1.汕頭大學醫(yī)學院 （廣東 汕頭 515041）

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

唐潤輝1,2 王成林2

目前關于肝硬化血流動力學的研究方法主要有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雜、時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，臨床推廣應用受限。雙能CT成像能瞬時高低能量切換掃描獲得高低兩組掃描數(shù)據(jù)，實現(xiàn)物質(zhì)分離定量功能，從而實現(xiàn)肝硬化血流動力精確定量測定，為臨床診斷早期肝硬化提供重要影像學參考依據(jù)。

1 雙能CT成像原理及特點

1.1 雙能CT成像的基本原理 雙能CT成像基于單源瞬時kVp切換技術，能在小于0.5ms內(nèi)使用高低球管電壓(80、140kVp)瞬時切換并實現(xiàn)兩組數(shù)據(jù)同時采樣，測量出物質(zhì)的X線衰減系數(shù)。每種物質(zhì)都有其對應的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)隨能量變化的關系，計算出感興趣物質(zhì)在各個能量點中對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定量測定肝硬化血流動力學基礎 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為兩種基物質(zhì)的密度圖，這個過程就是物質(zhì)分離(material decomposition)[1]。肝臟由肝動脈及門靜脈雙重供血，在肝動肝期(hepatic Arterial Phase,HAP)，肝臟首先由肝動脈供血，故在此階段測量肝實質(zhì)的碘基值的主要反映肝動脈血流量；在門靜脈期(Portal Venous Phase,PVP)，此階段由門靜脈供血為主，但仍有肝動脈的血流，此時碘基值由肝動脈和門靜脈血流所攜帶的碘含量所決定。肝動脈碘分數(shù)(AIF)為HAP碘濃度與PVP碘濃度比值，反映了肝動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是在增強掃描中碘的空間和時間分布信息[2]，測量肝臟增強掃描不同時期肝實質(zhì)碘的含量，可以反映肝實質(zhì)攝取碘的能力，從而反映據(jù)此反映肝硬化患者血流動力學的改變。

1.3 雙能CT測定肝硬化血流動力學的優(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為兩種基物質(zhì)的密度圖，從而實現(xiàn)物質(zhì)分離及碘基物質(zhì)的精確定量，從而精確測定肝臟血供情況。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、動脈期及門靜脈期能譜成像模式(gemstone spectral imaging，GSI)增強掃描，掃描時間短，利用GSI瀏覽器進行數(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在球管和探測器等方面進行了革新，不但采用高純度和高通透度、性能穩(wěn)定的寶石作為探測器材料，而且運用統(tǒng)計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血流動力學特點

2.1 肝動脈緩沖效應 肝臟由肝動脈和門靜脈系統(tǒng)共同供血，門靜脈約占70%～75%，肝動脈約占25%～30%。當肝硬化時，門靜脈血管扭曲、減少，出現(xiàn)了門脈高壓，門靜脈灌注減少，此時肝動脈對肝臟的血供逐漸增加，這稱為肝動脈緩沖效應[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，肝硬化肝實質(zhì)動脈期與門靜脈期碘濃度比(Ica/Icp)約為0.4±0.15，高于正常肝臟對照組的0.3±0.15，肝動脈碘分數(shù)(AIF)增大，肝臟動脈灌注成分增加，證實肝動脈緩沖效應的存在。

2.2 肝血流灌注量的影響 譚宏文等[6]對33例肝硬化及20例正常肝臟對照研究發(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，認為可能是由于肝門靜脈遠端不斷吸收碘劑而經(jīng)肝回流障礙導致碘劑隨血液在門靜脈淤積，導致門靜脈碘濃度升高；肝硬化組門靜脈期肝實質(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，其認為發(fā)生肝硬化時門脈壓力升高，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]等報道能譜CT檢查在單能量為70keV時的肝硬化組動脈期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，其認為盡管肝硬化患者肝動脈血供增加一定程度上彌補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在肝硬化的臨床應用

3.1 測定肝葉間血供的差異 由于肝臟本身雙重血供的特點，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%，考慮肝硬化時肝細胞廣泛變性壞死，假小葉形成，導致門靜脈供血減少，肝動脈供血代償性增加所致。肝硬化左葉的肝動脈供血增高，以左外葉為著，這是因為肝左葉的肝動脈供血比例高于右葉，門脈供血急劇銳減，通過肝動脈緩沖效應，這部分肝組織可以得到有效的保護并維持肝臟的部分代謝功能，故肝硬化時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)計學意義，這可能是尾狀葉血供豐富[10]，受門靜脈灌注影響較小有關。

3.2 評價肝硬化血供的特點及肝功能損害程度 ZHAO等[8]認為肝硬化門靜脈期血流量較正常有不同程度肝臟下降，其研究顯示肝動脈期正常肝臟、肝硬化組Child-Pugh A級、B級、C級的碘含量(mg I ml-1)分別為0.90、0.84、1.05、1.20，肝動脈血供總體呈上升趨勢；門靜脈期Child-Pugh A級、B級、C級碘含量(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級肝動脈期碘濃度較A、B級升高，正常肝臟組、肝硬化Child-PughA級、B級、C級肝動脈碘分數(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，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，此時肝動脈對肝臟的血供逐漸增加，肝動脈供血比例增加，肝硬化終末期甚至以肝動脈供血為主。

