256排螺旋CT灌注成像在肝脏疾病中的应用进展

李靖翊(综述)，刘建滨(审校)

(湖南师范大学第一附属医院 湖南省人民医院放射科，长沙 410005)

肝脏疾病在我国是一类常见且多发的疾病，以往对于肝脏疾病的影像学检查主要是B超、普通CT及增强扫描和磁共振成像检查，这些检查手段仅限于病灶形态学的检查，尽管动态增强扫描可以显示血流的异常，但是其功能也十分有限。CT灌注成像的应用可以很好地解决这些问题，将形态学及功能性完美地结合在一起，有利于对肝脏疾病的诊断以及鉴别诊断。

1 肝脏CT灌注成像的原理及数学方法

CT灌注成像由Axel[1]率先提出，20世纪90年代初Miles等[2-3]又提出了肝脏灌注的概念，在很大程度上推动了器官灌注的发展。

CT灌注成像的原理是在静脉注入对比剂的同时对所选定的层面进行快速连续多次同层扫描，以获得所选层面内每一像素的时间密度曲线，然后再经过不同的数学模型计算出血流量、血容量、对比剂的平均通过时间(mean transit time，MTT)、对比剂峰值时间、毛细血管通透性等灌注参数，再对以上参数进行计算机后处理，得到相对应的伪彩色灌注图，用以反映组织的血流动力学变化。

肝脏灌注参数计算的数学模型主要有斜率法和去卷积法。斜率法是Miles等[2]提出的，他们把肝脏增强过程分为肝动脉期和门静脉期，但是斜率法所测得的门静脉灌注量(portal vein perfusion,PVP)没有考虑肝血流中肝动脉的影响，因此计算出的PVP偏低。Blomley等[4]对其进行改良，在PVP计算前将肝脏时间密度曲线中肝动脉血流的影响去除，计算出来的结果更加符合实际情况。去卷积法是在非去卷积法的基础上由Cenic等[5]于1999年提出，去卷积法综合考虑了肝脏的流入动脉和流出静脉，主要反映的是注射对比剂后组织中残留对比剂随时间的变化。由于去卷积法对灌注的流入及流出血管进行综合性的考虑，与实际血流动力学更加相近。去卷积法数学模型复杂，但是去卷积数学方法计算的偏差小，注射速度要求不高(一般为4～5 mL/s),因此去卷积法将来会应用更加广泛。

2 CT灌注的临床应用

2.1正常肝脏的灌注指标 对于正常肝脏的研究颇多，但是由于设备及选择患者标准的不同，测量的数据存在一些差别。Miles等[2]测得5例正常组人的肝动脉灌注量(hepatic arterial perfusion，HAP)为0.17 mL/(min·mL)，PVP为0.34 mL/(min·mL),肝动脉灌注指数(hepatic arterial perfusion index,HAPI)为32%,但是未考虑到门静脉期仍有肝动脉血流供血肝脏,所以测得的PVP值偏低。1995年，Blomley等[4]对其进行改进，测得HAP为0.19 mL/(min·mL),PVP为0.93 mL/(min·mL),总肝灌注量(total liver perfusion,TLP)为1.11 mL/(min·mL)，门静脉灌注指数(portal perfusion index，PPI)为84%。何宝明等[6]用最大斜率法测量20例正常肝脏，得到HAP为(0.18±0.08)mL/(min·mL),PVP为(0.98±0.33) mL/(min·mL)，TLP为(1.1±0.12) mL/(min·mL)，HAPI为19.2%，PPI为80.8%。以上学者测量的数据很好地证实了CT灌注成像可以反映肝脏血流动力学变化，并反映了肝脏双重供血的特点。

2.2肝脏肿瘤

2.2.1原发性肝癌 原发性癌在我国是一种发病率高且预后欠佳的疾病，其中以肝细胞癌的发病率最高。临床上对原发性肝癌的研究较多，其中以肝细胞癌为主。以往对于肝细胞癌诊断的金标准是血管造影检查。但是，血管造影对于病灶的组织学分型及血流动力学的改变的显示十分有限，随着CT灌注成像的逐步使用，以上问题得到了很好的解决。

