潘克華，曹國全，孫厚長，陳 曉，林曉敏

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，浙江 溫州 325000）

隨著多排螺旋CT的臨床應(yīng)用不斷拓展，CT灌注（CT perfusion，CTP）成像在胰腺疾病特別是胰腺腫瘤的診斷、療效監(jiān)測及預(yù)后評估等方面應(yīng)用價值越來越明顯[1-5]。CTP成像中灌注參數(shù)處理所采用的數(shù)學(xué)算法主要有兩種：最大斜率算法（Maximum slope，MS）和去卷積算法（Deconvolution，DC）。不同數(shù)學(xué)算法在胰腺CTP后處理中得出的灌注參數(shù)值其相關(guān)性和一致性如何成為業(yè)界關(guān)注的重要問題，且該問題的解決與否關(guān)系到胰腺CTP能否在臨床上進一步推廣應(yīng)用[6]。本研究中，筆者分別采用DC法和MS法處理分析一組經(jīng)相同灌注掃描方案采集的正常胰腺及胰腺炎病例數(shù)據(jù)，探討兩種數(shù)學(xué)算法對其灌注參數(shù)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2015年1—8月間于我院因臨床需要需行320排容積CT胰腺灌注檢查患者68例。剔除標(biāo)準(zhǔn)：①心肝腎功能嚴(yán)重不全者；②對比劑過敏者；③呼吸移動偽影較多導(dǎo)致圖像無法分析者，最終57例納入本研究，男 37例，女 20例，平均年齡（51.2±10.2）歲。57例患者中30例為胰腺正常者，27例為經(jīng)實驗室、影像及臨床證實的急性間質(zhì)水腫性胰腺炎患者，診斷標(biāo)準(zhǔn)參照文獻[7]。檢查方案征得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)，所有檢查均取得患者的知情同意，并簽署知情同意書。

1.2 CTP檢查方案

患者取仰臥位，用腹壓帶將患者束縛在CT檢查床上，囑患者盡可能平靜呼吸。采用320排容積CT（Aquilion one，Toshiba）進行胰腺 CTP 采集，容積掃描模式，管電壓100 kV，管電流150mA，準(zhǔn)直器寬度160mm，機架旋轉(zhuǎn)時間0.5 s，重建層厚0.5mm，視野350mm，迭代重建算法AIDR3D standard。采用Medrad雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈留置針注入非離子型碘對比劑（歐乃派克，350mgI/mL），總劑量按1mL/kg計算，速率7mL/s，接著以相同速率注入生理鹽水30mL。按照廠家推薦方案，具體CTP掃描包括三個序列：第一序列于對比劑注入后8 s開始掃描11圈，每圈間隔2 s；第二序列掃描7圈，每圈間隔3 s；第三序列掃描5圈，每圈間隔5 s。共采集23圈容積數(shù)據(jù)，采集時間總長74.5 s。圖像層厚和層間隔0.5mm，每一圈容積數(shù)據(jù)320層圖像，每一患者共7 360層圖像。

1.3 圖像分析

將每一患者的圖像經(jīng)呼吸移動矯正（Body registration）后分別傳送至Vitrea Advanced工作站（基于MS算法）和GE ADW 4.5工作站（基于DC算法）。由兩名高年資主治醫(yī)師在雙盲情況下按統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)對圖像進行回顧性分析，組織閾值據(jù)軟件推薦設(shè)置為 0～120HU。感興趣區(qū)（ROI）面積約 1～2 cm2，放置位置如下：輸入動脈選取胰腺層面主動脈中央處；參照器官選取脾臟；胰腺實質(zhì)選取胰頭、體、尾最大層面處，并盡可能避開血管。兩種算法所得相同意義的灌注參數(shù)包括：血流量（Blood flow，BF），血容量（Blood volume，BV）。MS法BV值無法直接計算得到，參考Goh等[8]提出的Patlak Plot法計算得到等效血容量（Equiv BV）。對于上述灌注參數(shù)，每一名觀察者均對目標(biāo)組織在軸、矢、冠位圖像上按上述標(biāo)準(zhǔn)測3次，取平均值。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

