袁海濱 李 新 強(qiáng)金偉 王璐娜 楊琰昭 李若坤

肝纖維化是肝組織對不同病因所造成的慢性肝損傷的修復(fù)反應(yīng)，血管生成在肝纖維化進(jìn)程中具有重要作用［1］。新生血管的數(shù)量、形態(tài)及功能對肝臟血流動力學(xué)均有不同程度的影響，表現(xiàn)為肝臟的強(qiáng)化異常，進(jìn)而通過CT值測量、CT灌注成像等方法得以反映。由于X線衰減系數(shù)與物質(zhì)組成并不直接相關(guān)，這就造成了基于CT值的灰度圖像在物質(zhì)鑒別和精準(zhǔn)定量方面受到限制。

雙層探測器光譜CT技術(shù)是新一代雙能量CT成像技術(shù)，單次掃描即可獲得常規(guī)混合能量圖像（conventional polyenergetic images，CPI）和虛擬單能量圖像（virtual monoenergetic image，VMI）［2-3］。VMI可以改善圖像質(zhì)量、提高軟組織對比，有助于肝臟血管顯示、腫瘤檢出及鑒別［2，6］。本研究擬探討雙層探測器光譜CT最佳單能量成像對肝纖維化分期的診斷價值。

方 法

1. 動物模型

6月齡雄性新西蘭大白兔30只［生產(chǎn)許可證號SCXK（滬）2012-0011，使用許可證號SYXK（滬）2008-0050］，體重1.5～2 kg，由上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院實驗動物中心采購。實驗組（n=26）采用腹腔注射10%CCI4誘導(dǎo)肝纖維化，0.2 mL/kg；對照組（n=4），腹腔注射同等劑量生理鹽水。實驗組于初次給藥后每2周隨機(jī)選取4只進(jìn)行CT檢查，對照組于2周后行CT檢查。

2. 檢查方法

采用雙層探測器光譜CT（IQon Spectral CT，Philips Healthcare，Best，The Netherland）進(jìn)行掃描，參數(shù)如下：管電壓120 kV；固定電流50 mA，探測器配置為64 mm×0.625 mm，螺距0.891；旋轉(zhuǎn)時間0.27 s。耳緣靜脈靜脈注射碘對比劑（350 mgI/mL），劑量5 mL，速率0.5 mL/s，采用主動脈閾值觸發(fā)法進(jìn)行增強(qiáng)掃描，主動脈達(dá)到設(shè)定閾值后延遲5 s和60 s采集動脈期（arterial phase，AP）、門脈期（venous phase，VP）圖像。掃描完成后自動生成SBI（spectral based image）圖像，重建層厚和層距均為1 mm。

3. 圖像分析

使用光譜多模態(tài)腫瘤跟蹤（software-spectral multimodality tumor tracking，sMMTT）半自動分割技術(shù)勾畫全肝及主動脈感興趣區(qū)（ROI），避免肉眼可見的門區(qū)血管及膽管分支，測量全肝混合能量（CPI）及不同單能量圖像（VMI 40～70 keV）的平均CT值。根據(jù)以下公式計算肝臟標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)化值：ΔCT=（CTlivercontrast-CTliverprecontrast）/（CTaortacontrast-CTaortaprecontrast）。

4. 病理學(xué)檢查

掃描結(jié)束后耳緣靜脈注射10%氯化鉀5 mL處死家兔，右前葉上段組織取材，行HE及Masson染色。根據(jù)METAVIR系統(tǒng)進(jìn)行肝纖維化分期：F0，無肝纖維化；F1，門管區(qū)少量纖維化；F2，門脈周圍少量纖維間隔形成；F3，大量纖維間隔形成，但未形成假小葉；F4，肝硬化。

5. 統(tǒng)計學(xué)分析

采用方差分析比較不同纖維化分期動脈期和門脈期肝臟ΔCT值差異；采用Spearman相關(guān)性分析明確動脈期、門脈期的肝臟ΔCTCPI及ΔCTVMI（40～70）與纖維化分期相關(guān)性；采用ROC評價對纖維化分期的診斷效能。統(tǒng)計分析采用SPSS22.0軟件，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