朱石柱等[7]研究报道，肝细胞癌组的血流量、HAP、HPI、毛细血管表面通透性较对照组显著升高，差异有统计学意义，PVP、MTT显著降低，差异也有统计学意义。燕平[8]对25例肝细胞癌患者行CT灌注扫描，结果显示，肝细胞癌组的血流量及HAPI较正常组显著增高，而MTT显著降低。上述灌注参数印证了肝细胞癌以动脉供血为主的特点,通过CT灌注研究可以反映原发性肝细胞癌血流动力学变化,从而为肝细胞癌的诊断提供线索与依据。Fournier等[9]对14只化学诱导原发性肝癌及15只正常对照大鼠模型行CT灌注扫描发现，在肝癌发生过程中，HAP逐渐增加，PVP逐渐减少，说明随着肿瘤逐渐向恶性分化，病灶的动脉供血更占优势，符合肝癌供血的特征。文利等[10]对18例不同分化程度的肝细胞癌患者进行CT灌注研究并分析其与微血管密度(microvessel density，MVD)的相关性，结果表明，不同分化程度的肝细胞癌其灌注指标会发生变化，同时肝细胞癌的恶性程度与MVD呈正相关,肿瘤恶性程度越高,MVD越高,而且在肿瘤内的分布区不一，说明灌注指数是反映肿瘤恶性程度及MVD的可靠指标，为肝细胞癌的诊断、分级及化疗提供可靠的依据。

2.2.2转移瘤 肝脏转移瘤在肝脏恶性肿瘤中居第二位。转移瘤的诊断对于原发灶的诊疗及判断患者的生存率有重要帮助,但其早期明确诊断是一个十分棘手的问题。近年来,随着CT灌注成像技术的发展,将功能成像与形态成像相结合,由灌注参数和不同的灌注后处理图像分析肝脏的血流动力学改变,间接反映肿瘤血管血流动力学的变化，有助于诊断、鉴别诊断、判断肿瘤血管生成的情况,并且有助于判断肿瘤的预后情况。

王守安等[11]对28例肝转移瘤进行研究，发现富血供转移瘤的HAP、HAPI显著增加,PVP、PPI显著降低,与周围肝实质相比呈显著HAP、PVP倒置倾向，但是其TLP显著低于周围肝实质，TLP主要由增高的HAP增多构成；乏血供转移瘤的TLP、PVP和PPI均显著低于周围肝实质,HAPI略高于周围肝实质，TLP降低主要由PVP降低所致，在各灌注彩图上呈不同程度的低灌注改变。王守安等[11]发现，富血供和乏血供转移瘤的共同点是HAPI均增加,因此可以推测无论是富血供转移瘤还是乏血供转移瘤,其供血血管均主要是肝动脉,而不是门静脉,只不过血供程度不一样,在一定程度上证实肝转移瘤的血供特点。王玉理等[12]对21例肝转移瘤进行了更深一步的灌注研究，发现肿瘤边缘的血容量、HAP、HAPI显著增高，其中Patlak血容量反映了新生血管的密度,说明转移瘤周边的新生血管生长迅速。这一结论与Miles等[3]研究的结果相一致。研究显示，如果病灶周围的HAP、HAPI显著增高,提示肿瘤新生血管形成和肿瘤组织向周围延伸,说明周边区域可能存在微小转移灶[5]。同时也提示临床医师，对于此类患者的手术切除范围应更加谨慎。Miles等[13]的后续研究中发现，患者的生存时间与肿瘤周围的HAP关系密切，这一结果为患者预后及生存率的估计提供了可靠的依据。

2.3肝硬化 肝硬化是临床上常见的慢性进行性肝病，由一种或者多种病因长期、反复作用的弥漫性肝损害。在肝硬化早期，肝脏的形态学并未发生改变，但有研究证明，肝硬化早期肝脏内部的血流动力学已经发生改变，因此可以为高危患者行CT灌注研究，在肝硬化的早期作为诊断[14]。

王汝良等[15]对30例肝硬化患者组及24例正常组进行对比CT灌注研究，结果显示肝硬化组血流量、血容量均下降，并随肝硬化程度加重呈逐渐降低趋势；与正常组比较，肝硬化组MTT显著延长，且随肝硬化程度加重而延长；肝硬化组与正常组比较，HAP、HAPI上升，PVP、TLP下降，除TLP外，两组间比较均差异有统计学意义；肝硬化程度不同时，PVP、HPI组间差异有统计学意义，而HAP、TLP没有差异。这与贺长斌等[16]的研究基本一致。在肝硬化的早期，肝脏通过“自身调节”作用维持血流量相对恒定，同时肝脏血管特有的代偿机制也参与到肝脏血流调节中。但是到了后期，肝脏自身调节作用有限，此时仅靠肝动脉灌注的增加并不能完全代偿门静脉灌注的下降，从而导致肝血流量的下降。在肝硬化的早期，肝脏灌注参数就已经发生改变，并且随着肝硬化程度的不同，灌注参数也是动态变化的，因而认为CT灌注对于肝硬化是一种无创的、高效的诊断手段。

