肝动脉碘分数在不同肝功能分级肝硬化患者中的变化特点

赵丽琴 贺 文 胡志海 陈疆红 颜 彬 王 珏

(首都医科大学附属北京友谊医院放射科，北京100050)

肝脏由肝动脉和门静脉系统共同供血，其中，门静脉约占70% ～75%，肝动脉约占25% ～30%。肝硬化时，肝细胞广泛变性、坏死，假小叶形成和纤维组织增生导致肝内的门静脉扭曲、变形，门静脉血流减少。此时肝动脉对肝脏的血供逐渐增加，乃至成为以肝动脉供血为主，是为肝动脉缓冲效应［1］。这种血流动力学改变程度与肝功能分级密切相关［2-3］，对于肝硬化治疗方式的选择以及预后的评估具有重要意义。

目前对于肝硬化的影像学评价手段较多，其中，CT门静脉成像已较多地应用于肝硬化门静脉高压侧支循环的研究［4］;肝灌注作为一种功能学手段，可以对肝实质血流灌注情况进行定量、半定量研究［3，5］，但是目前尚未能广泛应用于临床。能谱CT具有物质分离功能，可对物质含量进行定量测定［6］。通过测定肝硬化患者增强扫描不同时相肝实质内的碘含量，可反映肝动脉和门静脉对肝实质供血的比例，据此可以对肝硬化患者的血流动力学进行评估。我们之前已采用动物试验证明，能谱CT扫描所得肝动脉碘分数(arterial iodine fraction，AIF)与肝灌注指数肝动脉指数(hepatic arterial index，HAI)之间的相关性及一致性较好［7］。本研究的目的在于进一步探讨AIF在不同肝功能分级的肝硬化门静脉高压患者的变化规律。

1 材料与方法

1.1 一般材料

选取2011年12月至2012年10月间经临床确诊并同时行能谱CT扫描的肝硬化门静脉高压患者90例作为研究组，所有患者均经超声或MRI检查证实不伴有肝癌。患者年龄处于35～76岁之间，平均年龄59.7岁。男性51例，女性39例;肝功能Child-Pugh分级:A级31例，B级40例，C级19例。其中乙肝肝硬化46例，丙肝肝硬化9例，酒精性肝硬化20例，原发性胆汁性肝硬化6例，药物性肝硬化1例，隐源性肝硬化8例。

选取经临床病史及CT、MRI或B型超声波扫描(B-ultrasonic scanning，BUS)等检查证实无肝脏疾病，因临床需要诊断其他腹部脏器疾病而行能谱CT检查者18例作为对照组。所有对照组患者均不伴有其他影响肝血流动力学的疾病。其中男11例，女7例，年龄为38～65岁，平均年龄53.3岁。

1.2 CT扫描及数据测量

采用 GE Discovery CT 750 HD(GE Healthcare，Wisconsin，USA)能谱CT扫描机。所有患者均行GSI平扫、动脉期及门脉期增强扫描三期扫描。扫描范围为膈顶至双肾下极水平。扫描参数为:螺旋扫描，球管旋转速度0.8秒/周，准直器宽度40 mm，螺距系数:0.985:1，层厚5 mm，自动毫安技术，两种不同的kVp即140 kVp和80 kVp)瞬间切换，DFOV 35 cm。

增强扫描所用造影剂为非离子型碘造影剂(优维显370，GE healthcare，USA)100 mL，注射流速 4.0 mL/s。动脉期开始时间由智能监测扫描触发，监测的感兴趣区设定在降主动脉，在降主动脉CT值达100Hu后20 s触发扫描。门脉期扫描于动脉期结束后30 s开始。

将扫描所得数据，应用AW4.4后处理工作站的能谱CT分析软件，生成以水和碘为基物质的能量图像。由两位具有五年以上诊断经验的放射科医师，分别在碘基图像上测算出肝实质的碘含量:在动脉期，分别选取包含门静脉肝左支和肝右支的层面，分别在肝右叶后段和肝左叶内侧段避开大血管画一面积约200 mm2的类圆形感兴趣区(region of interest，ROI)(图1)，共四个区域来测量肝实质内的碘含量;在门静脉期图像内，选取和肝动脉期相同的层面及位置，设置大小、形状相同的ROI，测量肝实质内的碘含量(图2)。两位放射科医师在进行测量前均已经过训练，可以熟练的进行测量。对每一位医师的数据，取动脉期、门脉期分别测得的四个ROI的平均值分别作为其肝实质内的碘含量，对两位医师的数据，取其均值计算肝动脉碘分数AIF=碘含量(动脉期)/碘含量(门静脉期)。

图1 动脉期肝实质碘含量的测定Fig.1 Iodine concentration measurement in liver parenchyma in the HAP

图2 门静脉期肝实质碘含量的测定Fig.2 Iodine concentration measurement in liver parenchyma in the portal vein phase

1.3 统计学方法

应用软件SPSS17.0进行统计分析。计量资料用均数±标准差(±s)表示，对不同肝功能分级的研究组和对照组的AIF进行单因素方差分析和均数两两比较。对门脉期肝实质内的碘含量和动脉期的比较，使用配对t检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

