肝脏灌注成像的原理与临床应用

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1、脏灌注成像的原理与临床应用传统的CT和MR属丁•形态学研究的范畴，在临床上已经得到了广泛的应用。但随着医学的进步和检査手段的提高，单纯形态学的信息己不能满足诊疗的需求，因此功能成像成为关注的热点。在功能成像中，以研究组织器官血流动力学为目的的灌注成像是一枝绚丽的奇葩。组织器官的生理性和病理性改变都与其血流变化密切相关，对血流变化进行研究有可能反映组织器官的病理过程。目前可用于研究血流动力学的手段包括SPECT、PET、Doppler.Xe-CT、CT灌注成像、MR灌注成像。SPECT、PET主要采用放射性示踪剂原理进行硏究，其时

2、间和空间分辨率较低；DopplerH能研究大的血管内的血流状态，对小血管及微循环无能为力；Xe-CT需要附加设备，操作复杂，增加病人的反应。因此，这些均限制了上述检杳手段的临床应用。在这里，我只想结合我们的初步研究成果谈一谈肝脏CT灌注成像的原理与临床应用。一.灌注成像的概念与历史微循环的血流动力学状态称为灌注，反映灌注状态的成像称为灌注成像。肝脏灌注是指肝动脉和门静脉经肝窦将其内的氧气和其它物质输送给肝组织并加以利用或转化的过程，一般将之等同丁微循环血流过程。最早研究灌注采用的是核医学的方法，由Peters于1987年提出。他

3、认为静脉团注示踪剂厉，示踪剂自左心室射岀，随血流到达所观察组织，其浓度不断升高，最终到达峰值。在此过程中，器官血流量(OBF)与心输出量(CO)的关系可以用公式表示为：OBE/C0-6k/6aXA/DX□,其中§k为器官时间一放射性曲线的最大斜率；阮为供血动脉时间一放射性曲线的烽值；A为时间一放射性曲线下的面积；D为注射的示踪剂量；a为cts/s与伯克勒尔射线的校正系数。由于心输出量C0=D/A,所以代入上述公式即得0BF=8k/6aXao因此，根据器官和供血动脉的时间一放射性曲线就可以求出器官的血流量。正是受到核医学研究灌注的

4、启发，Miles于1991年率先尝试运用动态CT研究组织器官的灌注，并相继获得了脾、肾、肝等器官的灌注参数。二.灌注成像的原理及其计算方法研究组织的灌注必须满足5个前提条件：①扫描设备的空间分辨率必须足够高，能区分感兴趣的解剖结构及与周围组织的关系；②检测系统的时间分辨率必须足够高，能计算所研究生理过程中时间一变量变化关系；③所测量的信号变化与组织强化的对应关系必须是唯一确定的；④示踪剂所反映的生理过程不受所注入的示踪剂彩响；⑤所研究的生理过程在测量计算期间保持稳定。造影剂经静脉注入后具有与放射性示踪剂相同的商物动力学，因而使川

5、等渗性造影剂的动态CT增强扫描满足研究组织灌注的条件，上述核医学研究组织灌注的公式也可以用于分析动态增强扫描时所获得的时间一密度曲线(time-densitycurve,TDC)。CT灌注成像需要在静脉团注造影剂后对选定层面行同层动态扌：

6、描，以获得该层而内每一像索的T1)C,然后根据不同的数学模型计算出各种灌注参数，以此來评价组织、器官的灌注状态。灌注参数的计算方法常见的冇两种:(一)斜率法根据核医学原理计算器官血流量使川的就是这种方法。在CT增强扫描时，lmg碘可使51组织的CT值增加25Hu,即lmg碘相当于25HuXml

7、o因此,注入造影剂的量可用IluXml来表示，此时的校正系数a=l,即0BF=6k/6a°6k为TDC的最大斜率,6a为供血血管增强的峰值。该方法计算较简单,便于理解，但存在以下不足：①要求较高的注射速率，不适合于心功能不良以及静脉比较脆弱的病人。②需假设组织的TDC达到垠大斜率前无明显的造影剂从静脉流出。③不能计算造影剂的分布容枳(DV)和平均通过时间(MTT)。(二)去卷积法对于单血供的组织而言，注射造影剂后，组织的TDC可以看作是动脉输入两数与理论上的推动函数的卷积，即CT(t)=CA(t)RT(t)。CT(I)和CA(t

8、)在动态CT上可以求出,因此通过去(反)卷积可求出RT(t)。再通过RT(t)可以获得DV、MTT和OBF等参数。去卷积法的优点在于：①不需要对器官血流作出过多的假设。②町以使用较低的注射速率。③除了获得OBF外，还可以计算MTT和DV。但去卷积法由于引入的参数多，计算相当复杂，而且对噪声特别敏感限制了其临床应用。随着噪声抑制技术的提高以及专用计算软件的开发，去卷积法的应用将日趋广泛。一.肝脏灌注成像的特点与研究肝脏的血供不同于脑、肾等器官，为双重血供，其中肝动脉约占•肝脏血供的25%,门静脉约占•肝脏血供的75%。因此，肝脏的

9、灌注与单血供器官的灌注存在一定的差异。常用的肝脏灌注参数包拆：①肝动脉灌注量(hepaticarterialperfusion,HAP)，单位为ml.min-1.ml-1②门静脉灌注量(portalvenousperfusion,PVP),单位为ml.min-1