2.4肝移植术后监测 肝移植是终末期肝病患者肝功能得到良好恢复的一种外科治疗手段。其中，血管并发症是肝移植后最严重且常见的并发症，它也是导致肝脏移植失败和患者死亡的直接原因。而CT灌注是监测肝脏血流变化的有效手段。

黄勇慧等[17]对9例终末期肝病行肝移植术后的患者行CT灌注研究，结果显示在慢性终末期肝病肝移植后早期,门静脉和总灌注量呈现明显上升趋势。HAP变化不明显,但其个体间变化增大,提示在术后早期HAP存在不稳定的变化过程。Bader等[18]测量30例肝移植术后无并发症患者，发现患者HAP及HAPI较对照组显著性增加,而PVP及TLP没有变化。肝移植术后肝动脉血流量的显著增加，可能与肝动脉对于某些代谢产物(如腺苷)的反应十分敏感有关，因而使肝动脉扩张，肝动脉血流量显著增加，而门静脉对于此类代谢产物不够敏感，所以对门静脉的影响较小。对于门静脉血流量的增加，合理的解释是慢性终末期肝病患者在肝移植术前已经存在高动力循环状态、脾大、腹水、肠道静脉淤血、门静脉侧支循环开放等状况,当病变肝被置换后,这些病理状况不会在短时间完全消除，因此门静脉血流量会增加。CT灌注对于肝动脉及门脉血流量的检测成为预防血管并发症的良好手段。

2.5肝动脉化疗栓塞术后监测 临床上许多肝癌患者发现时已经无法行外科手术治疗，而此时首选的有效治疗手段是肝动脉化疗栓塞(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)，但其并不能一次性地将肿瘤细胞完全杀死，而通道hi(一种离子通道)可以通过许多外界因素影响TACE的疗效。因此，如何来客观地评价TACE的治疗效果，成为一个难题。以往评价TACE的治疗效果，多用动态增强CT，但是CT上肿瘤内沉积的碘油会掩盖强化的活性肿瘤组织[19]。随着CT灌注成像的发展，可以很好的解决这一问题，CT灌注通过测量一系列的灌注参数来反映肿瘤组织是否存在活性。黄渊泉等[20]研究发现，所有患者术前、术后6～8 d及肿瘤残留患者复发前后的肿瘤组织HAP、HAPI比较差异均有统计学意义。陈昆涛等[21]通过建立兔VX2(一种可移植性肿瘤)肝癌模型发现，对照组的HAP、PVP较栓塞组显著增高，同时对照组的MVD及血管内皮生长因子表达程度也高于栓塞组。从中可以看出，上述灌注参数与MVD及血管内皮生长因子呈正相关。因为肿瘤的生长与MVD及血管内皮生长因子密切相关，因而CT灌注成像特征可间接反映肿瘤血管生成,判断化疗栓塞的效果。这与黄渊泉等[20]的研究结果相一致。由此可见，CT灌注成像可以很好地检测TACE术后肿瘤内血供的改变，进而评价TACE的治疗疗效。

3 256排螺旋CT的肝脏灌注成像的优点

飞利浦Brilliancei256排CT是目前世界上十分先进的高端CT，它扫描速度快，检查时间短，每圈扫描只需0.27 s，即可得256层图像，仅需10 s就能完成全身CT检查。其可以很好地解决以往CT灌注成像所面临的由于患者移动、呼吸运动会出现灌注层面不同层面情况,影响灌注值的准确性问题。其辐射剂量低，能够以较少的X射线得到高质量的诊断影像，将X射线辐射剂量降低了80%，尽可能地减少了对人体的损伤。因为CT灌注成像要反复多次的对病变区域进行连续扫描，辐射剂量成为一个敏感的话题，而256排CT通过低剂量扫描，较好地解决了这个难题。同时，其图像精度更高，可精确显示人体细小的正常结构及各种病灶，并可多角度重建图像，使病灶显示更加清晰。

4 结 语

CT灌注成像是一种功能成像，它通过观察血流灌注的改变在肝脏疾病中的运用也越来越广泛。256排CT更是通过全肝扫描的模式，对肝脏进行整体性的分析。该机器在图像扫描及后处理上有着不可替代的优势；可以尽可能在肝脏疾病早期对其进行诊断及鉴别诊断。总之，256排CT肝脏灌注成像将会有更好的发展趋势。

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