肝癌化疗栓塞术前能谱CT单能量成像在肝动脉系统评估中的应用

肝癌化疗栓塞术前能谱CT单能量成像在肝动脉系统评估中的应用

温宇彬1,刘俊志1*，张惠茅2，于加贝3

(1.吉林大学中日联谊医院,吉林 长春130033;2.吉林大学第一临床医院放射线科；3.吉林省脑科医院)

肝细胞肝癌(Hepatic cell carcinoma，HCC)是我国常见的恶性肿瘤之一，也是死亡率较高的肿瘤[1]。根据对全球恶性肿瘤发病率情况的粗略估计，HCC的发病率位居第五，死亡率位居第三，其中我国是肝病大国，HCC的发病率和死亡率均明显高于其他一些发达国家。肝癌的发病隐匿，症状并不十分明显，绝大多数患者在发现时已经进入中期或晚期，因此将会错失手术的最佳时机。在我国，肝动脉化疗栓塞术(transcatheter arterial chemoembolization，TACE)是用于治疗HCC的重要途径之一。与手术切除相比创伤性小，复发率低，恢复快，可有效延长患者生存期并改善生活质量。因此术前对肿瘤血供、肝动脉等情况的评估是决定手术方式、化疗剂量及后续治疗方案的关键。

利用多层螺旋CT动脉造影方式即MSCTA，对患者手术前后的肝动脉和肿瘤供血情况进行分析，有助于选择有利于患者病情的引导插管方式。宝石能谱CT具有以下特点，可以将传统成像的基本原理和细节进行综合解析和放大,由原来的混合能量成像改为单能量的能谱成像，由原来依靠CT值的单参数成像改为多参数成像。能谱CT获得的CTA图像能更加准确的评估患者病情。因此本研究采用能谱CT单能量成像评价肝癌患者肝动脉系统，以期达到更加真实的反映患者病情的目的。

1资料与方法

1.1一般资料

收集吉林大学附属医院从2013年1月到2013年10月期间确诊的96例无手术切除指征的HCC患者，其中有男性52例，女性44例，年龄52-63岁，平均年龄58岁。确诊方法主要为肿瘤标记物水平及影像学特点，也包括细胞学、病理活检等结果。所有患者均行能谱CT扫描。

1.2仪器与扫描技术

采用GE Discovery 750 HDCT成像设备扫描，为了确定患者病变肝脏及其病变位置，首先对患者进行上腹部的CT定位像扫描，然后进行上腹部CT扫描。扫描参数设置如下：电压120 kVp，自动mA技术，5 mm层厚/层距，准直器的宽度设置为0.625 mm×64，螺距设置为1.375：1或0.984：1。动脉期增强扫描采用Smart Prep技术对肝癌患者实行动态腹主动脉的监测，监测阈值为70-100 Hu,监测开始时间设置为开始扫描后8-12 s，门脉期开始扫描时间为动脉期扫描结束后30-40 s。对比剂的浓度为300 mgI/ml，经高压注射器对静脉进行注射(高压注射器设置为：注射剂量为80-100 ml，注射速率为3-4 ml/s)。动脉期增强扫描范围包括患者整个病变肝脏及周围相关病灶，门脉期增强扫描范围为患者整个上腹部。能谱CT检查模式设置为Helical-body-large-40mm。首先重建混合能量图像，层厚/层距为2.5-5 mm，标准算法，并获得质量控制图像(QC图像)；然后重建单能量图像，每组2.5-5 mm层厚/层距，用于进行普通观察，每组0.625-1.25 mm层厚/层距的含GSI原始数据的能谱图像，用于进行二维和三维重建。

1.3图像分析方法

利用GE宝石能谱CT的GSI-view和ADW4.4软件分析各扫描时期图像[4]。首先选择GSI-view 软件进入“optimal CNR”模式，为了能够取得肝脏动脉与周围肝脏组织之间的最有效keV值，患者的最有效CNR值能够通过仪器的扫描被自主的选择并显示出来。将圆形感兴趣区(region of interest，ROI)分别置于患者的肝右动脉主干、肝实质和皮下脂肪组织，ROI的选择面积应在200 mm2以上，占检查患者动脉截面的70%以上。同时避免可被裸眼观察到的明显的不均匀密度区[5]。把单能量按照一定的规律进行排序，把取得的最有效CNR单能量图像一并传输到ADW4.4软件处理环节中，从而成产一个多角度的平面重建和容积再现图像。测量ROI 的平均CT 值、对比度和图像的噪声值。所测量得到的结果与系统默认的keV成像和QC图像取得的测量结果进行比对。

1.4诊断评价选择两位资深腹部成像工作的副主任医师对最有效CNR所取得的单能量图像、QC图像以及系统选择的单能量图像中的轴位图像MPR、VR图像进行对比分析及效果评价。根据每一病例中病变肝脏动脉边缘的锐利度、肝固有动脉的可见分支等级及肝内动脉/肝实质进行综合评分，评分标准见表1。

