肝移植后缺血性胆管炎超声造影到达时间成像分析的初步研究

廖梅 吕艳 郭欢仪 曹君妍 童歌 任杰

超声造影技术问世后， 可实时观察实质脏器微循环灌注，在各领域得以迅速发展，临床应用日益广泛［1－5］，因其无创，方便，重复性好、可实时动态观察肝脏血管情况（包括胆管壁的血供）、肝脏灌注等诸多优点，是肝移植术后首选的、非常重要且不可替代的监测手段； 而缺血性胆管炎（ischemic－type biliary lesion, ITBL） 是肝移植术后的严重并发症， 困扰着肝移植术后的存活率与长远疗效。 佳能公司的到达时间成像（parameter micro flow imaging，P－MFI）可将时间参数融入高清的造影图像， 根据对比剂不同的灌注时间进行彩色编码， 实现在造影图像中直观显示不同部位的对比剂的灌注时间，直观显示病变血流变化。因此本研究采用P－MFI 技术，观察ITBL、肝移植术后正常患者、 健康志愿者肝脏血流灌注特点， 探讨P－MFI 的在肝移植术后ITBL 诊断中的应用价值。

资料与方法

1.一般资料

ITBL 组：选取本院2015～2017 年肝移植术后随访中确诊为ITBL 的患者, 排除ITBL 合并术后血管并发症者，最终纳入研究共38 例ITBL 患者, 为经皮经肝穿刺胆道造影引流 （percutaneous transhepaticcholangiography and drainage, PTCD） 确诊26 例, 经内镜逆行胰胆管造影 （encoscopic retrograde cholangio －pancreatography, ERCP） 确诊 7例、 磁共振胰胆管造影 （magnetic resonancecholan giopancreatography,MRCP）确诊5 例。 其中男32例,女6 例, 年龄29～64 岁, 平均（46.95±10.38）岁。

肝移植后正常组：选取同时期于本院行肝移植术且术后随访临床指标均正常的患者：纳入标准：进行超声造影时肝功能生化指标正常，影像学检查无异常； 超声造影后临床追踪6 个月以上上述指标持续无异常者（血清学检查超过3 次，超声检查超过2 次），共60 例, 其中男42 例, 女18 例,年龄19～74 岁, 平均（46.06±12.28）岁。

健康对照组：健康志愿者12 例，无腹部病史及手术史，病毒性肝炎阴性，实验室肝功能生化检查正常，腹部超声检查无异常者。男7 例，女5 例，年龄23～36 岁, 平均（28.33±3.08）岁。

所有被检查者进行超声造影前均被询问病史并告知其检查方法、 检查目的以及对比剂不良反应，所有被检查者均签署超声造影知情同意书。

2.仪器与对比剂

超声造影采用Canon（Toshiba） Aplio 500 型超声诊断仪, 6C1 凸阵探头, 频率3～5MHz。图像分析采用仪器匹配的P－MFI 分析软件。 对比剂采用SonoVue（Bracco,Italy）。对比剂包装内为冻干粉剂,使用时向瓶内注射生理盐水5 ml , 用力振荡至均质混悬液备用。由左肘正中静脉以团注方式注入,剂量1.5 ml/次,注射后立即以生理盐水冲洗管道。

3.成像方法

检查方法：（1）先常规观察肝内外胆管有无扩张、管腔内有无异常回声、管壁有无增厚等；（2）以肝门部胆管 （左右肝管及其汇合部、 胆总管供体段）为观察目标，取其纵切面并适当局部放大，周边包含门静脉、肝实质以作对照；（3）造影检查切换至造影模式，采用双幅对比图像，调节增益至胆管壁隐约显示。 经肘静脉注射SonoVue 的同时启动计时器， 实时观察胆管壁增强情况并全程动态存储2 min。 在造影5～30 s 时间段内嘱被检者尽量屏住呼吸，以减少呼吸运动造成的影响。所有检查由2 名有5 年超声造影检查经验的医师完成。