CTP各參數(shù)測量值以x±s表示。采用SPSS（19.0）和 Medcalc（11.4）統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析。采用單因素方差分析比較胰腺頭體尾區(qū)域各灌注參數(shù)值的差異；采用配對t檢驗比較分析兩種算法所得各項CTP參數(shù)值差異；采用Pearson線性相關(guān)分析兩種算法所得各項CTP參數(shù)值間的相關(guān)性；采用Bland-Altman分析兩種算法所得各項CTP參數(shù)值間的一致性。采用組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（Intraclass correlation coefficients，ICC）比較不同觀察者測量結(jié)果間一致性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。相關(guān)系數(shù)大于0.6為相關(guān)性較好。

2 結(jié)果

2.1 MS法與DC法所得各灌注參數(shù)值及差異

對于30例正常胰腺頭、體、尾三區(qū)域，MS法測得 BV 值（mL/100 g）分別為 45.55±7.03、45.90±9.34、45.61 ±10.03，BF 值 （mL/（min·100 g）） 分 別 為112.61±23.61、116.26±21.68、115.58±19.94；DC 法測得 BV 值（mL/100 g）分別為 12.29±2.90、12.70±2.81、11.63±2.86，BF 值（mL/（min·100 g））分別為 111.32±18.97、111.39±18.48、110.47±15.16（見圖 1）。MS 法和DC法所測得BV、BF值在正常胰腺頭體尾不同區(qū)域間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（F值分別為0.19、0.23、1.069、0.025，P 分 別 為 0.827、0.788、0.348、0.975）。MS法測得BV值明顯高于DC法2倍多（t=39.35，P＜0.001），BF值略高于DC法（t=2.19，P=0.031）。表1及圖2a。

圖1 男，55歲，最大斜率法（圖1a，1b）和去卷積算法（圖1c，1d）測得其正常胰腺頭、體、尾部BF值CT灌注圖。Figure 1.Male,55 years old,normal pancreas.Figure 1a,1b：Blood flow of the pancreatic head,body and tail measured by the MS method.Figure 1c,1d：Blood flow of the pancreatic head,body and tail measured by the DC method.

圖2 圖2a，2b分別為正常及急性間質(zhì)水腫性胰腺炎組胰腺頭、體、尾三區(qū)域MS法和DC法測得BV、BF值的柱狀比較圖。Figure 2.Figure 2a and Figure 2b are the column comparison charts of BF and BV of pancreatic head,body and tail area in normal and acute pancreatitis group.

表1 兩種算法不同目標(biāo)組織灌注參數(shù)值及結(jié)果比較（±s）

表1 兩種算法不同目標(biāo)組織灌注參數(shù)值及結(jié)果比較（±s）

BV（mL/100 g） BF（mL/（min·100 g））MS法 DC法 MS法 DC法正常胰腺（n=30）頭 45.55±7.03 12.29±2.90 112.61±23.61 111.32±18.97體 45.90±9.34 12.70±2.81 116.26±21.68 111.39±18.48尾 45.61±10.03 11.63±2.86 115.58±19.94 110.47±15.16 t=39.35，P＜0.001 t=2.19，P=0.031急性胰腺炎（n=27）頭 60.02±8.94 16.61±1.76 168.29±14.62 159.31±13.23體 59.16±7.27 16.33±1.17 170.82±10.91 163.55±11.53尾 61.89±8.58 16.53±2.18 172.94±9.85 162.86±11.42 t=54.14，P＜0.001 t=8.45，P＜0.001

對于27例急性胰腺炎胰腺頭、體、尾三區(qū)域，MS法測得 BV值（mL/100 g） 分別為60.02±8.94、59.16±7.27、61.89±8.58，BF 值（mL/（min·100 g））分別 為 168.29±14.62、170.82±10.91、172.94±9.85；DC法測得 BV 值（mL/100 g）分別為 16.61±1.76、16.33±1.17、16.53±2.18，BF 值（mL/（min·100 g）） 分別為159.31±13.23、163.55±11.53、162.86±11.42。MS 法和DC法所測得BV、BV值在急性胰腺炎患者胰腺頭體尾不同區(qū)域間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（F值分別為0.765、2.502、0.188、0.956，P 分 別 為 0.469、0.065、0.829、0.389）。MS法測得BV值明顯高于DC法2倍多（t=54.14，P＜0.001），BF 值高于 DC 法（t=8.45，P＜0.001）。詳見表 1、圖 2b。

