双能量CT碘图评估肝硬化血流灌注的可行性分析

唐永强，石磊，李剑，石明国

第四军医大学西京医院 放射科，陕西 西安 710032

双能量CT碘图评估肝硬化血流灌注的可行性分析

唐永强，石磊，李剑，石明国

第四军医大学西京医院 放射科，陕西 西安 710032

目的 探讨第二代双源CT双能量成像碘图定量法评价肝硬化患者肝脏血流灌注变化的可行性。方法 根据肝功能Child-Pugh分级标准，收集正常人群及肝硬化患者肝脏双能量CT增强扫描图像及临床资料各30例，记录肝硬化患者肝脏各段动脉期（Ia）、静脉期碘值（Ip）、动静脉期CT值，计算肝动脉碘分数（AIF=Ia/Ip）及门静脉碘浓度差（PVIC=IP-Ia）。结果肝硬化组与正常组肝左右叶间分别比较，Ia、Ip、AIF、PVIC值均无统计学意义（P＞0.05）。正常组与肝硬化组间比较各碘值参数，均有统计学意义（P＜0.05）。正常组与肝硬化组动脉期CT值组间比较无统计学意义（P＞0.05），静脉期CT值两组间比较有统计学意义（P＜0.05）。结论 第二代双源CT（DECT）碘图成像可反映肝硬化患者肝灌注的变化，为肝硬化患者定量评估提供一种新的方法。

肝硬化；双能量成像；双源CT；碘图；血流灌注

引言

肝脏作为双重供血器官，在正常生理期间通常以门静脉为肝脏内供血，其供血量占到70%～80%，肝动脉供血只占到20%～30%。大量的研究表明，通常在肝脏的肝动脉供血系统与门静脉供血系统之间存在着复杂的相互交通侧支血管通路[1]。肝硬化作为肝脏常见的器质性病变之一，其病理变化主要为肝细胞发生弥漫性的变性坏死、结缔组织出现增生变异、肝细胞有（伴）结节状的再生，这种病理变化往往反复交错发生发展，使得肝小叶形态结构和血液循环途径（血管通路）逐渐被改建，随着病变的迁延可出现一系列不同程度的门静脉血管高压，使得门静脉对肝脏的灌注血量减少[2]。肝硬化血流动力学变化与肝功能储备关系密切[3-5]。双能量CT扫描可获取100 kV及140 kV两种单能谱图像，同时利用后处理软件获取肝脏碘含量值，从而反映肝硬化血流动力学变化。本研究旨在探讨第二代双源CT双能量成像碘图定量法评价肝硬化患者肝脏血流灌注变化的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

收集经临床诊断肝硬化并肝功能Child-Pugh分级后患者30例为肝硬化组，其中Child–Pugh A 4例，Child–Pugh B 6例，Child–Pugh C 20例，并收集30例临床及影像学无肝脏异常病例30例做为正常组，记录其临床资料以及进行肝脏增强的患者双能量CT图像数据进行分析，其中肝硬化组男22例，女性8例，年龄21～72岁，中位年龄（41.3±5.4）岁。正常组男18例，女性12例，年龄18～64岁，中位年龄（32.1±2.5）岁。排除碘对比剂过敏患者、严重心脏疾病、甲状腺功能亢进、孕产妇、体重指数＞30 kg/m2等患者。

1.2 检查方法及参数

采用西门子双源CT（Definition Flash, Siemens Healthare, Forchheim, Gemany）扫描，扫描参数为：140 kV/100 kV，自动毫安控制CAREDose4D扫描模式，准直器2 mm×64 mm×1.2 mm，螺距0.8，旋转时间0.5 s/圈。动脉期采用自动触发技术检测兴趣区为肝顶腹主动脉，触发阈值为180 HU，动脉期扫描结束后延迟25 s采集门静脉期，门静脉期扫描结束后延迟35 s采集延迟期。对比剂选用优维显（Ultravist 370 mgI/mL，Bayer Schering Pharma），经肘前静脉以1 mL/kg，以3.5 mL/s的流速进行注射，注射完对比剂后再以相同的流速注射40 mL生理盐水。

1.3 图像后处理

利用Dual Energy软件后处理工作站导入双能量三期常规1.5 mm层厚数据，包括100 kV和140 kV的图像，应用LiverVNC后处理软件进行肝脏不同部位碘图定量测量。并对100 kV图像的不同部位强化CT值进行测量。

