任占麗，雷雨欣，陳曉俠，賈永軍，于楠，于勇，郭長義，賀太平，張喜榮

1.陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院醫(yī)學影像科，陜西咸陽712000；2.陜西中醫(yī)藥大學第二附屬醫(yī)院CT室，陜西咸陽712000

前言

肝硬化是肝臟最常見的慢性疾?。?］，主要病理學變化為肝細胞的彌漫變性和壞死、肝臟纖維組織增生和彌漫性的肝纖維化、肝臟假小葉與再生結節(jié)的形成等［2］。肝硬化早期臨床癥狀多不明顯，隨著病變的發(fā)展，肝臟組織結構逐漸變形和結構破壞而形成假小葉，同時肝臟血運改建及重新分布，引起肝臟動靜脈血液循環(huán)異常［3］,造成部分患者靜脈曲張出血、肝性腦病等并發(fā)癥與合并癥，從而導致臨床預后不佳［4］。因此，早期肝硬化的發(fā)現(xiàn)、臨床診斷、較早治療對于患者的預后尤為重要。多層螺旋CT 檢查可以顯示肝硬化患者肝臟形態(tài)、側支循環(huán)以及腹水等繼發(fā)性改變，但在提供肝臟血流動力學方面仍存在缺陷；CT 肝臟灌注成像雖然可以提供肝臟微循環(huán)的功能信息，但CT 肝臟灌注成像存在覆蓋范圍有限、運動偽影和高輻射劑量等局限性［5］。能譜CT成像作為新的成像技術，解除了傳統(tǒng)CT 成像依賴CT 值診斷疾病的限制，能譜CT物質分離技術可以為臨床提供單能量圖像、多種基物質圖（如碘基圖、水基圖等），且可以對物質含量進行定量測定，碘基圖測量的碘濃度可以精確反映組織攝取碘物質的情況［6］，間接反映組織血供和病變血流量［7-8］。文獻報道通過測量肝臟不同增強期相碘濃度值可以間接反映肝硬化情況下肝臟血流的變化［9］。因此，本研究通過采用能譜CT對肝硬化與正常肝臟的動脈期和門靜脈期的肝臟CT 值和碘濃度進行測量，并計算肝臟動脈期碘分數(shù)（Arterial Iodine Fraction, AIF）和門靜脈期碘含量（Portal Venous Iodine Concentration, PVIC），旨在探索能譜CT 多參數(shù)成像評估肝硬化與正常肝臟雙重血流定量研究中的應用價值。

1 材料與方法

1.1 研究對象

收集陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院2018年1月至3月經(jīng)臨床診斷為肝硬化Child-Pugh A級，且肝臟穿刺活檢病理證實為肝硬化患者，同時進行上腹部能譜CT平掃加三期增強檢查未見明確肝臟病變及門靜脈血管病變患者為研究組（肝硬化組）；同時收集能譜CT平掃及三期增強檢查肝臟及門靜脈正常者為對照組（正常肝臟組）。納入者年齡≥18歲，自愿參與本研究，臨床病情需要行腹部能譜增強檢查者；排除肝臟器質性疾病、脂肪肝、門靜脈先天異常及血管病變等。最終納入研究60例，肝硬化組30例，男性17例，女性13 例，年齡43～78 歲，平均年齡（63.50±10.15）歲；正常肝臟組30 例，男性15 例，女性15 例，年齡46～77 歲，平均年齡（59.90±12.52）歲。所有研究者在進行能譜CT檢查前均簽署知情同意書，且檢查均在醫(yī)院倫理委員會監(jiān)督下進行。