另外，2名醫(yī)師測量結(jié)果的一致性較好（ICC≥0.9）。

2.2 MS法與DC法所得各灌注參數(shù)值的相關(guān)性分析

30例正常胰腺頭、體、尾不同區(qū)域兩種算法所得BF、BV值均具有良好的相關(guān)性（r值均＞0.6），且BF的相關(guān)性好于BV。27例急性胰腺炎患者中，除胰體部BF值相關(guān)性較差外（r=0.46）其余部位兩種算法所得BF、BV值亦均具有良好的相關(guān)性（r值均＞0.7）。

2.3 MS法與DC法所得各灌注參數(shù)值的Bland-Altman分析

對30例正常胰腺共90個ROIs兩種算法測得BV差值均值為33.2。大部分?jǐn)?shù)據(jù)均分布在95%一致性界限區(qū)間內(nèi)（17.6～48.8），分布在95%一致性界限區(qū)間外的數(shù)據(jù)個數(shù)為3個，比率3.3%（3/90），兩種方法最大差值絕對值為51.69（圖3a）。兩種算法測得BF差值均值為3.8。大部分?jǐn)?shù)據(jù)均分布在95%一致性界限區(qū)間內(nèi)（-28.1～35.1），分布在95%一致性界限區(qū)間外的數(shù)據(jù)個數(shù)為4個，比率4.4%（4/90），兩種方法最大差值絕對值為41.44（圖3b）。

對27例急性胰腺炎患者共81個ROIs兩種算法測得BV差值均值為43.9。大部分?jǐn)?shù)據(jù)均分布在95%一致性界限區(qū)間內(nèi)（29.6～58.2），分布在95%一致性界限區(qū)間外的數(shù)據(jù)個數(shù)為5個，比率6.2%（5/81），兩種方法最大差值絕對值為60.93（圖3c）。兩種算法測得BF差值均值為10.4。大部分?jǐn)?shù)據(jù)均分布在95%一致性界限區(qū)間內(nèi)（-30.3～9.4），分布在95%一致性界限區(qū)間外的數(shù)據(jù)個數(shù)為7個，比率8.6%（7/81），兩種方法最大差值絕對值為34.18（圖 3d）。

3 討論

目前臨床上應(yīng)用的CT灌注軟件種類較多，但所采用的數(shù)學(xué)算法主要為以下兩種：MS法和DC法。前者最早由Peters于1987年提出，假設(shè)在注射對比劑后組織時間-密度曲線（Time-density curve，TDC）最大斜率到達前的短時間內(nèi)無對比劑流出，推導(dǎo)出單位體積組織BF=組織TDC最大斜率/輸入動脈TDC強化峰值。Miles等[1]首次將該方法成功應(yīng)用于胰腺CT灌注。后者最早由Cenic等[9]于1999年提出，它將每個像素位置的時程數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的推動剩余函數(shù)（Impulse residue function，IRF）, 以此反映靜脈團注對比劑后隨時間推移對比劑在組織內(nèi)的數(shù)量。通過去卷積運算計算出胰腺的BF、BV。MS法對對比劑注射速率要求較高，一般需達到6～8mL/s，否則會造成灌注值的低估，因此在臨床上對于一些心功能、靜脈功能差的患者應(yīng)用受到很大限制（本研究中11例患者因心功能、靜脈功能原因予以剔除），但該方法空間及時間分辨率較高。DC法對對比劑注射速率的要求不高，受心功能影響小，且其未對組織血流灌注模型作過多假設(shè)，所得灌注參數(shù)值更接近于實際生理過程[10-11]。