正常对照组和不同肝功能分级的肝硬化组的动脉期、门脉期肝实质内碘含量及AIF值见表1，结果显示，对照组和研究组门脉期肝实质内的碘含量均较动脉期的高(P＜0.01);研究组和对照组动脉期碘含量的总体差异具有统计学意义;各组间门脉期碘含量的差异无统计学意义;研究组的AIF均较对照组增高(P＜0.05)，总体差异均有统计学意义。其中，AIF值以Child-Pugh C级组最高，Child-Pugh B级组次之，而Child-Pugh A级组相对B、C组较低，较正常对照组轻度增高。不同组间 AIF两两分析结果显示，除了Child-Pugh A级与正常对照组间的差异无统计学意义外，其余组间的差异均有统计学意义。

表1 研究组和对照组动脉期和门脉期肝实质内碘含量(mgI/mL)及AIF Tab.1 The iodine content in the arterial and portal venous phases(mgI/mL)and AIF for the study and control groups (±s)

表1 研究组和对照组动脉期和门脉期肝实质内碘含量(mgI/mL)及AIF Tab.1 The iodine content in the arterial and portal venous phases(mgI/mL)and AIF for the study and control groups (±s)

Ia:iodine content in arterial phase;Iv:iodine content in portal venous phase;AIF:arterial iodine fraction;a:P＜0.05 vs control group，b:P＜0.05 vs Child-Pugh A，c:P＜0.05 vs Child-Pugh B.

Group Number of case Ia Iv(mgI/mL)AIF Control 31 0.95±0.23 3.44±0.57 0.24±0.03 Child-Pugh A 40 0.84±0.37 2.92±0.61 0.29±0.09 Child-Pugh B 19 1.02 ±0.34 2.78 ±0.56 0.37 ±0.10a，b Child-Pugh C 18 1.36 ± 0.48a，b，c 2.79 ± 0.62 0.48 ± 0.12a，b，c F 10.816 1.698 31.44 P 0.000 0.170 0.00

3 讨论

肝硬化失代偿期患者肝脏的血流灌注可发生改变，CT灌注成像可对其进行定量分析［3］，但是肝灌注扫描为独立于常规腹部CT扫描之外的一种扫描方式，患者接受辐射剂量较大［8］，数据受呼吸伪影影响较大［9］;此外，不同文献［10］报道肝灌注数据的差异较大，因此目前尚未能广泛应用于肝硬化门静脉高压肝实质血流灌注的研究。

CT能谱成像是CT成像领域中一项新的技术，目前已有较多应用于临床的报道［11-12］。它是以瞬时双kVp技术为核心，即在0.5 ms时间内实现80 kVp和140 kVp的高速切换，通过单源、瞬时、同向双能采集，而获得能谱CT图像［6］。通过CT能谱成像可以获得碘、钙、水、脂肪等多种物质的基物质图像，其中，以碘和水为基物质的碘基图像是最常用的基础物质密度图。碘是CT增强对比剂的主要成分，CT能谱成像所提供的碘基图像可以直接进行碘含量的定量测定，因此可以直观反映脏器或组织的摄碘情况，间接反映其血供状况，通过进一步计算动脉期和门静脉期肝实质内碘含量的比值，即为肝动脉碘分数(arterial iodine fraction，AIF)，可以反映肝脏实质的血供中，肝动脉血供占全肝血供的比例，与肝灌注参数之一HAI的理论意义一致。

本文应用能谱CT显示，肝硬化组动脉期的肝实质内碘含量较对照组的高，说明肝硬化患者肝动脉的血供比例较对照组增大，提示肝硬化门脉高压患者肝动脉灌注比例增大。而门脉期肝实质内的碘含量在肝硬化和对照组间差异无统计学意义，分析其原因，可能是由于门静脉期反映的是肝总血流量，门脉高压患者肝动脉储备可有代偿，因此门脉期肝实质碘含量在肝硬化和对照组间差异无统计学意义。此外，本研究显示，不同肝功能分级的肝硬化患者间的AIF差别具有统计学意义，其中，以Child-Pugh C级患者的AIF最大。这可能与肝硬化程度的加重后，肝动脉对肝实质的供血比例增加，而门静脉供血比例减少有关。与相关文献［13-14］报道的肝硬化门静脉高压患者的血流动力学改变相一致的。

肝硬化患者的血流动力学改变与肝硬化时的病理改变有关，肝硬化时，肝小叶塌陷、弥漫性纤维隔形成，胶原成分由正常的4%增加到15% ～30%，使门静脉血管扭曲、减少，门静脉血流从正常的6～10 mmHg增高到20～30 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)，出现了门脉高压，门静脉向肝脏的回流受阻，门静脉灌注减少，肝动脉灌注增加，从而肝脏动脉灌注成分增加，肝动脉碘分数增大［15-16］。

本研究中，确立动脉期扫描的开始时间对于AIF值的准确测定十分重要。如果扫描时间偏早，由于动脉灌注时间短，肝实质内碘浓度较低，导致动脉期肝实质碘含量偏低，AIF值也偏低;如果扫描时间推后，则此时测得的肝实质内碘浓度偏高，而门静脉期测得肝实质内碘浓度偏低，AIF值偏高。

为了使肝脏实质得到充分的肝动脉灌注，增强扫描动脉期的开始扫描时间应为动脉晚期，即造影剂团注后30～35 s，在CT图像上表现为门静脉密度轻度增高，但肝静脉仍然显示为低密度。表明此时肝灌注仍然以肝动脉为主。

应用能谱CT物质分离功能得到的参数肝动脉碘分数，可以使用常规的扫描方案、在患者行常规腹部CT增强扫描时，以一种较为方便的方式获得，可用于临床对肝硬化门脉高压患者肝脏血流动力学的评价，并对肝功能情况进行初步估计。

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