石橋， 謝婷婷， 袁知東， 林蘭英， 唐潤輝， 成官迅

雙能量CT碘定量參數(shù)評估肝硬化患者肝臟血流灌注重分布及肝功能的臨床價值

石橋， 謝婷婷， 袁知東， 林蘭英， 唐潤輝， 成官迅

目的：通過研究肝硬化患者雙能量CT碘定量參數(shù)肝動脈供血比重碘分數(shù)(AIF)及門靜脈血流碘含量(PVIC)改變，探討AIF及PVIC反映肝硬化患者血流灌注分布情況及肝功能的臨床價值。方法：選擇55例經(jīng)臨床確診肝硬化患者(研究組)及26例健康者(對照組)，進行上腹部CT掃描，增強動脈期、門靜脈期、延遲期為能譜成像(GSI)模式掃描，應用能譜分析軟件進行后處理。分別在動脈期、靜脈期物質(zhì)分離碘基圖上于肝臟左外葉、左內(nèi)葉及右葉各取1個直徑10 mm的ROI，測得ROI的碘濃度均值為增強掃描動脈期碘濃度(Ia)及門靜脈期碘濃度(Ip)，計算AIF、PVIC。對肝硬化組及正常對照組AIF、PVIC進行單因素分析，組間均數(shù)兩兩比較；肝硬化組AIF、PVIC分別與肝功能CTP分級評分進行Spearman相關(guān)性分析，P<0.05認為差異具有統(tǒng)計學意義。結(jié)果：肝硬化組Child-Pugh B級、C級AIF與正常對照組均數(shù)差異具有統(tǒng)計學意義(F=68.650，P<0.01)，且Child-Pugh B級、C級AIF均高于正常對照組，分別為 (31.70±5.07)%，(47.74±5.75) % vs (21.06±4.29)%， AIF與肝硬化CTP分級評分呈正相關(guān)(r1=0.780，r2=0.848,P<0.01)。肝硬化組Child-Pugh A、B、C級PVIC與正常對照組均數(shù)差異均具有統(tǒng)計學意義(F=14.949，P<0.01)，且均低于正常對照組，分別為(1.72±0.51)、(1.37±0.38)、(0.94±0.27)和(2.08±0.54) mg/mL；肝硬化組Child-Pugh A、B、C級PVIC呈逐級遞減，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，與肝硬化CTP分級評分呈負相關(guān)(r1=-0.608,r2=-0.548,P<0.01)。結(jié)論：雙能量CT參數(shù)AIF及PVIC的改變反映了肝硬化后門靜脈對肝臟的血流灌注相對減少，且隨肝硬化程度加重而呈逐級遞減，Child-Pugh B級、C級出現(xiàn)肝動脈血流灌注增多；AIF及PVIC與肝硬化的臨床分級相關(guān)，可作為評估肝功能儲備狀況的參考依據(jù)。

肝硬化； 體層攝影術(shù)，X線計算機； 肝功能

表2 正常對照組與肝硬化組AIF及PVIC比較

注：a與正常對照組相比，P<0.05；b與Child-Pugh A級相比，P<0.05；c與Child-Pugh B級相比，P<0.05。

肝臟儲備功能的測定和評估是肝移植的標準，能預測肝硬化患者首次曲張靜脈破裂出血后1年內(nèi)的死亡率等[1-2]，目前臨床常用Child-Pugh分級來評估肝臟儲備功能和患者預后，但是肝儲備功能是多方面的，Child-Pugh分級仍存在一定局限性。本研究通過雙能量CT碘定量參數(shù)肝動脈供血比重碘分數(shù)(arterial iodine fraction，AIF)及門靜脈血流碘含量(portal venous blood flow iodine content，PVIC)變化，反映肝硬化患者肝動脈及門靜脈血流灌注重分布及其與肝功能的相關(guān)性，旨在為肝臟儲備功能的評價提供更多信息。

材料與方法

1.一般資料

搜集2013年7月-2016年7月北京大學深圳醫(yī)院臨床診斷為肝硬化的55例患者的病例資料，其中男42例，女13例，年齡26～75歲，平均(51±10)歲，所有患者均為乙肝肝硬化。肝硬化臨床診斷標準：參考2000年中華醫(yī)學會傳染病與寄生蟲病學分會、肝病學分會聯(lián)合修訂的病毒性肝炎防治方案[3]。根據(jù)CTP評分標準：積分≤6分為A級，7～9分為B級，≥10分為C級(表1)。CTP分級與CT掃描間隔小于3天。肝硬化CTP分級A級30例，B級15例，C級10例。CTP 評分5～13分，中位分值9分。另外隨機選取本院行上腹部CT平掃及增強掃描中最后臨床診斷無肝臟、脾臟疾病等相關(guān)疾病的26例作為正常對照組，其中男17例，女9例，年齡14～82歲，平均(50±14)歲。排除標準：肝臟形態(tài)變異、肝囊腫直徑>5 mm、肝臟腫瘤、肝內(nèi)膽管結(jié)石或鈣化、脂肪肝、門靜脈病變等。