1.2 掃描方法

設備選用陜西中醫(yī)藥大學附屬醫(yī)院GE Discovery 750 HD寶石能譜CT成像機。檢查前去除掃描野內金屬物品，患者采用雙足先進體位，平躺仰臥于檢查床，雙手上舉并交叉抱頭，甲狀腺及盆腔生殖器進行放射防護，并對患者進行呼吸配合訓練。造影劑選取非離子型對比劑碘海醇（350 mgI/mL），采用德國Ulrich 高壓注射器，通過18-22 號靜脈留置針經(jīng)肘正中靜脈注入，對比劑用量0.8 mL/kg，對比劑流速4.0 mL/s。采用能譜CT 三期增強掃描協(xié)議，掃描范圍自膈頂上方1 cm 至肝脾下緣下方1 cm，動脈期（Arterial Phase,AP）采用固定閾值觸發(fā)技術，在膈頂下方1 cm 層面腹主動脈管腔內放置感興趣區(qū)域（Region of Interest,ROI），當腹主動脈管腔內CT值達200 HU時觸發(fā)掃描，動脈期掃描結束后分別延遲30、120 s 行門靜脈期（Venous Phase,VP）、延遲期掃描，掃描層厚5 mm，層間距5 mm。

1.3 數(shù)據(jù)測量

掃描完成后將動脈期、門靜脈期原始數(shù)據(jù)分別重建70 keV 單能量圖像，重建層厚1.25 mm，層間距1.25 mm。將所有重建圖像傳送至AW4.6 工作站用于數(shù)據(jù)測量，采用GSI分析軟件自動生成碘基物質分離圖像，選取肝門層面且同時顯示肝尾狀葉、肝左外葉、肝左內葉、肝右前葉、肝右后葉的層面，在動脈期、門靜脈期肝臟五葉分別放置3個直徑約10 mm的ROI，ROI 的放置避開肝臟內強化血管，分別記錄每個ROI的碘基值（Iodine Concentration,IC），取肝臟各葉3個ROI的平均值為每個肝葉的碘濃度（圖1和圖2），根據(jù)肝臟各葉碘基值計算肝臟各葉動脈期碘分數(shù)（Arterial Iodine Fraction,AIF）和門靜脈期碘含量（Portal Venous Iodine Concentration,PVIC），其中AIF定義為肝臟動脈期碘濃度與門靜脈期碘濃度的比值（AIF=ICAP/ICVP），PVIC 定義為門靜脈期碘濃度與動脈期碘濃度之差（PVIC=ICVP-ICAP）。根據(jù)肝臟各葉碘基值分別計算肝左葉、肝右葉、肝臟平均以及肝臟總碘濃度，其中肝左外葉與肝左內葉碘基值的平均值為肝左葉碘濃度，肝右前葉與肝右后葉碘基值的平均值為肝右葉碘濃度，肝臟五葉碘基值的平均值為肝臟平均碘濃度，肝臟五葉碘基值的總和為肝臟總碘濃度；同時根據(jù)肝臟各葉AIF和PVIC計算肝左葉、肝右葉、肝臟平均以及肝臟總AIF和PVIC，其中肝左外葉與肝左內葉AIF和PVIC的平均值為肝左葉AIF和PVIC，肝右前葉與肝右后葉AIF和PVIC的平均值為肝右葉AIF和PVIC，肝臟五葉AIF和PVIC的平均值為肝臟平均AIF和PVIC，肝臟五葉AIF和PVIC的總和為肝臟總AIF和PVIC。

圖1 正常肝臟單能量圖像和碘基圖Fig.1 Monochromatic energy image and iodine-based material decomposition image of healthy liver

圖2 肝硬化單能量圖像和碘基圖Fig.2 Monochromatic energy image and iodine-based material decomposition image of cirrhotic liver

1.4 統(tǒng)計學方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計學分析軟件，參數(shù)用均數(shù)±標準差表示。兩組患者性別差異采用χ2檢驗，肝臟各葉CT值、碘濃度、AIF、PVIC間的差異采用獨立樣本t檢驗，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。繪制ROC曲線，計算曲線下面積（AUC），分析各能譜參數(shù)診斷效能。

