正常肝脏、胰腺、脾脏双源CT碘含量测量的初探

阚杨杨， 任克， 谢召勇， 李敏， 于欣， 赵宇， 赵丽， 徐克



正常肝脏、胰腺、脾脏双源CT碘含量测量的初探

阚杨杨， 任克， 谢召勇， 李敏， 于欣， 赵宇， 赵丽， 徐克

【推荐理由】该篇论文对54例非器质性疾病患者进行双源CT双能量检查，然后静脉注射对比剂行双能量动脉期、门静脉期增强扫描，扫描后重建层厚0.7 mm图像用于后期图像分析。使用工作站syngo MMWP VE40B中的Siemens Dual Energy-Liver VNC图像处理软件对动脉晚期、门静脉期0.7 mm图像进行分析处理。测量肝脏、胰腺(胰头、胰体、胰尾)、脾脏及腹主动脉(腹腔干分支上一层面)的含碘值，并将测量的含碘值与腹主动脉含碘值相比进行标准化得到标化含碘值 (nIC)。 分析得到不同年龄、不同性别正常肝脏之间的nIC值无差异(P>0.05)，不同期相的肝脏nIC值有差异(P<0.05)；正常胰腺不同部位、年龄、性别的nIC值无差异(P>0.05)；正常脾脏不同年龄、性别之间nIC值无差异(P>0.05)。

结果表明双源CT除了能提供单能谱扫描显示的解剖学信息外，还能提供组织器官的功能和/或组织化学成分信息，使得CT提供的信息最大化，有助于提高小病变的检测敏感性，指导临床治疗方案的选择。目前国内外对于正常肝脏、胰腺及脾脏的碘含量研究较少，该研究统计了正常肝脏、胰腺及脾脏碘含量的正常值范围，为今后进一步对病变的肝脏、胰腺及脾脏病变的能量CT诊断研究提供了有价值的对照参考。

(沈阳，中国医科大学附属第一医院放射科任克)

目的：使用双源CT双能量扫描，探讨正常肝脏、胰腺、脾脏的碘含量特征，建立正常肝脏、胰腺、脾脏的碘含量参考值。方法：对54例非器质性疾病患者行双源CT双能量双期增强扫描。使用Siemens Dual Energy-Liver VNC图像处理软件对动脉晚期、门静脉期0.7 mm图像进行分析处理。测量肝脏、胰腺(胰头、胰体、胰尾)、脾脏及腹主动脉(腹腔干开口的上一层面)的含碘值，并计算标化含碘值(nIC)。结果：正常肝脏在动脉晚期和门脉期的nIC值分别为0.10±0.09和0.40±0.09；正常胰腺各部位在动脉晚期的nIC值分别为 0.29±0.32(胰头)、0.29±0.31(胰体)和0.28±0.35(胰尾)，在门脉期分别为0.49±0.21(胰头)、0.46±0.17(胰体)和0.46±0.16(胰尾)；正常脾脏在门脉期的nIC值为0.02±0.05。不同年龄、不同性别组间正常肝脏、胰腺和脾脏nIC值的差异均无统计学意义(P>0.05)；胰腺不同部位nIC值的差异无统计学意义(P>0.05)；不同扫描期相肝脏nIC值的差异有统计学意义(P<0.05)。结论：双源CT扫描可获得正常肝脏、胰腺、脾脏的碘含量，可为肝脏、胰腺及脾脏疾病的诊断提供参考。

肝脏； 胰腺； 脾脏； 双能量成像； 双源CT； 碘含量

双能CT能采用两种不同电压(100和140 kV)进行扫描，通过双能量后处理软件，能将器官的含碘量的相关信息从图像中单独提取出来，故双源CT能更敏感地评价组织器官碘对比剂的分布。肝脏为肝动脉和门静脉双重供血的器官，胰腺为富血供器官，脾脏主要由介于动脉和静脉之间的网状内皮系统所组成，具有独特的血液循环系统。器官血供的变化属于功能学的改变，往往早于形态学的改变，故应用双源CT对器官的早期功能学改变进行分析有非常重要的临床意义。目前国内外对于正常肝脏、胰腺及脾脏的碘含量研究较少，本研究旨在了解正常肝脏、胰腺及脾脏碘含量的正常值范围，为肝脏、胰腺及脾脏病变的诊断提供参考。