图像处理及分析：由1 名不知晓被检者临床、实验室及其他影像学资料的医师采用P－MFI 软件进行图像后处理。 节选一段动脉期超声造影图像进行分析，节选动态图原则为：起点为肝动脉的对比剂到达时， 结束时间点选取为动脉期肝实质基本均匀强化时。 然后对所节选动态图像进行编辑，用红、黄、黄绿、绿、浅蓝、深蓝、紫一系列渐变色来编码对比剂的到达时间， 选取7 个时间点将所节选的造影动态图像较为均匀的分配为6 等份，以对应不同颜色，初始时间对应为红色，结束时间对应紫色，编辑好时间之后，软件自动计算，得到到达时间成像，双幅显示，右侧为二维图像，左侧即为彩色编码的P－MFI 图像。

由2 名分别具有7 年、2 年腹部超声诊断经验的医师（医师1、医师2）采用双盲法分别对所有病例的超声造影动态图像及P－MFI 图像进行分析诊断，记录动脉期胆管壁增强水平，进行诊断信心评分，诊断信心采用1～5 分评分。 1 分：不能诊断；2 分：诊断信心低于50%,3 分，诊断信心50%～60%，4 分，诊断信心60%～90%，5 分，诊断信心超过90%。 以肝门部胆管壁动脉期呈无或低增强为标准诊断ITBL［6,7］，以肝门部胆管壁动脉期高或等增强则诊断为对照病例。当评分为4 或5 分，则认为诊断明确，当评分为1～3 分时，则认为诊断不明确。 计算超声造影及P－MFI 诊断ITBL 的敏感性，特异度及准确性。

统计方法：采用SPSS 21.0 统计分析软件,诊断信心评分比较采用卡方检验。 采用判断的一致性统计方法, 计算Kappa 统计量。Kappa 值越大,一致程度越好。 Kappa＞0.4,一致程度尚可。 Kappa≥0.75,说明已取得相当满意的一致程度。 应用卡方检验比较超声造影及P－MFI 诊断信心评分的差异。 P＜0.05 为差异有统计学意义。

结果

所有病例P－MFI 编辑时间5.3～12.8 s, 平均（7.11±1.97 s）。

健康对照组图像特征：超声造影图像特征：肝动脉首先出现对比剂灌注，胆管壁为高或等增强（8例），等或稍低增强（4 例）。P－MFI 图像特征：肝动脉首先显影为红色，胆管壁与门静脉管壁紧随动脉后显影，几乎同一时段显影，大多为黄色，黄绿色或绿色（12 例），最后是门静脉与大部分肝实质显影，颜色多为蓝色和紫色，胆管壁显示清晰。

肝移植后正常组特征：超声造影图像特征：肝动脉首先出现对比剂灌注，胆管壁为高或等增强（47 例）,等或稍低增强 （13 例）（图2a）。P－MFI 图像特征：肝动脉首先显影为红色，胆管壁与门静脉管壁紧随动脉后显影， 几乎同一时段显影，颜色类似，大多为黄绿色或绿色（40 例）（图2b），部分为绿色与蓝色混合（12例），蓝紫色（8 例），最后是门静脉与大部分肝实质显影， 颜色多为蓝色和紫色，胆管壁显示清晰。

ITBL 组特征：超声造影图像特征：肝动脉首先显影， 胆管壁为无增强（4例），低或无增强（12 例），等或低增强（20 例），高增强或等增强（4 例）。 P－MFI图像特征：肝动脉首先显影为红色，门静脉壁随后显影，为黄色或绿色，门静脉及肝实质显影，多为蓝色或蓝紫色，胆管壁无颜色充填（14 例），仅见零星点状绿色显示（6 例），颜色显示为稀疏深蓝或紫色（14 例），胆管壁颜色充填较好为绿色（4 例），大部分病例胆管壁显影较晚，充填不完整（图3）。

由三组图像特征可以看出， 超声造影图像分析存在一定难点：对于部分病例的胆管壁增强程度较难准确界定，而P－MFI 结合彩色编码的显示的对比剂灌注先后时间，显示更直观，使得图像分析变得相对简单明了（图1～3）。