2 結果

兩組患者一般資料（性別、年齡、身高、體質量、BMI）間差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（表1）。肝硬化組肝臟各葉動脈期CT值和碘濃度與正常肝臟組無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），而肝硬化組門靜脈期肝臟各葉CT值和碘濃度顯著低于正常肝臟組（P＜0.05）。肝硬化組動脈期平均CT值和總CT值稍低于正常肝臟組，而肝硬化組動脈期平均碘濃度和總碘濃度稍高于正常肝臟組，但差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；肝硬化組門靜脈期平均CT值、總CT值、平均碘濃度、總碘濃度均顯著低于正常肝臟組（P＜0.05）（表2和表3）。肝硬化組肝臟各葉AIF、平均AIF和總AIF稍高于正常肝臟組（P＞0.05），而肝硬化組肝臟各葉PVIC、平均PVIC和總PVIC均顯著低于正常肝臟組（P＜0.05）（表4）。肝臟門靜脈期CT值、碘濃度和PVIC的ROC曲線分析，以門靜脈期肝臟平均碘濃度21.47 mg/mL為閾值評價肝硬化與正常肝臟時，ROC曲線AUC為0.790，敏感度為77.8%，特異度為83.3%，顯著高于肝臟CT 值和PVIC。肝臟平均PVIC 取18.38 mg/mL 為閾值時，ROC曲線AUC為0.722，特異度達100%，但敏感度僅為38.9%（表5,圖3）。

表1 兩組患者基本資料Tab.1 General information in two groups of patients

3 討論

肝臟是由肝動脈系統(tǒng)及門靜脈系統(tǒng)雙重供血的腹部臟器［10］，其中約25%的入肝血流由肝動脈供血，75%的肝臟血流由門靜脈供血，且在肝動脈系統(tǒng)與門靜脈系統(tǒng)間存在許多血管交通支［11］。因此肝動脈血流和門靜脈血流的定量測量有助于臨床進行肝硬化患者病情評估以及為預后提供肝臟血流動力學的重要信息。能譜CT 是在一次成像掃描中采用瞬時管電壓切換技術（80 kV與140 kV切換），產(chǎn)生40 keV至140 keV的單能量圖像和基物質分離圖像，在碘基圖像上測量肝臟各葉碘濃度可以用來評估肝硬化患者肝實質對碘物質的攝取，而碘物質作為對比劑的主要成分，經(jīng)由血管注入體內并隨著血液循環(huán)進入肝臟，從而通過對肝硬化患者肝臟碘濃度的測量來反映肝臟血流的變化［12］。肝動脈期碘濃度反映肝動脈供血，門靜脈期碘濃度反映肝動脈及門靜脈的雙重血供，肝臟AIF則反映肝動脈血供在肝臟總血流中所占的比例，而PVIC 反映的是肝臟門靜脈的供血量［13-14］。

表2 動脈期與靜脈期肝臟各葉CT值的比較Tab.2 Comparison of CT values of different liver lobes in arterial phase and portal venous phase

表3 動脈期與靜脈期肝臟各葉碘濃度的比較Tab.3 Comparison of iodine concentrations of different liver lobes in arterial phase and portal venous phase

表4 AIF與PVIC的比較Tab.4 Comparison of arterial iodine fraction and portal venous iodine concentration

表5 門靜脈期CT值和碘濃度、PVIC在Child-Pugh A級肝硬化與正常肝臟的診斷效能Tab.5 Diagnostic performance of the CT value and iodine concentration in portal venous phase and PVIC in Child-Pugh A cirrhotic liver and healthy liver

圖3 肝硬化與正常肝臟碘濃度、CT值和PVIC的ROC曲線Fig.3 Receiver operating characteristic(ROC)curves of iodine concentration,CT value and PVIC in cirrhotic liver and healthy liver

在本研究中，通過比較動脈期及門靜脈期肝臟CT值和碘濃度，研究結果發(fā)現(xiàn)肝臟動脈期的CT值和碘濃度在肝硬化組與正常肝臟間無統(tǒng)計學差異（P＞0.05），而肝硬化門靜脈期的CT 值和碘濃度顯著低于正常肝臟（P＜0.05），這可能與門靜脈供血約占正常肝臟血供比例的75%，而肝硬化時肝竇結構的纖維化破壞和肝星狀細胞收縮力的動態(tài)變化以及假小葉與再生結節(jié)的形成，導致肝內門靜脈發(fā)生變形和扭曲，門靜脈供血回流發(fā)生障礙并產(chǎn)生門靜脈高壓，門靜脈向肝臟供血明顯減少，而肝臟所具有的自身調節(jié)作用可以使肝動脈供血代償性增加，引起肝臟血運改建及重新分布，在CT 圖像上引起CT 值降低和能譜碘基圖上產(chǎn)生門靜脈期的碘濃度明顯下降，而動脈期CT值和碘濃度增加不顯著［15-17］。AIF反映肝動脈供血占肝臟血供的比例，PVIC反映肝臟的門靜脈供血量，本研究中肝硬化AIF稍高于正常肝臟（P＞0.05），而肝硬化PVIC 顯著低于正常肝臟（P＜0.05），表明隨著肝硬化病情的逐漸進展，肝實質的供血比例中動脈供血增加和門靜脈供血減少，從而出現(xiàn)肝硬化患者AIF高于正常肝臟和PVIC低于正常肝臟［18］。

