肝硬化血流動(dòng)力學(xué)雙能CT定量研究進(jìn)展*

1.汕頭大學(xué)醫(yī)學(xué)院 （廣東 汕頭 515041）

2.北京大學(xué)深圳醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像中心 （廣東 深圳 518036）

唐潤輝1,2 王成林2

目前關(guān)于肝硬化血流動(dòng)力學(xué)的研究方法主要有CT灌注成像、MR灌注成像等，但是以上成像方法存在掃描方法復(fù)雜、時(shí)間長及需要患者呼吸配合度較高，各種研究結(jié)果差異較大，臨床推廣應(yīng)用受限。雙能CT成像能瞬時(shí)高低能量切換掃描獲得高低兩組掃描數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離定量功能，從而實(shí)現(xiàn)肝硬化血流動(dòng)力精確定量測(cè)定，為臨床診斷早期肝硬化提供重要影像學(xué)參考依據(jù)。

1 雙能CT成像原理及特點(diǎn)

1.1 雙能CT成像的基本原理 雙能CT成像基于單源瞬時(shí)kVp切換技術(shù)，能在小于0.5ms內(nèi)使用高低球管電壓(80、140kVp)瞬時(shí)切換并實(shí)現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)同時(shí)采樣，測(cè)量出物質(zhì)的X線衰減系數(shù)。每種物質(zhì)都有其對(duì)應(yīng)的X線衰減的特征吸收曲線，根據(jù)已知不同物質(zhì)的質(zhì)量吸收系數(shù)隨能量變化的關(guān)系，計(jì)算出感興趣物質(zhì)在各個(gè)能量點(diǎn)中對(duì)X線的吸收，即可確定該物質(zhì)的特征性吸收曲線，并可獲取其他40～140KeV能量范圍內(nèi)的單能量圖像。

1.2 雙能CT定量測(cè)定肝硬化血流動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 雙能CT成像中，任何感興趣物質(zhì)可通過高、低兩組電壓掃描的X線衰減圖像可以表達(dá)為兩種基物質(zhì)的密度圖，這個(gè)過程就是物質(zhì)分離(material decomposition)[1]。肝臟由肝動(dòng)脈及門靜脈雙重供血，在肝動(dòng)肝期(hepatic Arterial Phase,HAP)，肝臟首先由肝動(dòng)脈供血，故在此階段測(cè)量肝實(shí)質(zhì)的碘基值的主要反映肝動(dòng)脈血流量；在門靜脈期(Portal Venous Phase,PVP)，此階段由門靜脈供血為主，但仍有肝動(dòng)脈的血流，此時(shí)碘基值由肝動(dòng)脈和門靜脈血流所攜帶的碘含量所決定。肝動(dòng)脈碘分?jǐn)?shù)(AIF)為HAP碘濃度與PVP碘濃度比值，反映了肝動(dòng)脈血供占全肝血供的比例。雙能CT物質(zhì)分離的碘基圖上表達(dá)是在增強(qiáng)掃描中碘的空間和時(shí)間分布信息[2]，測(cè)量肝臟增強(qiáng)掃描不同時(shí)期肝實(shí)質(zhì)碘的含量，可以反映肝實(shí)質(zhì)攝取碘的能力，從而反映據(jù)此反映肝硬化患者血流動(dòng)力學(xué)的改變。

1.3 雙能CT測(cè)定肝硬化血流動(dòng)力學(xué)的優(yōu)越性 ①具有精確物質(zhì)定量功能：雙能CT成像通過高、低兩組電壓掃描的X線衰減圖像可以表達(dá)為兩種基物質(zhì)的密度圖，從而實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離及碘基物質(zhì)的精確定量，從而精確測(cè)定肝臟血供情況。②簡便的掃描方法及多種參數(shù)分析：雙能CT使用常規(guī)含碘造影劑，使用傳統(tǒng)模式平掃、動(dòng)脈期及門靜脈期能譜成像模式(gemstone spectral imaging，GSI)增強(qiáng)掃描，掃描時(shí)間短，利用GSI瀏覽器進(jìn)行數(shù)據(jù)后處理分析，可獲得如基物質(zhì)碘-水濃度，有效原子充數(shù)，能譜曲線等多種參數(shù)分析。③輻射劑量較低 雙能CT在球管和探測(cè)器等方面進(jìn)行了革新，不但采用高純度和高通透度、性能穩(wěn)定的寶石作為探測(cè)器材料，而且運(yùn)用統(tǒng)計(jì)噪聲及迭代的方法加以抑制，使得雙能CT能夠在更低的劑量下，獲得更為清晰的圖像質(zhì)量。Purysko研究[3]表明，在同一毫安的掃描條件下，雙能CT的劑量長度乘積(DLP)、有效劑量分別為864.84mGy-cm、12.97mSv,低于單能CT(120KVp)1371.11mGy-cm，20.57mSv，但圖像質(zhì)量無明顯差別。

