肝内脂肪沉积,但随后的研究发现造影剂相关因素(浓度、对比剂用量、注射速率)和扫描延迟时间的变化会对肝脏CT值造成影响[5-6],从而难以标准化地判定存在脂肪沉积。早期研究认为增强后使用肝脾对比方法的敏感度与特异性都有所降低,即使在门脉期改用脊柱旁或肋间肌作为对比,对轻中度肝脂肪变性的敏感度依然只有30%左右[6]。

近来Kim等[7]选择192例潜在肝脏供体并严格控制各相关参数(如将延迟时间规定为75s)后进行了研究,证实增强后肝脾CT值差的诊断准确度较平扫降低的结论。他们还提出取增强后肝脏与血管CT值对比,发现新方法较平扫肝脾CT值对比,在脂肪含量5%～30%时有相似的特异性和更高的敏感度(30%时分别为84.6%和64.2%),而且该方法使得肝脏与血管的CT差值绝对值明显增大,便于直观地发现病变,产生这种现象的原因可能为脂肪浸润部分肝脏血流的减少。

4.影响因素

成像过程中的各种技术参数和肝脏本身的病理变化都有可能影响肝脏的CT表现。

较低的管电压或管电流会使得背景噪声增多。管电流在一定程度内的变化不会引起组织平均CT值的明显变化,200 mAs和50 mAs平扫常见组织CT值均无显著差异[10],肝脏CT值＜40HU的阈值在低剂量CT(120kVp,25～75mAs)平扫时仍可用于诊断中重度肝脏脂肪变性。而调整管电压后,CT值则会依组织特性发生不同程度的变化[10]。与一般的观念相反,虽然CT机排数增加提高了图像质量,但并不会影响组织的CT值测定[10],因此对脂肪含量的测定不需要增加患者所接受的辐射量,在普通CT机上即可完成。

需要注意的是,存在肝脏脂肪变性的患者往往会合并其他疾病,而患者接受的药物或介入治疗也会导致肝实质CT值的改变。辐射对肝脏的损伤会形成局部CT值异常增高或降低,具体与邻近肝脏实质情况有关。急性肝炎的患者,肝实质CT值不均,CT图像显示门脉周围区衰减降低。铁沉积对CT值的影响与脂肪相反,因此那些有血色病的患者肝脏通过肝脏CT值变化诊断脂肪沉积的可靠性降低。非酒精性脂肪性肝炎的特征是伴随脂肪沉积出现的炎症和纤维化,这种组织学特征会改变单纯脂肪沉积的典型CT特征。40%的非酒精性脂肪性肝炎患者有肝脏铁沉积的倾向,而且这些患者常有糖原水平升高,这些都会影响肝脏的影像表现。

双能量CT

2006年出现的双源CT能够同时使用两组不同的管电压 (常用140kVp和80kVp)来进行双能量扫描,不同物质依据管电压变化其X线衰减程度不同,变化程度主要取决于组成物质的原子量,原子量差距越大越易鉴别。DECT的这个特点在辨别各种组织成分如骨、脂肪和软组织等十分实用。存在脂肪变性的肝脏组织较正常肝脏在管电压变化时CT值变化更明显。

研究显示当没有铁沉积时,DECT可能用于分辨脂肪与其他SECT上低衰减的病变。

Wang等[11]DECT动物模型研究中发现肝脏脂肪含量每增加10%,两个能量等级(90kVp和120kVp)的CT值差别增大4.1HU。轻度脂肪肝的CT值差为1.7～5.8HU,中度为5.9～9.9HU,重度可达 10HU以上。Raptopoulos等[12]研究发现两种能量扫描(140kVp和80kVp)间CT值增加超过7HU不能排除肝脂肪浸润,而＞10HU则提示大于25%的脂肪浸润,支持Mendler等[13]的研究结果:当80kVp较140kVp肝脏CT值降低9～13HU时提示脂肪浸润,同时差值随脂肪含量增加而增加。低能量时CT值降低更明显。现在尚没有足够的研究依据支持DECT能够准确有效地对肝脏脂肪浸润程度分级。

DECT铁的CT值变化与脂肪相反,在低能量时会增加,因此当存在铁沉积时对脂肪探测存在一定影响[12]。Raptopoulos等[12]认为,当脂肪浸润与血色病等铁沉积性疾病共存时将无法被DECT检出。Fischer等[14]在体外模型采用脂肪-碘-铁三物质分离技术生成虚拟去铁图像,对混合铁沉积的脂肪的辨别能力与单纯脂肪模型相似,且与单能量扫描无显著差异,说明新的扫描技术和后处理手段结合有排除铁干扰的潜力。Barrett等[15]则将虚拟平扫技术应用于脂肪检测,发现虚拟平扫图像CT值略有增高 (51.1～51.9HU,平扫图像为49.2HU),图像噪声明显降低,提示未来有可能取代真实平扫图像以降低患者接受的辐射,其问题在于后处理造成的伪影干扰。

展望

CT基于CT值的变化评估肝内脂肪,这项技术发展较成熟,有很高的可重复性和稳定性,特别对于30%以上的大泡性脂肪变性能作出可靠诊断。但是传统CT受到从扫描技术因素到肝脏其他病变 (如铁、铜、糖原沉积、肝纤维化、组织水肿)等诸多影响,不可避免存有误差的可能。选择脾脏作为体内对比使用方便,但也会受到很多因素的影响,如脾脏自身病变或脾脏受其他因素的影响,未来可考虑使用肝内血管等取代脾脏作为新的体内参照物。随双源CT和能谱CT技术的应用,上述很多影响因素的干扰有望被降低,但其实际应用前景需要更多临床实验工作结果的支持。

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