个体因素对肝脏门脉期腹部CT增强效果的影响*

李莲　谢兵　陈伟　侯文静　杜明珊　欧园　何敏　杨克柽

(1.第三军医大学西南医院放射科， 重庆 400038；2.第三军医大学生物工程系， 重庆 400038)



·论著·

个体因素对肝脏门脉期腹部CT增强效果的影响*

李莲1谢兵1陈伟1侯文静1杜明珊1欧园1何敏1杨克柽2

(1.第三军医大学西南医院放射科， 重庆 400038；2.第三军医大学生物工程系， 重庆 400038)

【摘要】目的研究对比剂剂量及注射速率相同的情况下，患者个体因素如性别、年龄、身体质量指数(BMI)等对上腹部增强CT门静脉期肝实质强化效果的影响。方法本研究共纳入87例患者，通过身高及体重的测量值计算患者的BMI数值。对所有患者均采用同一扫描方案进行常规上腹部三期动态增强CT扫描。对比剂剂量为93ml，注射速率为4ml/s。通过PACS系统测量各患者门静脉期肝实质增强CT值及门脉-肝实质对比度。比较不同分组间门静脉期肝实质增强CT值及门脉-肝实质对比度差异。结果男女性门脉期肝实质增强CT值均值分别为(45.56±13.77)HU(<50HU占61%)和(55.15±13.93)HU，女性较男性门脉期门脉-肝实质对比度高29%。BMI<18.5、>18.5<24.0和BMI>24.0这三组的门脉期肝实质增强CT值分别为(59.27±14.39)HU、(49.18±14.05)HU和(41.58±10.85)HU，其中<50HU分别为17%、51%和77%；BMI>24的门脉-肝实质对比度较其他两组分别低39%和13%。结论在固定的对比剂剂量和注射速率的情况下，性别及BMI对肝脏门脉期肝实质增强上影响较大；提示在临床应用中，对比剂剂量的选择应考虑性别及BMI对门脉期强化程度的影响，男性及BMI较高(>24)的患者应使用更大的剂量。

【关键词】肝脏门脉期； 个体因素； 固定对比剂剂量； 上腹部CT

多层螺旋CT肝脏多期动态增强扫描已经在临床工作中得到了更多的应用。在肝脏病变的诊断和分期、疗效评价中发挥重要作用[1-3]。CT增强扫描效果受病人因素、对比剂因素和扫描方案的影响[4-6]。多层螺旋CT肝脏多期动态增强检查分为动脉期、门脉期、延迟期。在动脉期，采用团注追踪技术(bolus tracking technique, BTT)可以捕捉到动脉中对比剂高浓度，能基本满足临床诊断要求，门脉期一般按照经验法，设置为固定值(30s左右)，延迟期可根据具体疾病设置相应时间[7]。肝脏门静脉有独特的解剖生理特点，门脉期血管成像能够为临床手术提供重要的解剖信息，但是门脉期增强延迟时间一般依靠经验法推测，因受不同因素的影响，导致门脉期门静脉及其肝脏增强效果难以准确控制。本文通过回顾性分析上腹CT增强资料，探讨患者的个体差异(性别，年龄，BMI)是否对肝脏门脉期的增强效果有影响，为提高上腹部CT增强检查的质量提供依据。

1材料与方法

1.1一般资料收集2013年1月1日～18日在我院行上腹部增强检查的229例病人的临床资料，其中排除142例身高、体重等相关记录不完整，年龄<16岁以及门静脉癌栓的患者，入选87例病人资料。其中男59例，女28例，年龄最小27岁，最大84岁，平均年龄(52.0±12.1)岁，体重(59.9±12.1)kg，其中肝硬化并腹水11例，肝脏占位21例，胃癌8例，胰腺炎20例。

