多层螺旋CT灌注成像联合CT门静脉造影一站式扫描技术在肝硬化中的应用

陆丹羽，全显跃



·全科医生技能发展·

多层螺旋CT灌注成像联合CT门静脉造影一站式扫描技术在肝硬化中的应用

陆丹羽，全显跃

目的 探讨多层螺旋CT灌注成像(CTP)联合CT门静脉造影(CTPV)一站式扫描技术的可行性及其在肝硬化诊断、肝功能储备分级、了解侧支循环情况及发现其他并发症中的应用价值。方法 根据自愿原则，选取南方医科大学珠江医院2014 年1—10月入院且临床拟诊为肝硬化的患者83例。按照纳入与排除标准，最终共纳入74例患者为试验组，按照Child-Pugh分级标准将试验组患者进一步分为Child-Pugh A组(31例)、Child-Pugh B组(27例)和Child-Pugh C组(16例)。另同期选取临床上需要行上腹部CT增强扫描检查并且肝脏及门静脉系统正常的患者20例为对照组。对所有患者行CTP扫描，分析并比较各组患者肝动脉灌注量(HAP)、门静脉灌注量(HPP)、肝总灌注量(THP)、肝脏灌注指数(HPI)及门静脉达峰时间(TTP)，分析HAP、HPP、THP及HPI与Child-Pugh分级的相关性，选择成像最佳的门静脉期数据进行CTPV重建并分析图像质量。结果 Child-Pugh A组、Child-Pugh B组、Child-Pugh C组HPP、THP低于对照组，HPI高于对照组(P<0.05)；Child-Pugh C组HAP低于对照组(P<0.05)；Child-Pugh B组、Child-Pugh C组HPP低于Child-Pugh A组，HPI高于Child-Pugh A组(P<0.05)；Child-Pugh C组HAP、THP低于Child-Pugh A组(P<0.05)；Child-Pugh C组HAP、HPP、THP低于Child-Pugh B组(P<0.05)。Child-Pugh分级与HAP无直线相关性(r=-0.143，P=0.169)，与HPP、THP呈负相关(r=-0.730、-0.614，P<0.05)，与HPI呈正相关(r=0.555，P<0.05)。Child-Pugh C组门静脉TTP较对照组、Child-Pugh A组、Child-Pugh B组延迟(P<0.05)。试验组与对照组CTPV图像质量比较，差异无统计学意义(u=0.526，P=0.599)。结论 多层螺旋CTP联合CTPV一站式扫描技术可同时提供准确的CT灌注参数以及满意的CT血管造影图像，可为肝硬化的诊断、肝功能储备分级、了解门-体侧支循环及发现其他并发症提供更全面的影像学信息。

肝硬化；灌注成像；门静脉造影术；体层摄影术，X线计算机

陆丹羽，全显跃.多层螺旋CT灌注成像联合CT门静脉造影一站式扫描技术在肝硬化中的应用[J].中国全科医学，2015，18(24)：2991-2996.[www.chinagp.net]

Lu DY, Quan XY.Application of one-stop scanning technology combining multi-slice spiral CT perfusion imaging and CT portal venography in the diagnosis of liver cirrhosis[J].Chinese General Practice，2015，18(24)：2991-2996.

CT灌注成像(CT perfusion，CTP)技术由Miles等[1]于1991年首次提出。现今的CT设备拥有更宽范围的探测器以及更快的扫描速度，允许CTP与CT动态增强扫描、CT动脉造影(CT angiography，CTA)及CT门静脉造影(CT portal venography，CTPV)在一次CT检查中同时进行[2]。CTP与CT血管造影技术相结合，将为肝硬化患者同时提供常规影像学资料、肝脏灌注参数以及上腹部血管信息。本研究旨在探讨多层螺旋CTP联合CTPV一站式扫描技术的可行性及其在肝硬化诊断、肝功能储备分级、了解侧支循环情况及发现其他并发症中的应用价值，以进一步指导临床诊治。