2 肝硬化雙能CT血流動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)

2.1 肝動(dòng)脈緩沖效應(yīng) 肝臟由肝動(dòng)脈和門靜脈系統(tǒng)共同供血，門靜脈約占70%～75%，肝動(dòng)脈約占25%～30%。當(dāng)肝硬化時(shí)，門靜脈血管扭曲、減少，出現(xiàn)了門脈高壓，門靜脈灌注減少，此時(shí)肝動(dòng)脈對(duì)肝臟的血供逐漸增加，這稱為肝動(dòng)脈緩沖效應(yīng)[4]。Peijie Lv[5]等研究結(jié)果顯示，肝硬化病人門靜脈期(PVP)碘濃度低于正常肝臟，肝硬化肝實(shí)質(zhì)動(dòng)脈期與門靜脈期碘濃度比(Ica/Icp)約為0.4±0.15，高于正常肝臟對(duì)照組的0.3±0.15，肝動(dòng)脈碘分?jǐn)?shù)(AIF)增大，肝臟動(dòng)脈灌注成分增加，證實(shí)肝動(dòng)脈緩沖效應(yīng)的存在。

2.2 肝血流灌注量的影響 譚宏文等[6]對(duì)33例肝硬化及20例正常肝臟對(duì)照研究發(fā)現(xiàn)，肝硬化的門靜脈碘濃度5.40±0.35mg I ml-1高于正常肝臟4.83±0.080mg I ml-1，認(rèn)為可能是由于肝門靜脈遠(yuǎn)端不斷吸收碘劑而經(jīng)肝回流障礙導(dǎo)致碘劑隨血液在門靜脈淤積，導(dǎo)致門靜脈碘濃度升高；肝硬化組門靜脈期肝實(shí)質(zhì)與門靜脈的碘濃度的比值0.46±0.07，低于正常肝臟0.61±0.08，其認(rèn)為發(fā)生肝硬化時(shí)門脈壓力升高，門靜脈灌注減少，門靜脈經(jīng)肝回流血流比例減少。李衛(wèi)俠[7]等報(bào)道能譜CT檢查在單能量為70keV時(shí)的肝硬化組動(dòng)脈期Ⅱ段及Ⅳ段70keV的CT值有所下降，Ⅰ至Ⅷ段的碘濃度、水濃度及Eff-Z值無明顯改變；門脈期Ⅰ段至Ⅷ段70keV的CT值、有效原子充數(shù)(Eff-Z)和碘濃度均較正常組有所下降，其認(rèn)為盡管肝硬化患者肝動(dòng)脈血供增加一定程度上彌補(bǔ)門靜脈血流量的減少，但肝臟總的灌注量有不同程度減少，以終末期肝硬化改變?yōu)橹?/p>

3 雙能CT在肝硬化的臨床應(yīng)用

3.1 測(cè)定肝葉間血供的差異 由于肝臟本身雙重血供的特點(diǎn)，肝葉間的血供存在差異。丁賀宇[9]等研究顯示肝硬化左外葉、左內(nèi)葉及右葉AIF分別為28.55±12.47%、25.43±12.43%和27.56±12.16%，高于正常組的20.68±7.74%、19.38±7.46%和21.76±6.60%，考慮肝硬化時(shí)肝細(xì)胞廣泛變性壞死，假小葉形成，導(dǎo)致門靜脈供血減少，肝動(dòng)脈供血代償性增加所致。肝硬化左葉的肝動(dòng)脈供血增高，以左外葉為著，這是因?yàn)楦巫笕~的肝動(dòng)脈供血比例高于右葉，門脈供血急劇銳減，通過肝動(dòng)脈緩沖效應(yīng)，這部分肝組織可以得到有效的保護(hù)并維持肝臟的部分代謝功能，故肝硬化時(shí)左外葉體積代償性肥大，這與肝硬化CT灌注掃描研究[10]得到的結(jié)論相近。肝尾狀葉供血量及供血比例較正常肝臟無明顯改變。研究發(fā)現(xiàn)肝硬化與正常組尾狀葉AIF分別為33.21±8.55%、30.02±7.36%，兩者之間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這可能是尾狀葉血供豐富[10]，受門靜脈灌注影響較小有關(guān)。

