張皓，李琳，呂發(fā)金

1. 重慶市墊江縣人民醫(yī)院 a. 放射科；b. 藥劑科，重慶 408300；2. 重慶醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院 放射科，重慶 400016

引言

肝細胞癌是肝臟最常見的原發(fā)性惡性腫瘤，是目前世界第二大癌癥相關死亡原因[1]。有癥狀的肝癌患者，其5年生存率僅有1%～10%，若早期被發(fā)現(xiàn)并接受外科治療，其5年生存率可顯著提高到50%以上[2]。目前大多數(shù)臨床實踐指南認為，在病灶的影像學表現(xiàn)典型的情況下，CT和MRI可以取代活檢作為診斷原發(fā)性肝癌的首選方法[3]。所以，肝癌被早期檢出和肝內(nèi)病變被正確診斷的重要性，使得螺旋CT肝臟多期增強掃描的技術參數(shù)備受關注。肝癌以肝動脈供血為主，但肝動脈明顯較門靜脈和肝靜脈細小，且高對比度的持續(xù)強化時間也明顯較后兩者短[4]，而外科手術及介入治療有術前充分了解肝動脈血管結構的需求[5]。所以，如何成功抓住肝動脈最佳時相是研究的焦點之一。放射科醫(yī)師和技術人員了解其相關資料，能充分發(fā)揮螺旋CT肝臟對比增強技術的優(yōu)勢，故本文對其做一綜述。

1 對比增強常用技術

對比增強常用技術目前主要有三種，其中經(jīng)驗法在對比增強技術中是最早被廣泛應用和深入研究的，這與早期CT機型掃描（4排螺旋及以下CT機型）時間較長有關[6]（表1）。隨著CT機及計算機軟件的發(fā)展，16排螺旋及以上CT機型開始有采用閾值觸發(fā)法[7]或小劑量測試法[8]來確定肝臟增強掃描的最佳起始時間。三種常用技術各有優(yōu)劣勢（表2）。

表1 Siemens CT機型和掃描時間的對比

表2 常用檢查技術優(yōu)劣勢對比

1.1 經(jīng)驗法

經(jīng)驗法基于估算既定掃描配置方案下的肝動脈起始、結束及持續(xù)時間的平均值開啟掃描，其中時間和期相是其重點。

（1）正常肝動脈起始、結束、持續(xù)和峰值時間的均值 （范圍）分別為 16.9±4（12～21）、39.6±5.7（29～48）、22.7（10～33）、32.7（23～37）s，其中持續(xù)時間22.7 s可劃分為肝動脈前期和后期，兩者的均值（范圍）分別為 16.7（10～23）、5.9（8～16）s，推薦肝動脈期掃描時間為注射造影劑后的25～28 s[9]。

（2）時間期相可進一步劃分為肝動脈早期、肝動脈中期、肝動脈晚期（門靜脈流入期）、門靜脈期、門靜脈-肝靜脈期、肝靜脈期及延遲期，分別為 16～25、20～30、26～38、45～60、55～70、65～75 s及 3～5 min，各期相間存在明顯交叉[10]。

（3）注射速率在3 mL/s和4 mL/s時，主動脈強化峰值平均時間分別為32.1 s和30 s，肝實質(zhì)強化峰值平均時間分別為66.4 s和60 s，建議肝動脈期、門靜脈期延遲掃描時間分別設置為 30 s和50～60 s[11]。

（4）正常肝臟者和肝硬化者的造影劑劑量(注射速率)建議配置方案為1.5 mL/kg（2.5 mL/s）和2.0 mL/ kg（3.0 mL/s），在此方案下兩者的主動脈、門靜脈及肝實質(zhì)強化達到峰值時間分別是28、52、73 s，肝硬化者31、68、77 s；肝硬化者的注射速率較常人有更高的需求[12]。

（5）直徑小于3 cm（平均直徑2.1 cm）的小肝癌（n=91個）[13]和直徑小于1 cm的小肝癌（n=61個）[14]在肝動脈早期、肝動脈晚期、門靜脈期的檢出率分別為45.1%、83.5%、78%和32%、87%、82%，凸顯了肝動脈晚期的重要性；小肝癌檢出率在“動脈晚期+門脈期”（94.5%）與“雙動脈期+門脈期”（97.8%）之間的比較差異無顯著性意義[15]。

（6）若檢查中含有肝動脈CTA和常規(guī)診斷，64排螺旋CT的掃描啟動時間分別設置為注射造影劑后的21 s和34 s，可用于分別獲取肝血管像及肝動脈晚期[5]。