1 对象与方法

1.1 研究对象 根据自愿原则，选取南方医科大学珠江医院2014 年1—10月入院且临床拟诊为肝硬化的患者83例。纳入标准：(1)年龄18～80岁；(2)动脉舒张压<100 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)，收缩压<140 mm Hg，无严重心脏疾病及心力衰竭；(3)肾功能检查指标无明显异常；(4)允许门静脉高压但无门静脉系统血管重建手术史；(5)允许少许肝脏小囊肿或小血管瘤(≤3 cm)等病变，但无肝细胞癌、胆管细胞癌等。严格遵循纳入标准完成对研究对象的筛选，排除血管条件差及运动伪影严重者。最终共纳入74例患者为试验组，其中男45例，女29例；年龄26～73岁，平均年龄54.5岁；肝炎性肝硬化46例，酒精性肝硬化15例，胆汁淤积性肝硬化4例，不明原因9例。按照Child-Pugh分级标准[3]将试验组患者进一步分为Child-Pugh A组(31例)、Child-Pugh B组(27例)和Child-Pugh C组(16例)。另同期选取临床上需要行上腹部CT增强扫描检查并且肝脏及门静脉系统正常的患者20例为对照组，其中男10例，女10例；年龄31～57岁，平均年龄42.9岁。本研究为前瞻性研究，所有患者及其监护人签署知情同意书，并经南方医科大学珠江医院伦理委员会批准。

1.2 检查方法 对受检患者做好知情同意，评价其血管条件。扫描前做好腹部准备，于肘前静脉留置20 G静脉套管针，扫描时使用加压束带并嘱患者小幅平稳呼吸以减少移动伪影。试验使用飞利浦公司的256层Brilliance iCT进行CTP。录入患者信息后，采用Helical Perfusion JOG移床灌注扫描模式，Z轴扫描范围设定为16 cm，管电压120 kV，管电流100 mAs，扫描范围自膈顶至肝脏下缘，扫描时间1 s，间隔时间6 s，重建层厚5 mm，自对比剂注射完毕9 s后开始第1次扫描，共获得15个灌注数据包，扫描全过程持续114 s。本试验采用非离子型碘对比剂碘必乐(370 mgI/ml，上海博莱科信谊药业有限责任公司)，使用MEDRAD Stellant 双筒CT高压注射器(Medrad)经肘正中静脉以5 ml/s的速率团注，持续10 s。

1.3 图像后处理 灌注数据处理：将获得的灌注数据包导入飞利浦IntelliSpace Portal星云工作站，使用Function CT功能

本研究创新点：

(1)本研究将多层螺旋CT灌注成像(CTP)与CT门静脉造影(CTPV)两种技术相结合，并验证所测灌注参数的准确性及CTPV图像质量；

(2)对扫描参数进行优化，保证CTPV成像质量，进一步减少辐射剂量；

(3)为肝硬化患者的临床Child-Pugh分级及进一步治疗方案的制定提供无创性的影像学一站式检查。

中的Liver模式(最大斜率法)，在经肝门区层面分别选取主动脉、门静脉及脾脏实质绘制感兴趣区(region of interest，ROI)。要求ROI面积大于50个像素，距组织结构边缘5 mm以内，并且避开血管。灌注数据包经工作站处理后可得到肝动脉灌注量(hepatic arterial perfusion，HAP)、门静脉灌注量(hepatic portal perfusion，HPP)、肝总灌注量(total hepatic perfusion，THP)及肝脏灌注指数(hepatic perfusion index，HPI)。所有ROI在患者的不同肝叶采集3次，选取3次灌注参数的平均值。

同时，工作站可自动生成各门静脉ROI的时间-密度曲线(time-density curve，TDC)，通过人工选取TDC的最高点作为强化峰值点，测得门静脉达峰时间(time to peak，TTP)。

表1 各组肝脏灌注参数比较±s)

注：与对照组比较，aP<0.05；与Child-Pugh A组比较，bP<0.05；与Child-Pugh B组比较，cP<0.05；HAP=肝动脉灌注量，HPP=门静脉灌注量，THP=肝总灌注量，HPI=肝脏灌注指数

上腹部CTPV重建：在灌注数据包中选择成像最佳的门静脉期数据进行图像薄层重建，重建层厚0.625 mm。将重建的薄层数据导入IntelliSpace Portal星云工作站，使用容积再现(volume rendering，VR)法及最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)法分别进行CTPV重建。

1.4 图像质量分析 图像质量采用主观评价。所有患者图像去除个人信息，由本院影像科2名主任医师采用盲法阅片，意见不同时经协商达成一致。排除有显著运动伪影或其他原因造成图像质量不佳者。CTPV重建图像分为3个等级[4]：(1)优，门静脉主干及一、二级分支血管清晰，对比良好，血管壁光滑，背景无明显噪声；(2)良，血管清晰，对比好，血管壁轻度毛糙但不影响诊断，背景噪声较轻，不影响诊断；(3)差，血管对比不佳、血管壁明显毛糙或背景噪声明显。