1.2检查方法检查前签署CT增强检查知情同意书。在CT扫描仪(SOMATOM Definition，德国西门子)上选择上腹部常规扫描协议，参数设置：120kVp，勾选CARE Dose4D，参考管电流210mAs，准直器宽度24×1.2mm，扫描野直径根据患者体型设为360mm左右，螺距0.65，机架旋转周期0.5s。从肝顶开始朝头尾方向扫描。重建层厚和间隔5mm，卷积核B31f。对比剂选择为碘浓度为300mgI/mL的碘比醇注射液(XENETIX@300；法国加柏GUERBET )，剂量固定为93ml；采用高压注射器(Missour XD2001，德国欧利奇Ulrich)，注射点位于肘前静脉，注射时长控制在25s左右，相应的注射速率约为4ml/S，跟随冲刷生理盐水均为30ml。选择自动阈值触发(bolus tracking)技术，参考扫描层面选择横膈顶水平，当主动脉的CT值达到触发阈值(180HU)后延迟4s执行动脉期扫描，动脉完成后延时30s执行门脉期扫描。扫描前严格呼吸训练,使患者在整个扫描过程中屏气,以免呼吸伪影影响图像质量。

1.3图像质量定量分析详细记录患者的性别，年龄，身高，体重，并计算体重指数(body mass index,BMI)。BMI=体重(单位：千克)/身高的平方(单位：m)。年龄以每20岁为界分组，20～40岁为青年组，40～60岁为中年组，60岁以上为老年组。所有CT数据测量均在PACS上进行，对每一例资料的平扫和门脉期图像，连续选择三个位置相同的门脉主干水平层面，分别于肝左叶和右叶前、后段距离肝脏边缘约2cm的适当位置分别取面积为25mm2(约100个像素)的小圆形感兴趣区(region of interest, ROI)并注意避开血管、胆管和病灶等，记录CT均值。计算门脉期图像与平扫图像测量值之差为门脉期肝实质的增强幅度。在门脉期图像中，用同样方法测量、记录门脉主干的CT均值，与肝实质CT值的差为门脉-肝实质对比度[7, 8]。

1.4统计学分析采用SPSS 18.0统计软件行统计学分析对性别(男女)行独立样本t检验，BMI(体重过低<18.5,正常组，体重超重>24)行单因素方差分析。P<0.05表示具有统计学差异。

2结果

2.1男女进行分组测量男性门脉期肝实质增强CT值均值为(45.56±13.77)HU，小于50HU占61%，女性门脉期肝实质增强CT值均值为(55.15±13.93)HU，小于50HU占36%，男性较女性门脉期肝实质增强CT均值低17%，P=0.003<0.05，女性较男性门脉期门脉-肝实质对比度高29%，见表1,图1、图2。

表1　男女性门脉期肝脏增强CT均值比较

2.2分析年龄在青年、中年、老年这三组的门脉期肝实质增强CT值，无统计学差异，P=0.259>0.05，门脉-肝实质对比度三组无统计学差异，P=0.285>0.05，见表2, 图3。

表2　各年龄段门脉期肝脏增强CT值比较

图1男女性门脉期肝增强CT均值比较

Figure 1Liver enhancement CT of deferent genders

图2男(a)女(b)性门脉期肝实质CT图

Figure 2Liver parenchyma CT

注：两患者的所测肝实质均为肝右后叶上段肝实质，窗宽300，窗位40。BMI指数均为23.6，a.肝实质CT值为(96.4±7.0)HU，b.的肝实质CT值为(116.1±7.3)HU。

图3各年龄段门脉期肝增强CT值(HU)

Figure 3Liver enhancement CT of deferent ages

2.3对BMI<18.5、>18.5<24.0和BMI>24.0这三组的门脉期肝实质增强CT值分别为(59.27±14.39)HU、(49.18±14.05)HU 和(41.58±10.85)HU，其中<50HU分别为17%、51%和77%；BMI>24.0的门脉-肝实质对比度较其他两组分别低39%和13%，见表3, 图4。