图1　在动脉期图像上测量胰头、胰体、胰尾及腹主动脉的碘含量。　图2　在门静脉期图像上测量胰头、胰体、胰尾及腹主动脉的碘含量。

时相年龄30～49(n=6)50～59(n=15)60～69(n=18)>70(n=15)F值P值动脉期0.08±0.560.10±0.110.11±0.110.08±0.050.3490.790门脉期0.41±0.770.43±0.090.38±0.100.39±0.100.8800.458

表3　正常胰腺不同部位的nIC值

材料与方法

1.一般资料

将2013年-2014年在本院就诊并同意进行双源CT双期增强扫描的54例患者纳入本研究中，所有患者排除肝脏、胰腺和脾脏实质性病变。其中男42例，女12例，年龄32～81岁，平均61.7岁。将患者按年龄分为5个组：30～49(6例)、50～59(15例)、60～69(18例)和>70岁(15例)。本研究经本院伦理道德管理委员会审核批准。

2.扫描参数

使用Siemens Somatom Definition Flash VA44A第5代双源CT扫描仪，扫描参数：CARE Dose 4D技术，管电压100和140 kV；对比剂注射方案为碘海醇(350 mg I/mL)70 mL和0.9%生理盐水30 mL，注射流率2.5～3.0 mL/s，动脉晚期和门静脉期延迟时间分别为40和70 s。扫描结束后将原始图像以0.7 mm层厚进行重建，用于后期图像分析。

3.数据测量

使用工作站Syngo MMWP VE40B中的Siemens Dual Energy-Liver VNC图像处理软件对图像进行分析处理(图1、2)。测量肝脏、胰腺(胰头、胰体、胰尾)、脾脏和腹主动脉的含碘值，将各脏器的含碘值与腹主动脉的含碘值相比进行标准化得到标化含碘值(normalized iodine concentration，nIC)。感兴趣区需尽可能大并在连续3层横轴面图像上进行测量(每层测量范围相同)，取3次测量的平均数。

4.统计学分析

应用SPSS 19.0统计学分析软件，数据以均数±标准差形式表示。统计学分析方法包括配对t检验、独立样本t检验及单因素方差分析。以P<0.05为差异有统计学意义。

结　果

1.动脉期和门静脉期正常肝脏nIC

在动脉期图像上正常肝脏nIC测量值为0.10±0.09，门脉期为0.40±0.09，两者间差异有统计学意义(t=-17.215，P<0.001)。

2.不同性别的正常肝脏nIC

不同性别正常肝脏nIC值测量结果见表1。方差分析结果显示，动脉期和门脉期正常肝脏nIC在不同性别组间差异均无统计学意义(P>0.05)。

表1　不同性别正常肝脏nIC值

3.不同年龄组正常肝脏的nIC

不同年龄组正常肝脏nIC值测量结果见表2。方差分析结果显示，动脉期和门脉期正常肝脏nIC在不同年龄组间差异无统计学意义(P>0.05)。

4.正常胰腺不同部位nIC(表3)

正常胰腺不同部位nIC值测量结果见表3。方差分析结果显示，无论是动脉期还是门脉期，胰腺不同部位间nIC值的差异均无统计学意义(P>0.05)，提示正常胰腺的碘含量分布均匀。

表5　不同年龄组正常胰腺nIC值

5.不同性别正常胰腺nIC(表4)