1.4 图像分析

使用Viewing软件将圆形兴趣区分别置于肝左右叶进行测量。记录所测兴趣区的肝动脉碘值（Ia）及门静脉期碘值（Ip）、CT值，每叶均测量3次，取3次测量的平均值记录为最终碘值。测量时避开肉眼可见的血管、胆管、钙化或伪影等。计算肝动脉碘分数（Arterial Iodine Fraction，AIF=Ia/Ip）及门静脉碘浓度差（Portalvenous Iodine Concentration，PVIC=Ip–Ia）。选用 100 kV 图像常规1.5 mm测量肝左右叶CT值，各叶测量3次取平均值记录为最终CT值。

1.5 统计学处分析

应用SPSS 19.0统计软件进行检验。计量资料采用均值±标准差表示，不同肝功能分级碘图参数之间采用单因素方差分析，两组间均值的比较采用独立样本t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 正常组与肝硬化组碘值差异

正常组（图1）左右叶Ia值分别为（0.24±0.04）mgI/mL、（0.37±0.06）mgI/mL，左右叶Ip值分别为（1.69±0.11）mgI/mL、（1.66±0.10）mgI/mL。肝硬化组（图2）左右叶Ia值分别为（0.46±0.06）mgI/mL、（0.42±0.05）mgI/mL，左右叶Ip值分别为（1.35±0.11）mgI/mL、（1.32±0.10）mgI/mL，正常组与肝硬化组Ia及Ip值组左右叶间对比无统计学差异（P＞0.05），其相应AIF及PVIC值左右叶间比较亦无统计学差异（P＞0.05），见表1。

图1 正常对照组动脉期和门静脉期的肝实质CT影像

图2 肝硬化Child–Pugh C级患者动脉期和门静脉期的肝实质CT影像

表1 肝左右叶间不同碘值参数比较（mgI/mL）

2.2 正常组与肝硬化组碘值参数比较

正常组Ia均值为（0.31±0.05）mgI/mL、AIF均值为18.45%。肝硬化组Ia均值为（0.44±0.07）mgI/mL、AIF均值为33.08%。组间比较有统计学差异（P＜0.05）。正常组Ip均值为（1.68±0.12） mgI/mL、PVIC 均值为（1.37±0.09）mgI/mL。肝硬化组Ip均值为（1.34±0.11）mgI/mL、PVIC均值为（0.9±0.08） mgI /mI。组间比较有统计学差异（P＜0.05），见表2。

表2 正常组与肝硬化组碘值参数比较

2.3 正常组与肝硬化组CT值比较

正常组动脉期肝实质CT值（70.5±4.1）HU，静脉期肝实质CT值（118.2±7.3）HU，肝硬化组动脉期肝实质CT值（67.8±5.3）HU，静脉期肝实质CT值（90.4±6.5）HU，两组间比较动脉期肝实质CT值之间无统计学意义（P＞0.05），两组间比较静脉期肝实质CT值之间有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 正常与肝硬化组CT值比较（HU）

3 讨论

慢性肝病已成为严重危害人类健康的疾病，慢性肝病治疗控制不当发展为肝硬化，肝硬化及其并发症已成为全球发病与死亡的主要因素之一。慢性肝病如果得不到正确有效治疗和控制，20%以上的慢性乙肝患者会发展为肝纤维化、肝硬化，甚至肝癌，发病率及死亡率高，严重危害患者健康[8]。准确便捷的评估了解肝硬化血流动力学改变，可为肝硬化诊治及随访提供重要依据。双源双能量CT利用两套球管及探测器系统，同时产生高低能力射线经过人体获得不同组织衰减数据实现物质成分分离，并可获得增强扫描组织碘成分物质密度形成碘图及虚拟平扫，详细定量反映组织器官内碘离子分布情况[7-8]。可反映肝脏增强血流灌注过程中，不同期相肝组织含碘量，显示肝脏碘摄取能力，从而反映肝硬化肝灌注过程中血流动力学变化。相比单源全肝灌注成像，具有有效辐射剂量低，扫描时间短等优势。