图1 女，31 岁，健康志愿者，a）超声造影示胆管壁非常纤细，回声较高，在造影模式下本底仍较高（箭），因而动脉期不易判断为是高增强还是等增强；b）P－MFI：肝动脉最先显影为红色，其次为胆管壁（箭），以黄色为主，门静脉与肝实质为蓝紫色。P－MFI 比较鲜明的显示出胆管壁较肝实质明显早增强，为高增强 图2 女，42 岁，肝移植术后正常患者。 a）造影模式下动脉期胆管壁（箭）似为等或稍低增强，诊断不明确，两位医师评分为4 分和3 分；b）P－MFI 示肝动脉最先显影为红色，其后为胆管壁（箭），颜色为绿色，随后门脉为绿色，肝实质最后显影，为蓝紫色。 P－MFI明确胆管壁较肝实质早显影为高增强 图3 女，43 岁， ITBL。 a)造影模式下动脉期胆管壁（箭）似为等增强，局部管壁对比剂填充不完整，为无增强，诊断信心不够强，两位医师评分为4 分和3 分;b) ：P－MFI 显示：肝动脉为红色，最先显影，其次为门脉管壁，为绿色，肝实质为蓝紫色，胆管壁（箭）大部分无颜色填充，仅见细线状绿色填充，可判断胆管壁对比剂灌注情况差

两位医师对ITBL 组的诊断信心评分见表1，两位医师对超声造影与P－MFI 的诊断评分均具有统计学差异（0.000，0.000）；对照组诊断信心评分见表2， 两位医师对超声造影与P－MFI 的诊断评分均无统计学差异（0.050，0.083）。

医师1 在38 例ITBL 中采用超声造影诊断了26 例，因有4 例胆管壁表现为高或等增强，诊断为肝移植术正常移植肝， 另8 例因诊断信心不够（3 分） 未明确诊断， 采用P－MFI 诊断了34 例ITBL，因有4 例胆管壁表现为高或等增强，诊断为正常移植肝。 医师2 在38 例ITBL 中采用超声造影诊断了22 例，因有4 例胆管壁表现为高或等增强，另12 例因诊断信心不够（3 分）未明确诊断。采用P－MFI 诊断了34 例ITBL， 因有4 例胆管壁表现为高或等增强，诊断为正常移植肝。两位医师采用两种方法诊断ITBL 的敏感性、特异度、准确性见表3。 由表3 可见，在两位医师的诊断中，PMFI 诊断ITBL 的敏感性及准确性均较超声造影提高。

医师1 的评价：ITBL 组中34 例 （34/38）P－MFI 评分高于超声造影评分，对照组（包括肝移植术后正常组及健康志愿组）中10 例（10/72）P－MFI评分高于超声造影评分。 医师2 的评价：ITBL 组中32 例 （32/38）P－MFI 评分高于超声造影评分，对照组中12 例（12/72）P－MFI 评分高于超声造影评分。

表1 两位医师对ITBL组超声造影与P－MFI诊断信心的评分比较

表2 两位医师对对照组（健康志愿组+肝移植术后正常组）超声造影与P－MFI诊断信心的评分比较

表3 两位医师采用两种方法诊断ITBL的敏感性、特异度、准确度比较

两位医师对P－MFI 能否提供更多信息， 能否增强诊断信心评判一致性较高（Kappa=0.811）。

讨论

肝移植后ITBL 与微血流灌注变化密切相关，研究显示胆管周围血管网（peribiliary plexus, PBP）内皮细胞的损害, 血管的收缩和阻塞最终损伤胆管上皮, 导致大的胆管出现节段性上皮坏死、小的胆管炎性水肿及增生、纤维性胆管炎,使胆管狭窄,远端胆管扩张,发生ITBL［8－10］。ITBL 是指移植肝的胆管树出现非吻合口性多发狭窄和扩张等胆管缺血的影像学改变， 具体表现为胆管发生节段性狭窄和扩张，以及肝内胆管消失，最终导致胆道机械性梗阻和继发性胆道感染［11］。 ITBL 的诊断主要依靠各种影像学手段直接显示胆管树的形态学改变，PTCD 或ERCP 为其诊断金标准［12－15］。MRCP 诊断肝移植术后胆道并发症的灵敏度可达93%，特异度92%， 阳性预测值为86%， 阴性预测值为96%，效果较佳［16－18］，因此本文中将MRCP 和PTCD、ERCP 均作为ITBL 的诊断标准， 但是符合以上诊断标准的病例往往已属病变晚期， 失去了最佳治疗时机。