数据测量和分析结果显示，不同性别组间正常胰腺各部位的nIC值差异均无统计学意义(表4)，提示正常胰腺的碘含量与性别无明显相关性。

表4　不同性别正常胰腺nIC值

6.不同年龄组正常胰腺nIC

数据测量和分析结果显示，不同年龄组间正常胰腺各部位的nIC值差异均无统计学意义(表5)，提示正常胰腺内碘含量与年龄无明显相关性。

7.不同性别的正常脾脏门静脉期nIC

本研究中男性受试者正常脾脏的nIC测量值为0.62±0.14，女性为0.60±0.14，两者间差异无统计学意义(t=0.435，P=0.665)。

8.不同年龄组正常脾脏门静脉期nIC

在30～49、50～59、60～69和>70岁这4个年龄组中，门脉期正常脾脏nIC值依次为0.67±0.12、0.62±0.14、0.59±0.17和0.63±0.12，差异无统计学意义(F=0.507，P=0.679)，即不同年龄人群中正常脾脏内碘含量无明显差异。

讨　论

1.双源CT能量成像原理及临床应用

影像诊断学在肝脏、胰腺及脾脏疾病的诊断、治疗及预后评估中有着极其重要的作用，超声和MRI受到时间和空间分辨率方面的限制，CT一直是这些疾病最重要的检查手段。随着设备的更新及新技术、理论的发展，影像诊断从单纯的解剖结构分析转向功能分析、从主观的诊断转向定量分析，并进一步向分子影像学方向发展[1]。而双源CT的出现，除了也能提供传统单能量CT所提供的解剖学信息外，还能提供组织器官的功能和/或组织化学成分信息，使得CT检查能提供更丰富的诊断信息，有助于提高对小病变的检测敏感性，从而能更好地指导临床制订准确的治疗方案。双能CT扫描获得的碘图提供了感兴趣区组织的碘含量的准确信息，克服了常规CT由于扫描技术、重建技术及患者体型不同所造成的CT值之间的差异。近期研究表明，碘含量的测量相对于肿瘤血流灌注及肿瘤活性的判定来讲可能是更好的替代方法，同时，它对于肿瘤治疗疗效的无创性评估价值更大[2]。

第一代双源CT在机架内安装了2个相隔90°的 X线管球(A 、B管球)，A管球(140 kV)视野为50 cm，而B管球(80 kV)的视野为26 cm，因B管球扫描野小，经常在体型较大的患者中出现扫描野缺失的问题。第二代双源CT将两个X线管球的夹角增加到95°，将B管球的扫描野调整为33 cm，弥补了这一不足之处；且在技术上的一些改良，例如更短的球管旋转时间、更高的螺距、更大的覆盖范围等，进一步改善了双能量CT的影像质量，增加了该技术的可行性。采用电压Sn140和100 kVp，这种射线能谱组合提高了低能谱射线对人体的穿透力和射线的利用率，明显减少了伪影；在高能谱X线管后设置了选择性能谱滤过技术(selected photon shield，SPS)，去除了高能谱线中的低能谱成分，使高能谱射线纯化，显著提高了对碘成分的区分能力，使用能谱滤过装置后，在相同射线剂量的前提下可使碘区分能力提高80%[3-5]。

双能CT对物质的化学组成亦具有较高的敏感性[5]，尤其在两种物质的原子序数差别较大时，更容易区分物质的成分[6]，其基本原理在于利用了碘与其它组织衰减趋势的明显差异，将碘从图像中单独提取出来[7-8]。碘分布图是根据碘的浓度来分析病灶强化程度，比常规增强扫描的准确性高，有助于对病变血供情况的评价，有利于对富血供或乏血供病灶的检出。在双源CT Dual-energy Liver-VNC后处理软件中利用100和140 kV扫描数据可获得彩色编码的碘分布图，可通过不同的渐变色彩分辨出不同区域的强化程度，人眼对色彩的敏感程度强于黑白影像，故双源CT获得的伪彩图像比常规单能量CT的黑白影像更加直观和明确。对碘含量进行定量评估是双源CT技术的另一种重要应用。CT增强扫描所用的对比剂为碘对比剂，因此碘离子就成为了“示踪剂”，根据碘图上碘的分布范围和含量的不同，就能定量分析组织器官的强化程度、血供情况等；再加上人眼对色彩的敏感性高于灰阶变化的特点，采用彩色编码技术的碘图能更敏感显示坏死灶周边的逐渐过渡的低灌注区域的信息[9]。