本研究结果显示，正常组肝左右叶Ia、Ip碘值比较均无统计学意义，相应AIF及PVIC值亦无统计学差异，与部分研究结果相符[9-11]，正常人群肝内各段灌注参数间无统计学差异。正常人群肝功能正常，肝右叶大，左叶小，肝组织吸收碘能力一致。而肝硬化后早期，右叶缩小，左叶尾叶代偿出现增大，随着肝硬化加重，肝脏各叶比例失调，肝功能进一步减低，晚期全肝体积缩小，肝右叶缩小显著，左叶及尾叶呈相对增大[12]。在此过程不同阶段肝各叶体积变化伴随肝功能不同时期改变，肝灌注各叶间出现变化不同，晚期肝弥漫功能减低，肝灌注呈现一致分布异常。本研究显示肝硬化组左右叶碘值参数间无统计学差异，笔者分析与本组研究Child–Pugh C病例比例较大有关，需要进一步大样本数据分组对比研究。

不同研究报道的肝脏灌注及碘图成像分析之间结果略有差异[13-16]。本研究正常组与肝硬化组间比较各碘值变化有统计学意义，碘图成像可反映肝硬化后与正常人群血流灌注差异。表现为肝硬化后，肝功能减低，Ia、AIF值增高，Ip及PVIC值减低，肝脏动脉血供代偿性增多，静脉血供减少。本研究引入CT测量，对比观察肝硬化后肝实质动脉期及静脉期CT值变化，结果表明，与正常人群对比，肝硬化后肝动脉期实质CT值变化无统计学差异，与肝硬化后动脉期肝实质灌注增加，与碘值参数组间对比结果不符，笔者分析肝实质CT值与碘值相比没有后者敏感相关，静脉期肝实质CT值变化具有统计学差异。与肝硬化后肝实质静脉期灌注减低相符。

目前，双能量CT碘图成像报道相对较少，多用于不同位置肿瘤样病变研究，双能量CT碘图成像可定量分析肝硬化后血流灌注异常，并可一次扫描获取虚拟平扫图像。本文研究不足之处在于部分结果与文献报道不尽一致，与本研究肝硬化样本量较少相关，尚需大样本分析，但其相比单源CT全肝灌注具有显著优势，并与其部分研究结果相符，能定量分析反映肝硬化后肝血流灌注改变，可作为研究肝硬化血流动力学变化一种新的方法。

综上所述，双能量肝脏CT成像，通过碘图定量测定软件可以评估肝脏供血情况的变化，并且在双能量成像时一次性可以得到肝脏增强图像，同时能评估肝脏血流的变化，为临床诊疗带来便利。

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Feasibility Analysis of Dual Energy CT Iodine Maps in Assessing Blood Perfusion of Cirrhosis

TANG Yongqiang, SHI Lei, LI Jian, SHI Mingguo
Department of Radiology, Xijing Hospital, The Fourth Military Medical University, Xi’an Shaanxi 710032, China

ObjectiveTo evaluate the feasibility of quantitative method for second-generation dual-source dual-energy CT (DECT)iodine maps in assessing changes in hepatic perfusion in patients with liver cirrhosis.MethodsAccording to the Child-Pugh grading for liver functionality, 30 volunteers with normal liver functionality as well as 30 patients with liver cirrhosis were enrolled in this study, respectively. The hepatic arterial phase (Ia), intravenous iodine value (Ip) (AIF=Ia/Ip) and the difference of iodine concentration in portal vein (PVIC= IP-Ia) were measured and compared between the two groups.ResultsThere was no significant difference in Ia, Ip, AIF and PVIC between liver cirrhosis group and normal group as well as right lobe (P＞0.05). Statistical significant difference of parameters in odine maps were found between the two groups (P＜0.05). There was no significant difference in CT values between the group with normal liver functionality and the group with liver cirrhotic in arterial phase (P＞0.05), but significant difference was found in CT values in venous phase between the two groups (P＜0.05).ConclusionThe second-generation DECT iodine images can reflect the changes of liver perfusion in patients with liver cirrhosis and further provide a new method for quantitative assessment of patients with liver cirrhosis.

liver cirrhosis; dual energy imaging; dual-source CT; iodine maps; hepatic perfusion

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.11.005

1674-1633(2017)11-0015-03

R730.44

A

2017-08-25

2017-09-14

国家自然科学基金（81000648）。

石明国，教授，主要研究方向为医学影像技术。

通讯作者邮箱：smg2002@163.com