2 结果

2.1 基本影像资料 试验组74例上腹部CTP图像中，49例CT形态学提示肝硬化，其中23例伴有单发或多发小囊肿(单个直径<3 mm，数量<5个)，21例伴有门静脉高压，17例伴有再生结节或非典型增生结节，6例伴有海绵状血管瘤(直径均小于3 cm)，1例伴有门静脉瘤。对照组仅7例伴有单发或多发小囊肿(单个直径<3 mm，数量<5个)。

2.2 灌注参数比较 各组灌注数据经Levene检验均符合方差齐性。4组HAP、HPP、THP、HPI比较，差异均有统计学意义(P<0.05)。Child-Pugh A组、Child-Pugh B组、Child-Pugh C组HPP、THP低于对照组，HPI高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；Child-Pugh C组HAP低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)；Child-Pugh B组、Child-Pugh C组HPP低于Child-Pugh A组，HPI高于Child-Pugh A组，差异有统计学意义(P<0.05)；Child-Pugh C组HAP、THP低于Child-Pugh A组，差异有统计学意义(P<0.05)；Child-Pugh C组HAP、HPP、THP低于Child-Pugh B组，差异有统计学意义(P<0.05，见表1，图1、2)。

2.3 相关性分析 Child-Pugh分级与HAP无直线相关性(r=-0.143，P=0.169)，与HPP、THP呈负相关(r=-0.730、-0.614，P<0.05)，与HPI呈正相关(r=0.555，P<0.05)。

2.4 各组门静脉TTP比较 4组门静脉TTP比较，差异有统计学意义(P<0.05)。Child-Pugh C组门静脉TTP较对照组、Child-Pugh A组、Child-Pugh B组延迟，差异有统计学意义(P<0.05，见表2)。

Table 2 Comparison of the TTP of portal vein among all groups

组别例数门静脉TTP对照组2026.81±3.49Child-PughA组3128.82±4.61Child-PughB组2730.05±5.59Child-PughC组1634.40±5.99abcF值7.40P值<0.001

注：与对照组比较，aP<0.05；与Child-Pugh A组比较，bP<0.05；与Child-Pugh B组比较，cP<0.05；TTP=达峰时间

2.5 CTPV图像质量比较 试验组中59例CTPV图像质量为优，10例CTPV图像质量为良，5例CTPV图像质量为差；对照组中17例CTPV图像质量为优，2例CTPV图像质量为良，1例CTPV图像质量为差；两组CTPV图像质量比较，差异无统计学意义(u=0.526，P=0.599)。试验组中17例可见曲张的食管-胃底静脉(见图3)。

3 讨论

肝硬化在我国最常见的病因是慢性病毒性肝炎及酒精性肝炎，有病程长且隐匿的特点。传统影像学对肝硬化的诊断主要依靠形态学变化。肝硬化早期，肝脏形态学改变并不明显，所以常规CT、MRI及超声检查的灵敏度较低[5-6]。CTP则可以在肝硬化早期尚未发生形态学改变之前通过灌注参数的改变提示肝硬化。多层螺旋CTP联合CTPV一站式扫描技术不仅可以提供传统的平扫及动态增强等形态学信息，还可同时提供肝脏功能性灌注参数及上腹部血管解剖方面的信息。

3.1 扫描参数优化 CTP对CT设备的扫描速度有较高要求，须尽可能控制扫描间隔时间，通常要求扫描间隔时间应不超过6 s[7]。本研究采用飞利浦公司的256层Brilliance iCT，拥有8 cm的探测器宽度，可进行0.27 s/360°的高速旋转，使用Helical Perfusion JOG移床灌注扫描模式可在扫描时包含更大的Z轴范围，在确保较短扫描间隔时间的前提下，尽可能扩大至常规上腹部CTPV的扫描范围，实现一站式扫描的目的。

本研究采用最大斜率法的灌注模型，该模型存在一个“没有静脉回流(No venous reflow)”的前提假设，即在脾动脉密度达到峰值前没有对比剂流入静脉[8]，所以对对比剂团注速率亦有较高的要求。以往学者较多使用的对比剂团注速率是5～8 ml/s，甚至高达10 ml/s[9]。肝硬化患者大多为中老年人，血管情况欠佳，如此快速的注射速率可增加血管爆裂、应激性反应及对比剂外渗等意外的发生率[10]。本研究选取折中方案，采用5 ml/s的注射速率。