2.正常肝脏的双源CT能量成像特征

肝脏为肝动脉和门静脉双重供血的器官，前者占25%，后者占75%。肝动脉和门静脉于肝门处进入肝脏并逐级分支到肝叶各段。肝的左、中、右三大静脉在第二肝门处汇入下腔静脉[10]。经静脉注射对比剂后，在不同扫描期相肝实质及肝血管内强化程度不一。本研究中分别在肝脏、腹主动脉各标记3处ROI，分别取其平均值并计算标化含碘值，对得到的数值进行统计分析后发现，肝脏在动脉期及门脉期的nIC差异有统计学意义，可以认为正常肝脏在对比剂注射后不同时间nIC是在变化的，这与肝脏的供血特点相吻合。同时本组研究结果还显示，不同性别、不同年龄组正常肝脏的nIC值差异无统计学意义，即性别、年龄因素对正常肝脏的碘含量无明显影响。

肝癌是肝脏最常见的恶性肿瘤，其发病率仅次于肺癌和胃癌占第3位[11]，严重威胁人民健康。早期诊断和早期治疗对患者的预后有重要价值。当肝硬化结节向癌变结节转变时，其血流供应发生变化，由门静脉供血为主逐渐改变为以肝动脉供血为主，并且这种改变在肝脏增强扫描不同期相中也可以表现出来[12-15]。正是由于肿瘤在病理学血管生成方面的这些变化，才导致了影像学上出现可见的征象，而这些征象正是判断硬化结节出现恶变的依据[16]。双源CT的碘含量测量可以进一步用于对结节性质的转变进行监测和诊断。

3.正常胰腺的双源CT能量成像特征

胰腺是一个位于腹膜后、肾旁前间隙的狭长腺体，位于第1～2腰椎水平。胰腺在前方隔网膜囊与胃相邻，后方有下腔静脉、胆总管、肝门静脉和腹主动脉等重要结构，其右端被十二指肠环抱，左端达脾门。正常胰腺为富血供器官，胰头部主要由胰十二指肠前、后弓供血，胰背动脉、胰动脉支、胰尾动脉及其分支主要分布于胰颈、胰体及胰尾部。胰腺的静脉血主要通过胰十二指肠上前和上后静脉、下前和下后静脉、胰十二指肠中静脉、胰静脉支及胰尾静脉等回流至肝门静脉或肠系膜上静脉。因其血供丰富，诸多实质性病变均会影像胰腺的血流状态，胰腺疾病所致的形态学变化往往晚于其功能学改变。双源CT能量成像技术为这种功能学变化的检测提供了技术支持。

本研究中分别在胰头、胰体、胰尾和腹主动脉内各标记3处ROI，取其平均值并计算出标化含碘值，对得到的数值进行统计分析后发现，胰腺各部位之间nIC值无明显差异，可以认为正常胰腺各部位的碘含量分布均匀。在胰腺胚胎发育的过程中只有胰头的下半部分由胰腺形成，胰头的上半部分、胰体及胰尾均由背胰形成，总的来说胰腺各部的组织学来源较一致，生物学差异较小。虽然胰腺各部位由不同的动脉供血，但是各个部位由于组织特点相似，碘进入组织的量无明显差异。本研究中还发现，不同性别、不同年龄组正常胰腺 nIC值的差异无统计学意义，即性别、年龄因素对正常胰腺的碘含量无明显影响。

胰腺为富血供器官，胰腺癌起病隐匿，早期无明显临床症状，但病变胰腺的功能变化与其微循环关系明确。目前CT用于检测微循环改变的方法主要为灌注成像，CT值代表对比剂在该组织中的浓度变化，但其准确性明显不及双源CT能直接测量组织内的碘含量，而且其辐射剂量较大。

