不同区域肺灌注能谱CT 碘基物质含量及CT 值对比研究

周汝明 闫冀焕

受自然重力及肺血流动力学的影响，不同区域肺血流灌注存在一定差异。CT 是常用的胸部影像学检查手段，主要应用在形态学分析，但在肺灌注功能分析上则着眼不多。能谱CT 能进行基物质成像，在强化肺CT 图像中能通过测量肺组织碘基物质含量来反映其血流灌注状态。本研究的目的在于通过定量测量能谱CT 碘基物质分布及在单能图像中测量CT 值来研究不同区域肺血流灌注，并对二者进行比较。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取我院自2011 年7 月至2012 年3月行肺动脉CTA 检查受检者10 例，其中男3 例，女7例;平均年龄(66.7 ±10.2)岁。上述受检者均证实不存在影响肺血流灌注的疾病。

1.2 仪器与方法 采用美国GE 公司宝石能谱CT(Discovery CT750 HD)，在GSI 模式下行肺动脉CTA检查，参数如下:机架旋转时间0.6 s，螺距0.984，管电压以0.5 ms 为周期，在80 kV 和140 kV 之间瞬时切换，管电流500 mA，层厚0.625 mm。对比剂选用优维显(370 mgI/ml)，经肘静脉由双筒注射器以4.5 ml/s速率先后注入70 ml 碘造影剂及40 ml 0.9%氯化钠溶液。感兴趣区位于上腔静脉，当该区CT 值达到100 Hu 时，则延迟约6 ～7 s 后启动扫描，扫描范围包括自胸廓入口至膈下全肺范围，扫描时间5.2 ～6.7 s，检查者在扫描过程中均保持吸气末屏气仰卧位静止状态。

1.3 图像后处理 将薄层单能量CT 图像传至图像后处理工作站，应用GSI Viewer 软件进行处理。首先行冠状面重建，将肺组织沿重力方向由腹侧向背侧等分为5 个层面，层间隔3 cm，层厚0.7 mm，再在头足侧方向将两肺肺各等分为上中下三部分，在单个层面上每个部分测量3 个碘基物质含量数值，ROI 面积为150 mm2，再用同样方法测量70 kev 图像肺组织CT值。并尽量避开气管、大血管、边缘肺组织及心影旁可能存在运动伪影区域。

1.4 统计学分析 应用SAS V8 统计软件，计量资料以± s 表示，应用随机区组的方差分析评价沿重力方向及头足侧方向肺区域碘基物质含量及CT 值差异，再应用q 检验行多组均数间两两比较，最后对两侧肺碘基物质含量及CT 值行配对t 检验，P ＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 重力方向分析 碘含量测量提示在重力方向上肺灌注存在梯度，差异有统计学意义(P =0.000)，两两比较同样差异有统计学意义(P =0.000)，沿重力方向递增(r = －0.0436)，平均变化率为(10.4 ±5.3)%。CT 值亦存在梯度变化，差异有统计学意义(P = 0.000)，两两比较差异有统计学意义(P =0.000)，同样呈沿重力方向递增规律(r = －0.409)，平均变化率为1.97%。见表1。

表1 重力方向碘含量及CT 值 n =10，± s

表1 重力方向碘含量及CT 值 n =10，± s

冠状层面 碘含量(mg/cm3) CT 值(Hu)P3 1.243 ±0.428 －820.17 ±45.01 P6 1.515 ±0.418 －806.74 ±42.91 P9 1.684 ±0.458 －796.36 ±40.64 P12 1.811 ±0.443 －785.09 ±43.50 P15 1.939 ±0.519 －757.57 ±57.43

2.2 头足侧方向分析 肺上、中、下部碘含量三者不全相等(P =0.012)，上、下肺(P =0.001)及中、下肺(P =0.000)间碘含量差异有统计学意义，下肺碘含量最低，中、上肺间差异无统计学意义(P =0.163)。上中下肺CT 值相互间差异无统计学意义(P ＞0.05)。见表2。

表2 头足侧方向碘含量及CT 值 n =10， ± s

表2 头足侧方向碘含量及CT 值 n =10， ± s

区域 碘含量(mg/cm3) CT 值(Hu)1.661 ±0.43 －792.82 ±48.92中1.708 ±0.495 －792.86 ±46.16下上1.546 ±0.592 －793.87 ±56.96