注：a为肝动脉灌注量(HAP)伪彩图，图中箭头所示颜色为深蓝色，表示17.79 ml·min-1·100 ml-1；b为门静脉灌注量(HPP)伪彩图，图中箭头所示颜色为亮青色，表示33.02 ml·min-1·100 ml-1

图1 1例对照组患者肝脏灌注伪彩图

Figure 1 Fake colour images of hepatic perfusion of a patient in control group

注：a为HAP伪彩图，图中箭头所示颜色为浅绿色，表示28.13 ml·min-1·100 ml-1；b为HPP伪彩图，图中箭头所示颜色为深蓝色，表示11.63 ml·min-1·100 ml-1

图2 1例试验组患者肝脏灌注伪彩图

Figure 2 Fake colour images of hepatic perfusion of a patient in trial group

注：a为容积再现(VR)法CTPV重建，b为最大密度投影(MIP)法CTPV重建；图中白色箭头均为迂曲的食管-胃底静脉丛

图3 试验组中1例合并门静脉高压患者冠状位CTPV重建图

Figure 3 Coronary CTPV reconstruction image of a patient with portal hypertension in trial group

CTP一次检查中需要进行多次扫描，会对受检者产生较多的X线辐射。有学者证实，辐射剂量对管电流的变化最为敏感[11]。本研究将管电流设置为100 mAs，管电压保持120 kV，如此可在保证图像质量的同时减少对受检者的辐射剂量。

3.2 CTP 肝脏由肝动脉及门静脉双重供血，生理状态下门静脉血供占70%～80%，肝动脉血供占20%～30%[12]。本研究中CTP扫描使用的最大斜率法按照肝脏实际的血供特点，以脾动脉的强化峰时作为肝动脉供血的参考点，将两个时相的TDC斜率通过数学函数分离出来，进而计算出HAP及HPP[13]。

肝硬化病理改变主要为肝内结缔组织增生，最终形成假小叶，令正常肝脏的血流动力学发生改变。肝硬化过程可伴有新生的供血方式出现，而肝脏内原有的小血管闭塞、狭窄导致肝脏内血管阻力增加。门静脉系统相对于肝动脉具有管径粗、管腔压力小的生理特点，所以理论上当肝脏内血管阻力增加时对门静脉以及全肝的血流灌注影响更大[14]。本研究结果显示，肝硬化Child-Pugh分级与HPP、THP呈负相关，与HPI呈正相关，与上述理论分析相符。

HAP、HPP及HPI的变化可敏感地反映肝硬化的程度。本研究结果显示，Child-Pugh A组、Child-Pugh B组、Child-Pugh C组HPP、THP低于对照组，HPI高于对照组；Child-Pugh C组HAP低于对照组；Child-Pugh B组、Child-Pugh C组HPP低于Child-Pugh A组，HPI高于Child-Pugh A组；Child-Pugh C组HAP、THP低于Child-Pugh A组；Child-Pugh C组HAP、HPP、THP低于Child-Pugh B组。提示HPP及HTP是反映肝硬化Child-Pugh分级的敏感指标；HAP仅在Child-Pugh C级时变化明显；HPI为HAP占THP的百分比，其在Child-Pugh A级及Child-Pugh B级时改变显著，亦是敏感的观测指标，而在Child-Pugh C级(终末失代偿期)意义不大。本研究中肝硬化不同程度肝脏灌注参数的结果与Tsushima等[15]、Nakashige等[16]、王小鹏等[17]的研究结果基本一致，与董丽卿等[18]的动物实验结果亦大致相同。

3.3 上腹部CTPV 门静脉高压是肝硬化最常见的并发症，主要表现为门静脉侧支循环的形成以及脾肿大[19]。肝硬化患者门静脉系统淤血，有效循环量相对降低，影响了对比剂在血管内的充盈及分布，导致门静脉TTP受到影响。本研究结果显示，Child-Pugh C组门静脉TTP较对照组、Child-Pugh A组、Child-Pugh B组延迟。常规的CTPV自动阈值激发常不能准确判断肝硬化患者理想的门静脉TTP，影响图像质量[20]。CTP允许从动脉期至延迟期的全过程中多次采集图像，拥有更高的时间分辨率，可确保一次检查同时准确获得动脉及门静脉的最佳显影图像，从而能进行个体化血管成像。本研究结果显示，试验组CTPV图像质量与对照组无差异，两组均可清晰显示门静脉主干、分支及侧支循环，确保诊断的准确性，达到临床需求。