綜前所述，在經(jīng)驗法中，肝動脈期的建議啟動掃描時間為25～30 s，但仍需要根據(jù)具體CT機型掃描參數(shù)和造影劑注射配置方案，以及受檢者具體狀況的不同做相應調(diào)整。例如5 mm相較于8 mm的準直，因全肝掃描時間延長而需要相對提前啟動掃描時間；64排較16排螺旋CT掃描速度快，則需相對延遲啟動掃描時間；不同年齡段受檢者的血流循環(huán)具有差異性，掃描的啟動時間也應適當予以調(diào)節(jié)[16]；肝硬化受檢者啟動掃描時間根據(jù)病情嚴重程度延遲3～5 s[12]。

1.2 閾值觸發(fā)法

閾值觸發(fā)法是一種利用Sure-Star軟件技術的造影劑自動跟蹤掃描技術，在腹主動脈靶層面感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）設置觸發(fā)閾值，多選擇在腹腔干或第一肝門層面[17]，偶有脾臟[18]。根據(jù)患者血液循環(huán)速度的差異定制掃描，以獲取優(yōu)良的肝動脈期相[19-20]，成功率優(yōu)于經(jīng)驗法[21-22]。觸發(fā)閾值和閾值觸發(fā)后的診斷延遲掃描時間是其主要研究點

（1）腹主動脈觸發(fā)閾值正常組均值（范圍）為165±15（150～180）HU，肝硬化組均值為200±20（180～220）HU[19]。

（2）以腹主動脈強化凈值150 HU為標準啟動掃描，也可獲得較好的肝動脈期，且造影劑用量75 mL即可滿足螺旋CT肝臟增強的要求[20]。

（3）觸發(fā)閾值100 HU，在注入造影劑后，肝動脈開始出現(xiàn)強化的時間平均為17 s，比小肝癌平均早4（0～14）s；小肝癌開始出現(xiàn)強化的時間平均為21.6 s，強化幅度逐漸升高，到達峰值平均時間為45 s；在平均36.3 s時的肝動脈期相顯示小肝癌效果較好[23]。

（4）觸發(fā)閾值設置為腹主動脈的CT凈值增加100 HU，腹主動脈和肝動脈峰值的最佳延遲時間分別為觸發(fā)閾值后15～17 s和19～21 s，腹主動脈峰值時間后的4～7 s達到腫瘤-肝臟對比期相峰值，此時腫瘤顯影較好，檢出率高[24]。

綜前所述，閾值觸發(fā)法的觸發(fā)閾值通常設置在100～160 HU（或強化凈值50～100 HU），根據(jù)CT掃描和造影劑注射方案，以及臨床成像應用目標的不同，配搭不同的診斷延遲掃描時間。

1.3 小劑量測試法

小劑量測試法預注射小劑量造影劑（15～20 mL），應用smart軟件監(jiān)測腹主動脈ROI的時間-密度曲線和達峰時間，了解對比劑在受檢者體內(nèi)的循環(huán)過程。然后通過軟件處理分析后，對注射造影劑后的延遲掃描時間進行設定，使肝動脈期相與對比增強的峰值區(qū)重合，實現(xiàn)個體的定制掃描，最大限度減少不同受檢者的心輸出量和外周血管阻力等差異的干擾，能有效地提高肝臟三維血管重組圖像質(zhì)量[25-26]。在應用于肝動脈或門靜脈血管成像時，兩者的峰值時間分別為16～19 s和24～32 s，它隨年齡增大而延長，20～35歲組與＞60歲組分別相差5～10 s，4～8 s，最佳掃描啟動時間分別為小劑量預注射的峰值時間延遲6 s和8 s[8]。但此項技術存在著包括檢查時間長、檢查通量低，額外的造影劑用量和X射線輻射劑量等缺陷[27-28]，使得它近年在肝臟CT多期增強掃描的臨床應用中報導較少，MRI偶有報道錯誤，未找到引用源。

2 對比增強影響因素

它分為受檢者、造影劑注射和CT掃描三部分。造影劑的增強是由受檢者的生理狀況和注射造影劑所決定的，與CT掃描無關。然而，CT掃描/圖像采集的參數(shù)優(yōu)化能夠使我們最佳地可視化對度增強。雖然它們都與對比增強是高度相關的因素，但一些因素更密切地影響對比增強的強化幅度，而另一些因素更密切地影響對比增強的時間[29]。

2.1 受檢者因素

2.1.1 體重和心輸出量

受檢者的體重和心輸出量（心血管循環(huán)時間）是重要影響因素[30]，其他包括性別、年齡、身高、腎功能和各種病理條件為非重要因素。體重是決定血管及實質(zhì)造影增強程度的最重要的患者相關因素（圖1）[31-32]。體重大者的血容量比體重小者更大，因此注射到前者血腔內(nèi)的造影劑比注射到后者稀釋得更多，導致增強幅度減低。體重和強化幅度是一對一的線性關系[33]。對于固定造影劑劑量的對比增強，增強幅度與體重成比例降低，見圖1[32]。