2.3 左右方向分析 左肺碘含量为(1.653 ±0.53)mg/cm3，右肺为(1.624 ±0.499)mg/cm3，两者差异无统计学意义(P = 0.306)。左肺CT 值为(－791.16 ±52.72)Hu，右肺CT 值为(－795.21 ±48.84)Hu，两者差异无统计学意义(F =3.117，P =0.078)。

3 讨论

对正常肺进行血流灌注分布的研究是发现病理状态下肺异常灌注的基础，以往多通过动物实验或利用核素肺通气-血流灌注进行评估，实验研究表明，肺血流灌注是不均匀的，肺血流依重力方向进行分布［1，2］。利用CT 进行肺血流灌注的研究不多。

能谱CT 以瞬时双kVp 为核心技术，通过测量物质的衰减系数，可以达到物质组成分析与分离的目的。在能谱强化CT 中，可以分别测量到局部区域的碘基物质含量及CT 值。有研究证实，能谱CT 的碘基物质含量与真实碘浓度间明显相关［3］，能反应碘浓度的区别，并且CT 值与碘浓度呈线性正相关［4］，而在强化CT 中测量的碘基物质基本来自血液中的碘，局部肺组织碘造影剂含量直接反应了其血流状态，因此强化后扫描得到的肺组织碘含量及CT 值可以用以分析肺血流灌注。本研究通过定量测量不同区域碘基物质含量及CT 值，来分析肺灌注分布，并评估其分析血流灌注的评价效能。

本研究表明无论碘基物质含量还是CT 值均可证实在重力方向上存在肺血流灌注梯度差，碘基物质含量及CT 值由腹侧向背侧递增，与既往研究［5，6］相同。对于上述现象的原因仍未取得一致意见，结合既往文献，肺血流灌注可能受到重力、解剖等综合因素影响，重力导致各区域血液静水压不同，影响了肺血流灌注，从而在重力方向存在肺血流灌注梯度，本研究所示肺灌注分布与既往研究一致，证实CT 值与碘基物质含量可正确反映肺血流灌注状态。对肺组织CT 值和碘基物质含量进行比较分析表明，虽然二者均能正确反映肺血流灌注梯度，但碘基物质含量数值变化率较CT值明显，换而言之，碘基物质含量能更敏感发现灌注差异，且CT 值未能发现下肺与中上肺间密度差异，表明其测量能力仍受到限制，尤其难以被肉眼直观感觉。

目前临床上最常用的肺灌注检查方法是放射性核素显像，存在检查时间长，分辨率较低，检查较繁琐的缺点，不能完全满足临床要求。本研究表明，碘基物质图像和CT 值均可反映肺灌注状态，前者的不同区域间区别更为明显，诊断效能高于后者，说明能谱CT 较传统CT 图像更能敏感发现肺灌注差异，结合同期获得的肺血流图像，可以对影响肺血流灌注的疾病做出全面诊断、分析、评估。

综上所述，在仰卧位状态下，碘基物质含量及CT值均可发现重力方向上肺灌注存在差异，碘基物质含量数值变化率更大，碘基图对灌注差异更加敏感，提示其具备发现肺灌注分布异常的能力，胸部CT 是临床常用检查手段，具备操作简便，成本低廉、设备应用广泛的优势，在肺灌注分析中能谱CT 有望得到更广泛应用。

1 West JB，Dollery CT.Distribution of blood flow and ventilation-perfusion ratio in the lung，measured with radioactive carbon dioxide.J Appl Physiol，1960，15:405-410.

2 Point:Counterpoint:Gravity is/is not the major factor determining the distribution of blood flow in the human lung.J Appl Physiol，2008，104:1531-1536.

3 王乐，刘斌，汪洁，等.能谱CT 对碘含量测量准确性的实验研究.实用放射学杂志，2012，27:264-267.

4 王乐，刘斌，余永强，等.能谱CT 测量单能量下CT 值与碘含量的相关性分析.实用放射学杂志，2012，28:152-154.

5 Fan L，Liu SY，Xiao XS，et al.Demonstration of pulmonary perfusion heterogeneity induced by gravity and lung inflation using arterial spin labeling.Eur J Radiol，2010，73:249-254.

6 Richter T，Bergmann R，Pietzsch J，et al.Effects of posture on regional pulmonary blood flow in rats as measured by PET.J Appl Physiol，2010，108:422-429.