文獻［19］報道肝動脈和門靜脈在肝左葉和肝右葉的解剖結構存在微小差異，肝左動脈較肝右動脈粗短而產(chǎn)生肝左葉動脈供血高于肝右葉，門靜脈右支較門靜脈左支粗短而產(chǎn)生肝右葉的門靜脈供血高于肝左葉。因此本研究與以往研究［20］采用單一的肝左葉或肝右葉、或者肝左葉及肝右葉聯(lián)合肝尾狀葉的研究相比，本研究在肝臟實質內選取更多的ROI進行測量，對肝臟五葉、左半肝（肝左葉）及右半肝（肝右葉）、肝臟平均CT 值和碘濃度、肝臟總CT 值和碘濃度、AIF、PVIC 均進行詳細研究，對全肝的血流定量進行全面評估，可以減小甚至排除血管解剖特點對肝臟血流定量的影響。本研究結果中肝臟尾狀葉門ICVP、PVIC在肝硬化與正常肝臟間存在差異。而丁賀宇等［21］對肝硬化血流動力學的研究中發(fā)現(xiàn)肝尾狀葉ICVP、AIF和PVIC在肝硬化與正常肝臟間不存在統(tǒng)計學差異，這結果與本研究存在不同之處，可能與尾狀葉獨特的血供有關，正常尾狀葉同時接受左右半肝的動脈供血和靜脈供血，肝硬化時肝動脈與門靜脈供血比例發(fā)生變化，從而引起尾狀葉的血供比例失調。

本研究對肝硬化與正常肝臟門靜脈期CT值、碘濃度和PVIC的ROC曲線分析顯示，以門靜脈期肝臟平均碘濃度21.47 mg/mL 為閾值評價肝硬化與正常肝臟時，ROC曲線AUC為0.790，敏感度為77.8%，特異度為83.3%，顯著高于肝臟CT 值和PVIC，這表明門靜脈期肝臟平均碘濃度在肝臟血流定量評價中具有較高的診斷效能，在評價Child-Pugh A級肝硬化與正常肝臟血流定量中具有重要的價值。

本研究仍存在一些局限性：首先，臨床肝硬化穿刺活檢患者較少，故研究樣本量較小；其次，本研究以Child-Pugh A 級肝硬化為主，未涉及Child-Pugh B級和Child-Pugh C 級肝硬化病例；最后，動脈期及門靜脈期碘基值的測量受掃描觸發(fā)時間、肝動脈及門靜脈解剖結構和患者自身血液循環(huán)狀態(tài)的影響。因此在今后的臨床工作和研究中，有待進一步擴大研究病例數(shù)來完善研究，將Child-Pugh B 級和Child-Pugh C 級肝硬化病例均納入研究，同時尋求更加完善的上腹部CT 成像方案來減少因掃描操作對研究結果產(chǎn)生的影響，從而獲得肝硬化患者更加精確的血流動力學改變情況。

能譜CT 基物質分離技術可以產(chǎn)生多組單能量圖像和基物質圖像，不僅可以為臨床提供肝硬化的解剖和形態(tài)學信息，而且在碘基物質圖像上準確測量的碘濃度以及AIF、PVIC 均是反映和評價肝硬化血流動力學變化的定量指標，可以幫助臨床對肝硬化做出早期診斷和及時的干預治療，提升肝硬化患者的預后，并對肝硬化的血流改變進行動態(tài)監(jiān)測和評估。