3.3 預測肝硬化食管靜脈曲張的破裂的風險 張軍等[11]對各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，當胃冠狀靜脈(gastric coronary vein,GCV)直徑臨界值為5.8mm時，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，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直徑進行聯(lián)合分析肝硬化EVB發(fā)生的風險，其樣本回代符合率達88.3%，高于單個GCV直徑指標，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研究血流動力學是基于碘基物質(zhì)進行的，由于個體差異較大，造影劑經(jīng)血流達到肝臟的時間及量有所差異。從靜脈團注造影劑后，不同掃描時間對有肝硬化血流動力學的研究精確性及可比性有著較大影響。確立動脈期掃描的開始時間對于AIF值的準確測定影響較大。如果掃描時間偏早，由于動脈灌注時間短，肝實質(zhì)碘濃度較低，導致動脈期肝實質(zhì)碘含量偏低，AIF值也偏低；如果動脈期掃描時間偏后，此時測得的肝實質(zhì)碘濃度偏高，而門靜脈期測得肝實質(zhì)碘濃度偏低，AIF值偏高。Foley等[12]認為增強掃描動脈期的開始掃描時間應為動脈晚期，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，此時能使肝實質(zhì)得到充分的肝動脈灌注。有學者[5]為減少開始掃描時間及患者個體化的差異，采用肝臟碘濃度與主動脈碘濃度之間的比值作為標準碘濃度(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增強掃描時，以一種較為方便的方式獲得肝臟血流動力學參數(shù)，完成肝硬化形態(tài)學診斷的同時進行肝臟血流動力學功能評估，是一種研究肝臟血流動力學優(yōu)越的成像方式，與肝硬化肝功能分級有良好相關性，具有臨床推廣應用價值。但由于雙能CT應用時間仍較短，在肝硬化血流動力學的研究仍顯不足，需要進一步完善能譜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進一步運用于臨床肝纖維化診斷奠定基礎。

[1]Liu X,Yu L,Primak AN,McCollough CH.Quantitative imaging of element composition and mass fraction using dual-energy CT: three-material decomposition[J].Med Phys 2009; 36:1602-1609.

[2]Karcaaltincaba M,Aktas A.Dual-energy CT revisited with multidetector CT: review of principles and applications[J].Diagn Interv Radiol,2011,17(3 ): 181-194.

[3]Purysko AS,Primak AN,Baker ME.et al.Comparison of radiation dose and image quality from single-energy and dual-energy CT examinations in the same patients screened for hepatocellular carcinoma[J].Clin Radiol.2014 Dec;69(12):e538-44.

[4]Lautt WW.Regulatory processes interacting to maintain hepatic blood flow constancy: vascular compliance,hepatic arterial buffer response,hepatorenal reflex,liver regeneration,escape from vasoconstriction[J].Hepatol Res.2007;37:891-903.

[5]aLv P,Lin X,Gao J,Chen K.Spectral CT: Preliminary Studies in the Liver Cirrhosis [J].Korean J Radiol.2012 Jul-Aug;13(4):434-42.

[6]譚宏文,孫明華,史大鵬.能譜CT碘濃度對肝硬化門靜脈期的血流變化評價[J].河南醫(yī)學研究,2014,02:54-56.

[7]李衛(wèi)俠,柴維敏,杜聯(lián)軍 等.不同程度肝纖維化的肝臟多層螺旋CT灌注成像初步研究[J].中華消化雜志,2009,29:231-235.

[8]Zhao L-Q,He W,Yan B,Wang H-Y,Wang J.The evaluation of haemodynamics in cirrhotic patients with spectral CT.[J].Br J Radiol.2013 Aug;86(1028):20130228.

[9]丁賀宇,王成林,黎永濱等.肝硬化與正常肝臟雙重血流量定量對比研究[J].中國CT和MRI雜志,2013,06:52-55.

[10]Wang X,Xue HD,Jin ZY,et al.Quantitative hepatic CT perfusion measurement: Comparison of Couinaud’s hepatic segments with dual-source 128-slice CT[J].Eur J Radiol.2013 Feb;82(2):220-6.

[11]Park M Y,Lee Y J,Rha SE,et al.Correlation of portal venous velocity and portal venous flow with short-term graft regeneration in recipients of living donor liver transplants.[J].Transplantation Proceedings,2008,405:1488-1491.

[12]張軍,鄧克學.能譜CT預測肝硬化門靜脈高壓患者并發(fā)食管靜脈曲張破裂出血風險[J].中國醫(yī)學影像技術,2012,12:2201-2205.

[13]Foley WD,Mallisee TA,Hohenwalter MD,Wilson CR,Quiroz FA,Taylor AJ.Multiphasehepatic CT with a multirow detector CT scanner.AR Am J Roentgenol 2000;175:679-85.