表1 肝功能Child-Turcotte-Pugh(CTP)評分與分級標準

2.檢查方法

采用GE Discovery CT 750HD能譜CT機，增強掃描動脈期、靜脈期及延遲期行能譜成像(GSI)。掃描范圍從膈頂上方至臍上方。對比劑采用碘海醇(350 mg I/mL，北陸藥業(yè))，劑量1.2～1.5 mL/kg，采用高壓注射器自肘正中靜脈以3.0～3.5 mL/s流率團注。掃描參數(shù)：螺距0.984，球管轉(zhuǎn)速0.6 s/r，探測器寬度為0.625 mm×64層，電壓為高低能量(140 kVp和80 kVp)瞬時(0.5 ms)切換，管電流為640 mA。增強掃描時動脈期監(jiān)測的ROI設(shè)定在腹主動脈，閾值達120 HU后5.4 s觸發(fā)掃描。門靜脈掃描于動脈期掃描開始后30 s進行。

3.ROI選擇及碘濃度測定

原始數(shù)據(jù)傳輸至ADW 4.5工作站，在能譜分析軟件物質(zhì)分離碘基圖上測量動脈期肝實質(zhì)碘濃度(Ia)及門靜脈期肝實質(zhì)碘濃度(Ip)。在肝臟左內(nèi)、外葉及右葉各選取1個直徑為10 mm的圓形ROI(避開尾狀葉、膽管、血管、小的囊腫)，其平均值代表該時相肝實質(zhì)碘濃度，各時相ROI選取位置盡量保持一致(圖1～4)，計算得AIF=Ia/Ip；單純門靜脈血流貢獻的肝實質(zhì)碘濃度PVIC≈Ip-Ia[4-6]。

4.統(tǒng)計學方法

結(jié) 果

肝硬化組Child-PughA級、B級、C級AIF與正常對照組差異具有統(tǒng)計學意義(F=68.650，P<0.01)，Child-Pugh B級、C級AIF均高于正常對照組及A級，Child-Pugh C級AIF高于B級(P均<0.05)。肝硬化組Child-Pugh A、B、C級PVIC與正常對照組差異具有統(tǒng)計學意義(F=14.949，P<0.01)，正常對照組最高，Child-Pugh A、B、C級依次降低(P均<0.05，表2)。

圖1 正常組增強掃描動脈期碘基圖像。 圖2 正常組增強掃描門靜脈期碘基圖像。圖3 肝硬化組增強掃描動脈期碘基圖像。 圖4 肝硬化組增強掃描門靜脈期碘基圖像。

AIF與肝硬化CTP分級及評分呈正相關(guān)(r1=0.780，r2=0.848，P<0.01)。PVIC與肝硬化CTP分級及評分呈負相關(guān)(r1=-0.608，r2=-0.548，P<0.01)，且肝硬化組Child-Pugh A、B、C級PVIC逐級遞減，差異具有統(tǒng)計學意義(P<0.05，表3，圖5～8)。

表3 肝硬化CTP分級及評分與碘定量參數(shù)的相關(guān)性

討 論

1.雙能CT成像原理及AIF、PVIC的意義

雙能量CT成像基于單源瞬時kVp切換技術(shù)，使用高、低球管電壓(140 kVp和80 kVp)瞬時切換并實現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)同時采樣[7-8]，測量出物質(zhì)X線衰減系數(shù)。任何感興趣物質(zhì)都可以通過兩種基物質(zhì)的組合產(chǎn)生相同的衰減效應來表達，這個過程即雙能量CT的物質(zhì)分離定量功能[9-10]。人體組織含水豐富，CT對比劑為含碘溶液，且水-碘的衰減系數(shù)高低差別明顯，常選用水-碘作為基物質(zhì)對。在增強掃描中物質(zhì)分離碘基圖上表達的是碘空間和時間分布信息[11]，測得的碘濃度的升高實際是增強掃描后灌注血流中含有碘對比劑所致，其變化程度間接反映其血供情況。