1.5统计学分析通过SPSS16.0 软件对肝固有动脉及肝右动脉的3种成像方法所得指标(平均CT 值、对比度和图像的噪声值)以及肝实质的CNR进行t检验统计学分析。P<0.05为差异有统计学意义。

表1　评分标准

2结果

2.1　图像评分

通过采取最有效CNR成像得出单能量图像评分为4.3+/-0.5，系统默认的成像方式所得图像评分为3.8+/-0.7，QC图像评分3.3+/-0.6, 最有效CNR成像得出单能量图像评分均高于其他两组且P<0.05。

2.2　图像的对比度、噪声、CNR

利用混合成像设备、系统默认成像设备以及最有效成像设备所拍摄得出的单能量图像结果，对肝固有动脉和肝右动脉主干进行比较，具体情况见表2。较其他两种成像方式，通过最有效的CNR所得到的Kev对肝动脉的效果明显强于其他两种方法，图像噪声指标也明显强于其他方式。

3讨论

随着医学影像学技术的不断发展，CTA成像扫描的范围和效果、辐射剂量、分辨程度、采集成像速度以及对比剂用量等有了很大改进，有效增强了对腹腔动脉及其周边脏器疾病的早期诊断及治疗。其中分析动脉内对比剂的强弱是影响CTA成像质量主要因素。在理论上，可以通过控制对比剂的灌注浓度来调整动脉成像的画面质量，但对比剂浓度因为各种客观因素的存在和影响，单方面增加对比剂浓度剂量很难提高患者腹腔动脉的成像画面质量，加大患者扫描成像对比剂用量的危险[6]。

绝大多数情况来看，随着光子能量的变化，物质X线的强弱也产生了变化。采取混合能量成像来影响传统的CT成像，即可产生平均衰减效应，整个成像由射线组合，此效应降低了有低对比度物质的特性[7]。此外物质的混合能量都由不同的单光子能量组合而成，形成光电效应和康普顿散射效应(Compton Effect)。当最低级时利用光电吸收方式，当最高级时利用康普顿散射方式。所以，当X线光束从

表2　不同方法图像中肝固有动脉和肝右动脉的对比度、噪声值和CNR的比较

*为t检验所得P值<0.05。

人的身体通过时，低级射线或是软射线被合并处理，进而生成线束硬化伪成像和CT值的变化。目前我国GSI设备利用高分子结构材料制成，射线形成的发射速度比以往的设备要强很多，而副作用也明显降低。高速射线与低余辉效应通过对数据的收集和整理，实现了高低电压之间的转换，能够在相近的时间、相同的角度获取两种能量X线数据。分别对两种能量数据在一定参数范围内的比较和分析，得到一百零一组单能量图像，这些单能量图像可以从很大程度上降低硬化伪影和平均成像弱化的产生，取得较为清晰的成像图片，被称之为射线硬化能量之间转换。通过科学技术的发展，成像图片对比分辨率方面有了明显的改善，通过GSI产生得出的一百零一个单能量图像为96例肝癌患者扫描肝动脉成像提供了最有效的图片，为患者的病情诊断提供有效的参照物，让肝动脉成像更加的准确、清晰。

通过对从2013年1月到2013年10月期间的96例肝癌患者病情的分析与研究，在最有效CNR中的一百零一个单能量图像中选择一个最有效的单能量成像图片，分析比较患者肝脏动脉的情况。通过分析比较显示，通过最有效CNR设备所取得的单能量成像图片，画面对比强于系统默认的患者单能量成像和QC成像。与此同时，通过利用最有效CNR设备所取得的最有效单能量成像图片，其去噪水平高于以往采取的处理方式，主要是因为，由于成像软件去噪是通过探测器X光线的影响，而X光线的数量与患者扫描诊断的情况有关，X光线的扫描成像通过电压实现，通过有效的CNR设备利用相关方法，通过低管电压设备，降低辐射剂量，进而减弱X光线对患者成像的穿透力。X光线数量的减少能够减少患者成像图片噪声的强弱程度，由于成像对比度和肝脏动脉成像图片质量有着重要的效果，所以，成像图片质量比其他成像方法明显要强，而以此方法得到的图片去噪质量对肝脏动脉患者的诊断更加有效。高质量能谱成像设备是CT成像设置发展的创新，对于血管疾病诊断的应用具有推动作用。能谱CT图像处理技术不断的发展及完善，使成像图片噪声技术越来越不能对患者肝动脉成像图片质量造成不利影响。并逐渐成为肝癌患者手术前进行身体检查的主要方式。

通过以上的分析和研究，对肝癌患者成像过程中充分利用宝石能谱CT设备选择最有效单能量成像图片，让患有肝动脉和周围组织病变的患者进行最有效成像比较，让患者的动脉血管情况清晰的显现出来，改善并提高患者腹部各脏器动脉血管成像图片质量，为肝癌患者术后继续治疗提供全面的技术保障。

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收稿日期：(2014-01-13)

文章编号：1007-4287(2015)04-0648-03

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