超声造影能够通过灌注显像评价实质性脏器的血供及功能。 课题组前期研究显示超声造影可实时观测移植肝以及胆管壁微循环灌注［6,7,19,20,21］，以肝门部胆管壁动脉期呈无或低增强为标准可实现早期诊断ITBL［6,7］。 但因移植肝胆管壁目标微小， 且ITBL 患者肝门部胆管腔往往显示不清，透声差［22］，对于经验不够的医师来说，行超声造影检查以及分析对比剂灌注特点时，易丢失观察目标，且胆管壁通常是高回声， 在造影模式下即使降低增益，胆管壁本底仍高，因此对细小的胆管壁对比剂灌注情况判断会带来一定干扰， 部分等增强甚至低增强容易误判为高增强。 对于明显的高增强以及无增强，容易做出判断，然而对于细小的胆管壁是等增强还是稍低增强， 则是一个比较困难的判断过程， 因而增加了诊断难度以及需要花费更多时间反复阅片或重复注射对比剂观察。 而PMFI 有助于帮助他们锁定观察目标， 并将胆管壁与肝实质的对比进一步强化， 更易做出诊断。 在ITBL 组中， 两位医师认为大多数病例（34/38,32/38）P－MFI 的诊断信心评分高于单纯超声造影评分，且两位不同经验的医师评分的一致性较高，表明在ITBL 组，P－MFI 可提供更丰富的诊断信息，明显增强诊断信心。本文结果显示，在ITBL 组中，P－MFI 诊断信心评分与普通超声造影具有统计学差异， 明显优于单纯超声造影， 且诊断ITBL 敏感度、 特异度及准确度由68.4%、100%、89.1%提高至89.5%、100%、96.4%（医师1）,由57.9%、94.4%、97.2%提高至89.5%、97.2%、94.5%（医师2）。

Aplio500 独有的P－MFI 将时间参数融入造影图像，将超声对比剂到达靶组织的时间形象化，通过参数成像， 根据对比剂到达靶组织的时间变量在B 型超声图像基础上将对比剂灌注进行彩色编码，把代表时间意义的彩色映射图像进行叠加，直观地观察到对比剂到达靶组织的先后顺序， 并将其编码后的不同颜色进行定量分析进而获得靶组织对比剂灌注特征。 实现在同一动态图像中同时表现出对比剂灌注在空间、时间的分布，直观显示病变血流变化。

本研究中P－MFI 使得肝动脉、 胆管壁、 门静脉、肝实质的增强先后顺序及强度一目了然，对比鲜明，界限分明，能够更好的观察兴趣区，对兴趣区域与周边结构的对比剂灌注先后及强度上的差别直观鲜明的呈现出来。

以往超声造影检查观察者只能通过肉眼观测不同部位的先后到达顺序， 当灌注时间差较小或观察目标较小时，难以判断其灌注先后；超声造影定量分析通过软件分析虽可得到多个兴趣区的到达时间、达峰时间、峰值强度等数据，得到一组时间强度曲线，但不能同时呈现其空间分布，不够直观；且只能圈画一个小的兴趣区域进行分析，不能分析整个图像，操作较为繁杂，对于被检查者呼吸要求颇高， 因此超声造影定量分析在实际临床工作中受到较多限制。P－MFI 可以将不同组织、同一病灶中的不同部位的对比剂灌注先后直观用不同颜色显示出来，且时间差可小于1 s，同时呈现出对比剂空间及时间分布信息， 尤其对较小目标的观察，较单纯超声造影更鲜明直观。

融入时间参数、 带有彩色编码图像的超声造影P－MFI 技术，能够直观、清晰的、完整的诠释胆管壁与肝实质的血流灌注情况， 为肝移植术后缺血性胆管炎提供更丰富的诊断信息， 增强检查者的诊断信心。