30只實驗動物中，F(xiàn)0～F4期肝纖維化數(shù)目分別為4、5、6、11和4。正常肝臟和肝纖維化CT影像和病理結(jié)果見圖1和2。

不同纖維化分期動脈期和門脈期肝臟ΔCT值見表1和2，動脈期肝臟ΔCT值無差異，門靜脈期ΔCT值存在顯著性差異。

表1 不同分期纖維化動脈期肝臟標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)化值（ΔCT）

動脈期ΔCTCPI及ΔCTVMI（40～70）值與纖維化均無相關(guān)性（表3）；門脈期ΔCTCPI及ΔCTVMI（40～70）值與纖維化呈不同程度正相關(guān)（表3），其中門脈期ΔCTVMI40與纖維化的相關(guān)性最高（r=0.595，P=0.001），門脈期ΔCTCPI與纖維化相關(guān)性最低（r=0.453，P=0.012）。門脈期ΔCTVMI40與纖維化分期相關(guān)性見圖3。

表3 動脈期和門脈期肝臟ΔCT值與纖維化相關(guān)性

門脈期ΔCTVMI40對各期肝纖維化的診斷效能見表4和圖4。

表4 門脈期肝臟ΔCTVMI 40對肝纖維化的診斷效能

表2 不同分期纖維化門脈期肝臟標(biāo)準(zhǔn)化強(qiáng)化值（ΔCT）

討 論

1.雙層探測器能譜CT原理

光譜CT的基本結(jié)構(gòu)和普通CT相似，但有上、下兩層空間上對等的探測器，可以利用探測器實現(xiàn)改動能量的分離，低能級X射線被頂層釔基石榴石層吸收，高能級X射線被下層稀土陶瓷GOS層吸收，可進(jìn)行重建虛擬單能量圖像。雙層探測器采集的高、低能數(shù)據(jù)在投影數(shù)據(jù)域內(nèi)時間和空間上完全匹配的前提下進(jìn)行解析，包含有常規(guī)CT圖像信息及各種能譜信息，可直接調(diào)用實現(xiàn)能譜多參數(shù)圖像的重建，并可供回顧性分析使用。與其他雙能量CT成像模式相比，雙層探測器技術(shù)的優(yōu)勢在于掃描前不用預(yù)判是否需要雙能量掃描，沒有器官和掃描視野的限制，而且高、低能兩套數(shù)據(jù)集在空間和時間上完全配準(zhǔn)，有助于大幅度降低能譜圖像的噪聲［8］。

2.肝纖維化與血管生成

血管生成是肝纖維化進(jìn)程中的重要病理生理過程之一［9］。Lu等［10］采用同步輻射X線相襯衍射增強(qiáng)成像（DEI）技術(shù)研究肝纖維進(jìn)程中的微血管變化，結(jié)果顯示，與正常對照組比較，肝纖維化組（造模6周）血管密度增加1.4倍，肝硬化組（造模10周）增加2倍，在造模30周后肝纖維化發(fā)生逆轉(zhuǎn)，其血管密度較肝硬化組減少約30%，CD34免疫組化顯示正常組、肝纖維化組和肝硬化組微血管密度分別為7.1±2.3、9.42±2.12和14.4±3.11，提示不同階段肝纖維化血管生成存在差異。既往研究顯示，在不同的肝纖維化時期，基于CT灌注成像的血流平均通過時間、門靜脈灌注和肝臟總體血流灌注之間存在顯著的不同［11-12］。

3.最佳單能量monoE診斷肝纖維化的價值

雙層探測器光譜CT在獲取常規(guī)圖像的同時還可獲取VMI，每個圖像序列能級用keV表示，范圍從40至200，低keV范圍內(nèi)VMI可增強(qiáng)碘可視化程度。本研究結(jié)果顯示，動脈期肝臟ΔCT值在門靜脈期差異顯著，采用混合能量CT值測量時，ΔCT值與纖維化分期呈中等相關(guān)（r=0.453，P=0.012），進(jìn)一步的VMI定量分析顯示，其相關(guān)性隨能級減低而增加，VMI 40 keV時接近強(qiáng)相關(guān)（r=0.595，P=0.001），對各期肝纖維化均顯示出較高的診斷效能（AUC：0.790～0.865）。

總之，雙層探測器光譜CT最佳單能量成像較混合能量成像更靈敏地顯示肝臟強(qiáng)化值與纖維化程度相關(guān)性，對肝纖維化診斷分期具有重要價值。但本研究有一定局限性：各期肝纖維化分布不夠均衡，會導(dǎo)致陽性預(yù)測值偏高；僅為動物模型中的發(fā)現(xiàn)，不能完全模擬肝纖維化的真實過程，研究結(jié)論還需要在臨床人群中進(jìn)一步驗證。