2.1.2 心輸出量

心輸出量是影響造影增強時機的最重要的受檢者相關因素。心輸出量減少→造影劑循環(huán)減慢→主動脈和實質(zhì)增強峰值延遲（圖2[32]）以及主動脈峰值增高，它們也呈線性相關。隨著心輸出量的減少，首先造影劑到達心臟血腔后被清除得更慢，導致增強期延長；其次造影劑彌散的減少，主動脈峰值增強幅度增加。所以個性化的延遲掃描對于不同心輸出量受檢者的對比增強效果會更好一些，它可以通過閾值觸發(fā)法或小劑量測試法實現(xiàn)。

圖1 四種不同體重對增強曲線的影響

圖2 不同心輸出量對增強曲線的影響

2.2 造影劑注射因素

與造影劑注射相關的關鍵因素包括注射持續(xù)時間、注射速率、造影劑量（= 注射時間 × 注射速率）、濃度和使用生理鹽水沖洗。

2.2.1 注射持續(xù)時間

注射持續(xù)時間由注射造影劑量和注射速率決定（注射持續(xù)時間=造影劑量除以注射速率）。對比增強的大小和時間都受到注射時間的嚴重影響[34-35]。在固定注射速度下，隨著注射時間的增加，碘的沉積量增加，血管和實質(zhì)增強的程度與注射時間成正比（圖3[32]）。造影劑注射的持續(xù)時間是影響掃描時機的最重要技術因素。隨著造影劑量的增大，動脈或實質(zhì)造影劑增強達到峰值所需要的時間也增加。相反，固定造影劑量僅增加注射速率，達到峰值的時間縮短（圖4[29]）。因此，低量造影劑（和/或高注射率）方案導致早期動脈和實質(zhì)的峰值增強，并需要較短的掃描延遲。較長的注射時間（即高量造影劑和/或低注射速率）方案會導致較晚的峰值增強，掃描時間應相對延遲。

2.2.2 注射速率

當注射速率增加時（固定注射持續(xù)時間），碘的釋放速率和總量都增加，血管和實質(zhì)增強峰值隨之增加；主動脈對比增強效果顯著大于實質(zhì)[36]，肝臟增強峰值的增加較為緩慢，只有在注射速率相對較低（＜3 mL/s）時才明顯（圖5[35]）。當固定造影劑量時，注射速率增加會使對比增強持續(xù)時間縮短。注射速率的增加導致動脈增強時間縮短但幅度升高，有利于快速的動脈CT掃描，而較長時間的血管增強（較長的注射時間）是較慢的CT掃描首選。注射速率越高，動脈與肝實質(zhì)對比增強平衡的間隔時間越長，有利于動脈和門靜脈的期相分離[37]，改善病灶的檢出和其影像特征的呈現(xiàn)（圖 6[36]）。

圖3 三種不同對比劑劑量對增強曲線的影響

圖4 三種不同對比劑注入速率對增強曲線的影響

圖5 對比劑注射速率對增強峰值幅度的影響

2.2.3 造影劑的碘濃度

在固定注射時間、注射速度和注射量下，碘濃度越高的造影劑，其碘負荷越大，反應越快，所得到的峰值增強幅度增大，在給定增強水平上的時間窗增大[38]。然而，因為注射的時間和速率保持不變，達到峰值的時間不受影響。相反，當?shù)饪偭亢妥⑸渌俾时３植蛔儠r，注射量和注射時間隨造影劑濃度的變化而變化。在此條件下，高碘濃度造影劑的體積小于低碘濃度造影劑。由于造影劑體積的減小，增強劑濃度越高，增強時間越短。然而，造影劑濃度較高的單位時間內(nèi)提供更多的碘質(zhì)，從而導致早期和更大的峰值主動脈強化（圖7[29]）。這種效應相同于高注射率的注入因素，增加碘量交付率和縮短注入持續(xù)時間，適用于CTA成像和富血供腫瘤的檢出。

圖6 高對比劑注射速率對增強曲線的影響

圖7 三種不同濃度對比劑（總碘量相等）對增強曲線的影響

2.2.4 生理鹽水沖洗

生理鹽水沖洗將注射造影劑的末尾部分推入心腔，否則它們將被保留在注射管和周圍靜脈中，不能有效參與成像。因此，生理鹽水沖洗既提高了造影劑的增強效果，又提高了造影劑的使用效率，還可以用于補償?shù)蛣┝吭煊皠┑氖褂肹39-40]；注射超過30 mL的生理鹽水沖洗可能不會導致增強效果的進一步改善。