3.4 研究局限性及改进 多层螺旋CTP联合CTPV一站式扫描技术在一次CT检查中同时获得上腹部平扫、多期动态增强扫描、CTPV以及灌注参数，减少患者检查次数及对比剂注射量，从多个方面辅助肝硬化及其并发症的诊断。但CTP技术因需要多次采集图像，难免会带给受检者更多的X线辐射。部分患者亦无法配合长时间的小幅度呼吸，甚至会因检查过程中的不适而造成更严重的移动伪影。如果使用目前较先进的混合迭代重建算法行低剂量CTP，则可进一步降低管电流及管电压，减少X线辐射剂量，如飞利浦公司的iDose[21]、TOSHIBA公司的AIDR[22]、SIEMENS公司的IRIS[23]等技术。但关于在迭代重建算法下CTP技术的成像质量及灌注参数准确性的问题还尚需进一步研究。

总之，多层螺旋CTP联合CTPV一站式扫描技术可在一次检查中同时提供常规动态增强扫描、CT灌注参数以及门静脉系统CT造影图像，可为肝硬化的诊断及肝脏储备功能评估提供更全面的影像学依据。

利益冲突声明：本课题未涉及任何厂家及相关雇主或其他经济组织直接或间接的经济或利益的赞助。无利益冲突。

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修回日期：2015-06-27)

(本文编辑：崔丽红)

Application of One-stop Scanning Technology Combining Multi-slice Spiral CT Perfusion Imaging and CT Portal Venography in the Diagnosis of Liver Cirrhosis

LUDan-yu,QUANXian-yue.

DepartmentofRadiology,ZhujiangHospitalofSouthernMedicalUniversity,Guangzhou510280,China

Objective To evaluate the feasibility of the one-stop scanning technology combining multi-slice spiral CT perfusion (CTP) imaging and CT portal venography (CTPV) and its applicational value in the diagnosis of liver cirrhosis, the grading of liver function reserve, the monitoring of collateral circulation and the detection of other complications.Methods Based on the principle of voluntariness, 83 patients who were preliminarily diagnosed as liver cirrhosis and were admitted into Zhujiang Hospital of Southern Medical University from January to October in 2014 were selected in the study.According to the inclusion and exclusion criteria, 74 patients were enrolled as the trial group.According to the Child-Pugh grading standard, the trial group was further divided into Child-Pugh A group (n=31) and Child-Pugh B group (n=27) and Child-Pugh C group (n=16).Another 20 patients who were going to receive epigastrium CT enhancement scanning and were normal in liver and portal system were enrolled in the same period as the control group.CTP was conducted on all subjects, by which HAP, HPP, THP, HPI and TTP were analyzed and compared among all the groups.The correlations between Child-Pugh grading and HAP, HPP, THP and HPI were analyzed.The portal venous phase data with the optimal imaging was chosen to reconstruct CT portal venography and analyze the image quality.Results Child-Pugh A group, Child-Pugh B group and Child-Pugh C group were lower (P<0.05) in HPP and THP and higher (P<0.05) in HPI than control group;Child-Pugh C group was lower (P<0.05) than control group in HAP;Child-Pugh B group and Child-Pugh C group were lower (P<0.05) in HPP and higher (P<0.05) in HPI than Child-Pugh A group;Child-Pugh C group was lower(P<0.05)in HAP and THP than Child-Pugh A group;Child-Pugh C group was lower (P<0.05) than Child-Pugh B group in HAP, HPP and THP.Child-Pugh grading was not correlated (r=-0.143,P=0.169) with HAP, but negatively correlated (r=-0.730, -0.614,P<0.05) with HPP and THP and positively correlated (r=0.555,P<0.05) with HPI.Compared with control group, Child-Pugh A group and Child-Pugh B group, Child-Pugh C group delayed (P<0.05) in the TTP of portal vein.The trial group and the control group were not significantly different in the quality of CTPV imaging(u=0.526，P=0.599).Conclusion The one-stop scanning technology combining multi-slice spiral CTP imaging and CTPV could offer accurate parameters of CT perfusion and ideal CT angiography images and provide more complete imaging information of the diagnosis of liver cirrhosis, the grading of liver function reserve, the monitoring of portal-systemic collateral circulation and the detection of other complications.

Liver cirrhosis;Perfusion imaging;Portography;Tomography, X-ray computed

广东省自然科学基金资助项目(S2013010016104)

510280 广东省广州市，南方医科大学珠江医院影像科

全显跃，510280 广东省广州市，南方医科大学珠江医院影像科；E-mail：quanxianyue@163.com

R 657.31

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.24.025

2015-03-17；