表3　不同BMI对门脉期肝脏增强CT的影响

图4不同BMI对门脉期肝脏增强CT值影响

Figure 4Liver enhancement CT of deferent BMI

3讨论

上腹部CT增强对比剂应用方案，目前主要根据患者体重估算剂量或者相对固定对比剂的剂量和固定注射时间及速率[3]。采用相对固定剂量这种简单的方法，对于部分患者易出现对比剂注射的剂量高估或低估，进而影响增强的效果和诊断的可靠性，同时也会增加对比剂度副反应风险。CT增强扫描的效果受到许多因素的影响，这些因素可分为三类，患者个体差异、对比剂剂量和CT扫描参数。对比剂的药代动力学决定于患者个体因素和对比剂用量[4]。患者相关个体的因素主要包括体重和身高、心输出量。其他还包括年龄、性别、肾功能、肝硬化和门静脉高压及其病理因素。本项研究的结果显示男性门脉期肝实质增强均值为45.56HU低于50HU，而文献报道门脉期肝脏实质的增强幅度应大于50HU[9]，女性比男性肝实质增强CT值高大约20%，门脉-肝实质对比度也比男性高30%左右，说明在对比剂总量及速率相同的条件下，男性的肝脏强化程度较女性普遍偏低，性别差异反映出男女在相同碘量和注射速率情况下，对比剂的药代动力学的差异。这可能是男女的血容量的差异所导致，成年男性比成年女性的血容量多大约5-10%，男性的心输出率比女性强。同时这一结果与文献报道一致[10]，提示在上腹部肝脏增强扫描时达到相同的增强效果男性较女需要更多的对比剂。本组病例的成人各年龄段对肝脏门脉期肝实质增强，门脉-肝实质对比度都没有明显差异，说明在对比剂总量和注射速率一致的情况下，年龄的因素对肝脏实质强化的影响。但有文献报道年龄与肝脏实质强化有一定关系[11, 12]，还需要更多的患者数据进行进一步研究。

在影响肝脏增强扫描的病人因素中，体重是最重要的影响因素[4]，因肥胖患者的血容量较正常人和体型偏瘦的患者的大，会导致对比剂在体内循环稀释较明显。因此，固定对比剂总量和注射速率的条件下，高BMI指数的病人会降低门静脉肝实质的强化[13]，需要注射更多对比剂，才能满足临床诊断要求。然而BMI主要反映的是患者的胖瘦和体形特征，体重增加与对比剂量的增加并非线性关系。为了克服单纯基于体重决定对比剂量的缺点，许多研究提出比较对比剂使用的量与净体重[14, 15]和体表面积相关[13]。本项研究观察到肥胖者门脉期肝脏增强CT值均值低于50HU，由此可见，肥胖者的腹部CT增强肝脏的强化并不充分。

4结论

本文资料显示，患者的个体因素对肝脏门脉期的增强有不同程度影响，在固定的对比剂剂量和注射速率的情况下，性别及BMI对肝脏门脉期肝实质增强上影响较大；提示在临床应用中，对比剂剂量的选择应考虑性别及BMI对门脉期强化程度的影响，男性及BMI较高(>24)的患者应使用更大的剂量。

【参考文献】

[1]Choi JY, JM Lee, CB Sirlin. CT and MR imaging diagnosis and staging of hepatocellular carcinoma: part II. Extracellular agents, hepatobiliary agents, and ancillary imaging features[J]. Radiology, 2014, 273(1): 30-50.

[2]Choi JY, JM Lee, CB Sirlin. CT and MR imaging diagnosis and staging of hepatocellular carcinoma: part I. Development, growth, and spread: key pathologic and imaging aspects[J]. Radiology, 2014, 272(3): 6356-54.

[3]Ichikawa T, SM Erturk, T Araki. Multiphasic contrast-enhanced multidetector-row CT of liver: contrast-enhancement theory and practical scan protocol with a combination of fixed injection duration and patients′ body-weight-tailored dose of contrast material[J]. Eur J Radiol, 2006, 58(2):165-176.

[4]Bae KT. Intravenous contrast medium administration and scan timing at CT: considerations and approaches[J]. Radiology, 2010, 256(1): 32-61.

[5]Kondo H, Kanematsu M, Goshima S,etal. Body size indices to determine iodine mass with contrast-enhanced multi-detector computed tomography of the upper abdomen: does body surface area outperform total body weight or lean body weight[J]. Eur Radiol, 2013, 23:1855-1861.

[6]Kidoh M, Nakaura T, Oda S,etal. Contrast enhancement during hepatic computed tomography: effect oftotal body weight, height, body mass index, blood volume, lean body weight, andbody surface area[J]. J Comput Assist Tomogr, 2013, 37:159-164.