肝臟由肝動脈及門靜脈供血，在肝動脈期肝實質(zhì)的碘含量升高僅來自于含碘對比劑的肝動脈灌注，故在此階段測量肝實質(zhì)的碘濃度主要反映肝動脈血流量；在門靜脈期肝實質(zhì)碘含量升高來自于攜帶碘對比劑的肝動脈、門靜脈灌注，此時碘基值由肝動脈和門靜脈血流灌注量共同決定，反映了肝實質(zhì)總的血流量。動脈期與門靜脈期碘濃度之比為AIF，反映肝動脈占肝臟總血供的比例，以往有作者定義為肝動脈碘分數(shù)[4]，但該概念對AIF的實質(zhì)表述并不完整，故本文使用“肝動脈供血比重碘分數(shù)”這一概念。若肝動脈所攜帶碘的濃度從動脈期到門靜脈期的變化忽略不計，則門靜脈期肝實質(zhì)碘濃度與動脈期碘濃度之間的差值為單純門靜脈血流供給的碘濃度[12](PVIC)，反映了門靜脈的血流灌注量。

2.AIF、PVIC反映肝硬化肝臟血流重分布

本研究顯示肝硬化患者PVIC較正常組下降，包括Child-Pugh A級，即在肝硬化早期門靜脈血供已經(jīng)下降，肝硬化組Child-Pugh A、B、C級PVIC分別為正常對照組的83%、66%、45%(表2)，這種下降趨勢反映了門脈血流灌注肝硬化程度加重而逐漸減少。肝硬化后Disse間隙及匯管區(qū)纖維組織大量增生，一方面導致竇周間隙肝竇毛細血管化，肝竇順應性減少，門靜脈阻力增加；另一方面小葉下肝靜脈閉塞扭曲，引起門靜脈竇后梗阻，兩種因素的協(xié)同作用使門靜脈血流流速減慢，管腔逐漸擴張，最終使門脈阻力增加，門靜脈灌注減少，即PVIC下降[13-14]。

門靜脈和肝動脈小分支的血流匯合于肝小葉內(nèi)的肝竇，兩種壓力不同的血流在肝小葉間匯管區(qū)由動靜脈間的小交通支互相溝通后達到平衡，肝動脈對門靜脈間血流灌注的改變以負反饋的方式應答，以保持肝臟血供的穩(wěn)定，即肝動脈緩沖效應(hepatic arterial buffer response，HABR)[15]。本研究肝硬化Child-Pugh B、C級動脈期碘濃度增高，呈上升趨勢，該現(xiàn)象證實了肝動脈緩沖效應的存在。在終末的肝小動脈、門靜脈小支及終末膽管周圍存在Mall間隙，當門靜脈血流量減少時，間隙中腺苷的清除減少，腺苷濃度的升高導致肝動脈擴張，使肝動脈血流量增加；另一方面由于肝硬化后肝功能不良，一氧化碳、胰高血糖素等活性物質(zhì)未被滅活而直接進入體循環(huán)，引起血管平滑肌舒張，體循環(huán)阻力下降，體循環(huán)處于高動力狀態(tài)，而使肝動脈血流量增加[16-17]。

圖5 正常組和肝硬化組AIF箱形圖。 圖6 正常組和肝硬化組PVIC箱形圖。 圖7 CTP評分與AIF的散點圖。圖8 CTP評分與PVIC的散點圖。

3.AIF、PVIC與肝硬化肝功能儲備的相關(guān)性

肝臟儲備功能包括兩方面的因素，肝臟血流灌注和肝實質(zhì)細胞容積，其中肝臟的血流灌注是維持肝臟正常功能的重要因素，血流灌注減少將導致肝功能儲備的損害，因此肝臟的血流動力學參數(shù)是判斷肝臟功能的重要指標[18]，肝硬化后AIF及PVIC的改變可反映肝臟功能的改變。本研究顯示AIF與肝硬化CTP分級評分呈正相關(guān)，PVIC與肝硬化CTP分級評分呈負相關(guān)，AIF及PVIC與Child-Pugh分級有較好的相關(guān)性。肝硬化是動態(tài)發(fā)展的過程，從肝炎、肝纖維化、早期肝硬化、肝硬化到并發(fā)癥等進展。早期肝硬化時，由于肝功能儲備、機體代償能力可，且尚能通過臨床治療抑制其進展，治療效果較好；但晚期肝硬化由于并發(fā)癥多，肝功能儲備較低，治療效果較差。評估肝硬化肝功能儲備對臨床意義重大，可指導臨床治療及判斷其預后。Child-Pugh分級由于其易用，長期廣泛應用于臨床肝硬化肝功能儲備的評估。其局限性在于部分指標波動較大，影響評分準確性；且其分級較窄，僅5～15分，同一分級內(nèi)的患者，病情可能差別很大[19]，目前Child-Pugh評級已經(jīng)不能完全滿足臨床肝硬化肝功能分級需要。AIF反映肝動脈及門靜脈供血比例，PVIC反映門靜脈的血流量，作為評價肝硬化血流動力學改變的重要參數(shù)，與Child-Pugh評級相比，AIF及PVIC更為客觀且受人為因素影響較小，且可以精確定量測定，并與肝硬化程度密切相關(guān)，能較好反映肝硬化血供的特點及肝功能損害程度，為評估肝臟儲備功能提供重要參考依據(jù)。