4.正常脾脏的双源CT能量成像特征

脾脏是外周最大的淋巴器官，是机体免疫-神经-内分泌网络调节中心的一个重要组成部分。脾脏具有独特的血液循环系统，脾的血液供应来源于脾动脉，正常情况下脾静脉的血流回流入门静脉，但出现门脉高压时，脾静脉回流受阻，脾静脉代偿性增粗、迂曲。注射对比剂后动脉期可见脾脏呈“花脾”改变，门脉期及延迟期其密度趋于均匀。由于门脉高压症所致的门静脉充血，脾脏慢性被动性充血、血流灌注量下降[17]，故碘含量的测量有可能用于评价门脉高压症。

本研究中在门脉期图像上分别于脾脏、腹主动脉各标记3处ROI，取其平均值并计算出标化含碘值，对得到的数值进行统计分析后发现，不同性别、不同年龄组间正常脾脏nIC的差异无统计学意义，即性别和年龄因素对正常脾脏的碘含量无明显影响。

脾脏是介于动脉和静脉之间的网状内皮系统的脏器，它具有独特的血液循环系统(开放循环和闭锁循环)，脾脏的血流动力学特点及其临床意义日益受到重视。目前对于脾脏血供的影像学研究的文献报道尚少，脾脏的灌注成像又受到很多因素的影响，故双源CT双能量成像在脾脏的应用将有很好的前景。

本研究样本量尚偏小，且关于双源CT能量成像对于肝脏、胰腺、脾脏研究的文献比较少，没有对比性。对于弄清双源CT所测量的腹部重要器官的碘含量所代表的意义还有很长的一段路要走。

双能量CT问世后短短数年内其在心脑血管病和腹部疾病等的诊断方面已体现出了良好的应用价值，既能提供类似于常规CT的基本解剖学信息，又可同时提供组织、器官功能或化学成分信息，在某些部位对于解决一些特殊问题可作为常规技术的有效补充，拓宽了CT应用的适用范围[18]。作为常规CT技术的补充和完善，双能量CT技术有良好的应用前景。笔者相信，随着影像设备的发展及后处理软件的更新，双源CT在功能成像领域将发挥更大的作用。

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Determination of iodine content in normal liver, pancreas and spleen using dual energy CT:a preliminary studyKAN Yang-yang，REN Ke，XIE Zhao-yong，et al．Department of Radiology，the First Affiliated Hospital of China Medical University，Shenyang 110001，P.R.China

Objective：To analyze the characteristics of iodine distribution in normal liver,pancreas and spleen,and to establish the normal reference value of iodine content in these organs by using dual energy CT.Methods：54 adults without organic disease were recruited and underwent dual energy CT examination.The Siemens Dual Energy software was used to analyze the iodine content of normal liver,pancreas and spleen in late arterial and portal venous phase.The iodine concentration in aorta,liver,pancreas and spleen were measured on the iodine-based material-decomposition images,and were further normalized (nIC) and compared.Results：The nIC of liver in late arterial and portal venous phase was 0.10±0.09 and 0.40±0.09,respectively;the nIC in head,body,and tail of pancreas was 0.29±0.32,0.29±0.31 and 0.28±0.3 in late arterial phase,and 0.49±0.21,0.46±0.17 and 0.46±0.16 in portal venous phase;the nIC of spleen in portal venous phase was 0.02±0.05.There were no significant differences of nIC in liver,pancreas (head,body,tail) and spleen between gender and different age groups (P>0.05).The nICs of liver in the two phases were statistically different (P<0.05).There were no significant differences among the nICs of pancreatic head, body and tail (P<0.05).Conclusion：The information of iodine content of liver,pancreas and spleen can be provided by dual energy CT scan,which is helpful for the diagnosis of lesions in these organs.

Liver； Pancreas； Spleen； Dual energy imaging； Dual-source CT； Iodine content

2014-12-29修回日期:2014-02-29)

110001沈阳，中国医科大学附属第一医院放射科

阚杨杨(1988-)，女，辽宁阜新人，硕士研究生，主要从事腹部影像诊断工作。

任克，E-mail：renke815@sina.com

辽宁省科学技术计划项目(2012225013)

·专家荐稿·

814.42； R445.1

A

1000-0313(2015)04-0308-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.04.003