[7]Takumi K. Feasibility of a fixed scan delay technique using a previous bolus tracking technique data for dynamic hepatic CT[J]. European Journal of Radiology, 2012, 81(11): 2996-3001.

[8]Noda Y. Reducing iodine load in hepatic CT for patients with chronic liver disease with a combination of low-tube-voltage and adaptive statistical iterative reconstruction[J]. Eur J Radiol, 2015, 84(1):11-18.

[9]Kondo H. Aortic and hepatic enhancement at multidetector CT: evaluation of optimal iodine dose determined by lean body weight[J]. Eur J Radiol, 2011, 80(3):273-277.

[10] Suzuki H OH, Shiraki N, Ikeya C,etal. Comparison of two contrast materials with different iodine concentrations in enhancing the density of the the aorta, portal vein and liver at multi-detector row CT: a randomized study[J]. Eur Radiol, 2004, 14(11): 2099-2014.

[11] Itoh S IM, Satake H, Ota T,etal. The effect of patient age on contrast enhancement during CT of the pancreatobiliary region[J]. AJR Am J Roentgenol, 2006, 187(2): 505 - 510.

[12] Sandstede JJ TA. Beer M,Vogelsang C,etal. Optimization of automatic bolus tracking for timing of the arterial phase of helical liver CT[J]. Eur Radiol, 2001, 11(8): 1396-1400.

[13] Bae KT SB, Hildebolt CF,etal. Contrast enhancement in cardiovascular MDCT:effect of body weight, height, body surface area, body mass index, and obesity[J]. AJR Am J Roentgenol, 2008, 190(3): 777-784.

[14] Ho LM, NR, Delong DM. Determining contrast medium dose and rate on basis of lean body weight: does this strategy improve patient-to-patient uniformity of hepatic enhancement during multi-detector row CT[J]. Radiology, 2007, 243(2): 431-437.

[15] Kondo H, KM, Goshima S,etal. Abdominal multidetector CT in patients with varying body fat percentages: estimation of optimal contrast material dose[J]. Radiology, 2008, 2008(249): 3.

The effect of individual factors on the liver enhancement in portal phase of abdominal CT

LI Lian1，XIE Bing1，CHEN Wei1，et al

(1.DepartmentofRadiology,SouthwestHospital,TheThirdMilitaryMedicalUniversity,Chongqing400038,China；2.CollegeofBiomedicalEngineeringandMedicalImaging,TheThirdMilitaryMedicalUniversity,Chongqing400038,China)

【Abstract】ObjectiveTo investigate the effects of liver enhancement in portal phase of abdominal CT on age, gender and body mass index (BMI) at the same volume and injection rate of contrast media. Methods87 patients (59 males and 28 females, 52.0±12.1years old) were enrolled in this study. The BMI of each patient was recorded. All patients underwent the routine dynamic enhanced abdominal CT with the same protocol. The volume and injection rate of contrast agent for every patient was 93ml and 4ml/s, respectively. The ΔHU of the liver parenchyma and the portal-to-liver rate in the portal phase were chose as the quantitative index and measured via the PACS. The differences of index with gender, age and BMI were compared respectively. ResultsThe HU of the liver parenchy main portal phase of male and female patients was 45.56±13.77 (61% less than 50HU) and (55.15±13.93)HU(36% less than 50HU), respectively. The portal-to-liver rate of female patients was 29% higher than that of male patients.The HU of the liver parenchyma in portal phase with different BMI (<18.5, 18.5～24 and >24) was (59.27±14.39 (17% less than 50HU), 49.18±14.05 (51% less than 50HU) and 41.58±10.8 HU (77% less than 50HU), respectively. The portal-to-liver rate in the portal phase of the patients whose BMI>24 was 39%and 13% lower than that of patients whose BMI<18.5 and whose 18.5

【Key words】Portal phase of abdominal CT；Individual factors；Same volume and injection rate of contrast media; Abdominal CT

(收稿日期：2015-12-01； 编辑： 陈舟贵)

【中图分类号】R 445.3

【文献标志码】A

doi：10.3969/j.issn.1672-3511.2016.04.018

通讯作者：陈伟，E-mail：landcw@hotmail.com

基金项目：国家自然科学基金(61190122)