綜上所述，雙能量CT碘定量參數(shù)AIF及PVIC的改變反映了肝硬化后門靜脈對肝臟的血流灌注相對減少，而肝動脈血流灌注有所增多；AIF及PVIC與肝硬化的臨床分級相關(guān)，表現(xiàn)為AIF越高、PVIC越低，肝臟儲備功能越差，AIF及PVIC可作為評估肝功能儲備狀況的參考依據(jù)。

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The clinical value of dual-energy CT-based iodine quantification parameters in the evaluation of hemodynamics and liver function in patients with cirrhosis

SHI Qiao,XIE Ting-ting,YUAN Zhi-dong,et al.

Medical Imaging Center,Peking University Shenzhen Hospital,518036 Guangdong,China

Objective：To assess the clinical value of dual-energy CT (DECT) parameters including arterial iodine fraction (AIF) and portal venous blood flow iodine content (PVIC) in the evaluation of hemodynamics and liver function in patients with cirrhosis.Methods:A total of 55 cases with liver cirrhosis (study group) and 26 cases without hepatic disease (control group) were enrolled in the study.All cases underwent upper abdomen CT scan.The enhancement scan protocol of gemstone spectral imaging (GSI) including arterial phase,portal venous phase and delayed phase were performed with DECT scanner (GE Discovery CT 750 HD).Iodine concentration was measured on material decomposition of iodine base figure.Region of interest (ROI) was selected in left lateral lobe,left medial lobe and right lobe of liver respectively and mean liver parenchyma iodine concentration of arterial phase (Ia) and portal venous phase (Ip) were calculated.The arterial iodine fraction (AIF=Ia/Ip) and the portal venous blood flow iodine content (PVIC≈Ip-Ia) were calculated.AIF and PVIC were compared by single factor analysis,and the difference between groups was analyzed in pairs.The correlation among AIF,PVIC and CTP grade,score were evaluated by Spearman's correlation analysis.Results:Liver cirrhosis group (Child-Pugh B,C) and control group were statistically different in AIF (F=68.650,P<0.01).AIF of Child-Pugh B,C were higher than that of control group [(31.70±5.07)%,(47.74±5.75)% vs (21.06±4.29)%].AIF was positively correlated with CTP grade in patients with liver cirrhosis (r1=0.780,r2=0.848,P<0.01).Liver cirrhosis group (Child-Pugh A,B,C) and control group were different in PVIC with statistically significance (F=14.949,P<0.01).PVICs of Child-Pugh A,B,C were lower than that of control group [(1.72±0.51),(1.37±0.38),(0.94±0.27) vs (2.08±0.54)mg/mL],and showed an declining trend with statistically significance.PVIC was negatively correlated with CTP grade score in patients with liver cirrhosis (r1=-0.608,r2=-0.548,P<0.01).Conclusion:The change of AIF and PVIC reflects a relative decrease of portal venous blood flow quantity (Child-Pugh A,B,C),even presenting a gradual decrease with the degree of cirrhosis,and an increase of hepatic artery blood flow quantity in patients with hepatic cirrhosis (Child-Pugh B,C).AIF and PVIC were correlated to CTP grade,which can be an important reference in the evaluation of liver function reserve.

Liver cirrhosis; Tomography,X-ray computed; Liver function

518036 廣東，北京大學深圳醫(yī)院醫(yī)學影像科

石橋(1977-)，男，湖南邵東人，博士，副主任醫(yī)師，主要從事腹部影像診斷工作。

成官迅，E-mail:18903015678@189.cn

深圳市科技計劃項目(JYCJ20150403091443313)

R814.42； R575.2

A

1000-0313(2017)07-0734-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2017.07.016

2017-02-27)