本研究結(jié)果顯示正常胰腺同一算法所測得的胰腺不同區(qū)域的BV、BF值無統(tǒng)計學(xué)差異，胰頭、體、尾區(qū)域兩種算法測得的BV、BF值均具有良性的相關(guān)性。Zhu等[12]對32例正常胰腺頭、體、尾區(qū)域的BF值進行了比較，結(jié)果顯示BF值在胰腺不同區(qū)域間差異無統(tǒng)計學(xué)意義。Delrue等[13]比較了20例正常胰腺頭體尾不同區(qū)域的BF和BV值，結(jié)果顯示不同區(qū)域的BV、BF差異無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究結(jié)果與上述文獻報道結(jié)果較為一致。

圖3 正常（圖3a，3b）及急性間質(zhì)水腫性胰腺炎組（圖3c，3d）DC法與MS法測得的灌注參數(shù)BV、BF值Bland-Altman分析圖（中間水平細虛線代表差值為0時的參考線，實線代表兩種方法實際測量值的差值均值，其上、下兩條對稱性水平粗虛線代表差值95%一致性界限的上、下限）。Figure 3.Bland-Altman analysis chart of normal(Figure 3a,3b)and acute pancreatitis group(Figure 3c,3d)with perfusion parameters(BF,BV)of DC method and MS method(intermediate level fine dotted line represents the reference line when the difference is 0 and the solid line represents the mean difference value of the actual measurement value with the two methods.The upper and lower two symmetrical horizontal rough dotted lines represent the upper and lower limits of the 95%difference conformance boundary).

Kishimoto等[14]比較了9條犬胰腺MS法和DC法所測得BV、BF值，結(jié)果顯示二者間具有良好的相關(guān)性，這與本研究結(jié)果相一致，但該作者并未對兩種方法測量結(jié)果的一致性展開分析。Tomonori等[11]比較了88例患者MS法和DC所測得的肝動脈、門脈血流量相關(guān)性及一致性，結(jié)果顯示兩種方法的結(jié)果間盡管存在較好的相關(guān)性，但MS法的結(jié)果則明顯高于DC法。筆者尚未發(fā)現(xiàn)有文獻對人體胰腺進行MS法和DC法的比較研究。本研究比較了正常及病變組胰腺兩種算法測量結(jié)果的一致性，結(jié)果均顯示MS法所測BV、BF值均高于DC法，尤其是BV值，前者達后者三倍，原因可能在于MS算法假設(shè)在注射對比劑后組織TDC最大斜率到達前的短時間內(nèi)無對比劑流出，而實際生理狀態(tài)下存在對比劑的流出，所以MS法所得到的灌注參數(shù)結(jié)果要高于實際生理狀態(tài)，而DC算法則未對組織血流灌注模型作過多假設(shè)，其所得灌注參數(shù)結(jié)果更接近于實際生理狀態(tài)[10-11]，因而導(dǎo)致MS法所得結(jié)果高于DC法。

本研究結(jié)果提醒我們在應(yīng)用灌注參數(shù)來判定胰腺炎的嚴(yán)重程度、監(jiān)測療效時應(yīng)注意到所采用的算法。由于不同算法所得灌注參數(shù)不一致，在應(yīng)用時切不可將基于DC法得出的灌注參數(shù)閾值用于經(jīng)MS法測量的胰腺炎嚴(yán)重程度的判斷以及療效的監(jiān)測。

本研究在以下方面尚存局限性。首先，ROI的位置、大小差異可能會對測量結(jié)果產(chǎn)生影響。其次，本研究檢查方案中掃描起始時間均為對比劑注射后8 s開始，未根據(jù)患者心功能個體差異因素予以剔除，而MS法相較DC法更易受心功能的影響[10]。

綜上所述，在胰腺CTP檢查中，MS和DC兩種算法所得BF、BV、PI值等灌注參數(shù)值雖具有較好的相關(guān)性，但不一致。在進行臨床應(yīng)用及研究特別是多中心數(shù)據(jù)進行比較研究時，應(yīng)注意兩種算法所得數(shù)據(jù)不可交互使用。