3 存在的問題

國內(nèi)外的造影劑應用參數(shù)的差異，造影劑總量、注射速率和注射時間均有明顯差異。國內(nèi)多采用固定的造影劑總量，以80～90 mL居多，固定造影劑注射速率3.0～4.0 mL/s （根據(jù)受檢者年齡及血管壁彈性情況調(diào)節(jié)）；歐美多采用依據(jù)受檢者公斤體重（0.2 mg/kg）的方法計算造影劑總量，總量大多在150～180 mL，固定造影劑注射時間（30 s），而不固定注射速率。例如對于一位75 kg的受檢者，國內(nèi)外造影劑的用量分別為90 mL和150 mL。國外以每公斤體重計算造影劑總量是為盡可能消除個體差異的一種標準方案[41]，并多采用閾值觸發(fā)法，觸發(fā)設置于腹主動脈（腹腔干水平層面）ROI的閾值（100 HU）后延遲15～20 s掃描[42]；國內(nèi)多采用小于100 mL的造影劑總量是出于適合亞洲人體型的肝動脈期掃描需要、造影劑腎損害、經(jīng)濟因素等方面的考量[10,15]。雖然兩者能滿足診斷所需，但在SCI論文的撰寫前可能需要注意研究設計中造影劑注射劑量以歐美的標準為宜。

2011年3月，美國放射學院發(fā)布了肝臟影像報告和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)[43]。該指南的第二版（2013年）至第五版（2018年）均推薦了使用含肝動脈期（強烈推薦肝動脈晚期）的多期對比增強掃描技術對肝細胞癌進行診斷、分期。因為肝細胞癌通常在肝動脈晚期強化更明顯；事實上，還有部分肝細胞癌僅在此期表現(xiàn)出強化[44]。不少研究認為大約在注射造影劑后32～36 s（或觸發(fā)閾值[100 HU]后延遲20 s）啟動掃描獲取肝動脈晚期，門靜脈顯影良好，可以較好的顯示富血供病灶[12,31,45-48]，但也有研究認為此時門靜脈顯影較多，不利于充分顯示和觀察肝動脈分布走行以及滿足外科手術或介入治療術前準備的需求，建議注射造影劑后25～30 s（或觸發(fā)閾值[100 HU]后延遲10 s）為肝動脈期的啟動掃描時間[27,49-52]。在這兩者間，可能需要根據(jù)放射科醫(yī)師的閱片習慣和（或）臨床需求做一平衡。

延遲診斷時間是指設定的監(jiān)測閾值被觸發(fā)后延遲曝光掃描時間，它與觸發(fā)閾值搭配使用，是對比增強掃描中的另一項非常重要的掃描參數(shù)。一般包含準直寬度、螺距比、機架旋轉時間、自動語音控制所需時長。這通常由CT機安裝時工程師設定或依科室掃描習慣設定，不同的放射科間多存在差異。例如我科目前的設置為Siemens128層Stellar光子CT機為7 s，而3、4、5、6、10 s均有報導[20,47,53-55]，還有一些研究沒有給出此項參數(shù)[19,21,23,56-59]。所以需注意參數(shù)描述的完整性，便于讀者研究學習及復制其技術方案；同時，此項參數(shù)或還有優(yōu)化統(tǒng)一的規(guī)范化可能性。

4 總結

三種技術可因受檢者和臨床成像應用目標的不同而擇優(yōu)選用。經(jīng)驗法在早期CT機型較長掃描時間的背景下應運而生，簡單快捷省時，閾值觸發(fā)法和小劑量測試法作為后起之秀，獲取優(yōu)良肝動脈期相的成功率高。小劑量測試法對已知血循環(huán)異常（例如肝硬化或心輸出量異常等)的受檢者或高要求的血管成像等更具優(yōu)勢?？紤]到工作效率和實用性，以及輻射劑量和造影劑注射劑量等，閾值觸發(fā)法是臨床工作中更常用的選項，但它獲取的優(yōu)良肝動脈期相成功率低于小劑量測試法，因此值得深入研究學習，以期獲得進一步提高。多種與受檢者和注射相關的因素影響肝動脈、肝實質(zhì)對比增強的幅度和時機。雖然這些因素是相互關聯(lián)的，但一些因素（體重、造影劑總量和碘濃度、生理鹽水沖洗）對增強強度的影響更大，而另一些因素（心輸出量、造影劑注射時間、注射速率）對增強的時間模式影響更大。了解各項技術的優(yōu)劣勢和常用參數(shù)以及對比增強影響因素，注意CT掃描和造影劑應用的參數(shù)配搭，有助于合理調(diào)試對比增強技術方案。近來，在迭代重建技術[60-61]的幫助下，低濃度造影劑結合低輻射劑量的雙低聯(lián)合增強掃描研究已展開[62-63]，可以預期隨著螺旋CT肝動脈掃描最佳時相掃描技術的發(fā)展和進步，將令更多受檢者受益。