3.2 評(píng)價(jià)肝硬化血供的特點(diǎn)及肝功能損害程度 ZHAO等[8]認(rèn)為肝硬化門靜脈期血流量較正常有不同程度肝臟下降，其研究顯示肝動(dòng)脈期正常肝臟、肝硬化組Child-Pugh A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)的碘含量(mg I ml-1)分別為0.90、0.84、1.05、1.20，肝動(dòng)脈血供總體呈上升趨勢(shì)；門靜脈期Child-Pugh A級(jí)、B級(jí)、C級(jí)碘含量(mg I ml-1)依次為3.41、2.91、2.77、1.20，且隨著肝硬化程度加深，下降越明顯。Peijie Lv等[5]研究結(jié)果顯示，肝硬化Child-Pugh C級(jí)肝動(dòng)脈期碘濃度較A、B級(jí)升高，正常肝臟組、肝硬化Child-PughA級(jí)、B級(jí)、C級(jí)肝動(dòng)脈碘分?jǐn)?shù)(AIF)分別為0.3±0.15，0.4±0.21，0.4±0.10，0.5±0.14，隨著肝功能損害加重，AIF呈遞增趨勢(shì)，提示隨著肝硬化程度的加重，出現(xiàn)了門脈高壓，門靜脈向肝臟的回流受阻，門靜脈灌注減少，此時(shí)肝動(dòng)脈對(duì)肝臟的血供逐漸增加，肝動(dòng)脈供血比例增加，肝硬化終末期甚至以肝動(dòng)脈供血為主。

3.3 預(yù)測(cè)肝硬化食管靜脈曲張的破裂的風(fēng)險(xiǎn) 張軍等[11]對(duì)各30例肝硬化并發(fā)食管靜脈曲張破裂(esophageal varices bleeding,EVB)及無并發(fā)EVB肝硬化行研究顯示，當(dāng)胃冠狀靜脈(gastric coronary vein,GCV)直徑臨界值為5.8mm時(shí)，發(fā)生EVB的敏感性及特異性為73.%與63.3%。由于門靜脈高壓時(shí)，肝右葉門靜脈血流量減少更加顯著，故結(jié)合肝右葉碘濃度與GCV直徑進(jìn)行聯(lián)合分析肝硬化EVB發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，其樣本回代符合率達(dá)88.3%，高于單個(gè)GCV直徑指標(biāo)，可通過聯(lián)合診斷在門靜脈高壓患者中早期篩選出即將發(fā)生EVB患者，有助于降低肝肝硬化患者并發(fā)癥的發(fā)生率及死亡率。

4 影響因素

雙能CT研究血流動(dòng)力學(xué)是基于碘基物質(zhì)進(jìn)行的，由于個(gè)體差異較大，造影劑經(jīng)血流達(dá)到肝臟的時(shí)間及量有所差異。從靜脈團(tuán)注造影劑后，不同掃描時(shí)間對(duì)有肝硬化血流動(dòng)力學(xué)的研究精確性及可比性有著較大影響。確立動(dòng)脈期掃描的開始時(shí)間對(duì)于AIF值的準(zhǔn)確測(cè)定影響較大。如果掃描時(shí)間偏早，由于動(dòng)脈灌注時(shí)間短，肝實(shí)質(zhì)碘濃度較低，導(dǎo)致動(dòng)脈期肝實(shí)質(zhì)碘含量偏低，AIF值也偏低；如果動(dòng)脈期掃描時(shí)間偏后，此時(shí)測(cè)得的肝實(shí)質(zhì)碘濃度偏高，而門靜脈期測(cè)得肝實(shí)質(zhì)碘濃度偏低，AIF值偏高。Foley等[12]認(rèn)為增強(qiáng)掃描動(dòng)脈期的開始掃描時(shí)間應(yīng)為動(dòng)脈晚期，在CT圖像上表現(xiàn)為門靜脈密度輕度升高，但肝靜脈仍顯示低密度，此時(shí)能使肝實(shí)質(zhì)得到充分的肝動(dòng)脈灌注。有學(xué)者[5]為減少開始掃描時(shí)間及患者個(gè)體化的差異，采用肝臟碘濃度與主動(dòng)脈碘濃度之間的比值作為標(biāo)準(zhǔn)碘濃度(normalized iodine concentration,NIC)作為研究參數(shù)，使不同患者間碘濃度更具可比性。

5 肝硬化雙能CT總結(jié)和研究展望

雙能CT可以使用常規(guī)的掃描方案、在患者行常規(guī)腹部CT增強(qiáng)掃描時(shí)，以一種較為方便的方式獲得肝臟血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，完成肝硬化形態(tài)學(xué)診斷的同時(shí)進(jìn)行肝臟血流動(dòng)力學(xué)功能評(píng)估，是一種研究肝臟血流動(dòng)力學(xué)優(yōu)越的成像方式，與肝硬化肝功能分級(jí)有良好相關(guān)性，具有臨床推廣應(yīng)用價(jià)值。但由于雙能CT應(yīng)用時(shí)間仍較短，在肝硬化血流動(dòng)力學(xué)的研究仍顯不足，需要進(jìn)一步完善能譜CT診斷肝纖維化的特異性、敏感性及閾值等參數(shù)，為將來能譜CT進(jìn)一步運(yùn)用于臨床肝纖維化診斷奠定基礎(chǔ)。

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