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编号:10264626
肝细胞癌螺旋CT扫描时间窗优化
http://www.100md.com 《临床放射学杂志》 2000年第9期
     作者:闵鹏秋 葛英辉 宋彬 杨恒选 周翔平

    单位:闵鹏秋(610041 成都,华西医科大学附属一院放射科);宋彬(610041 成都,华西医科大学附属一院放射科);杨恒选(610041 成都,华西医科大学附属一院放射科);周翔平(610041 成都,华西医科大学附属一院放射科);葛英辉(博士生,450003 郑州,河南省人民医院影像科)

    关键词:体层摄影术,X线计算机;肝肿瘤,血供;癌,肝细胞

    临床放射学杂志000910 【摘要】 目的 探讨肝细胞癌螺旋CT扫描CT征象在不同时相显示的最早时间和最丰富的时间,以便提出一个在时间窗上优化的扫描程序。 材料与方法 41例确诊为肝细胞癌病例,应用Siemens Somatom Plus 4A螺旋CT设备,采用100ml对比剂,3ml/s注射速度,于肿瘤靶平面进行动脉期(延迟14~21s)同层面动态扫描,然后行全肝门脉期(延迟80~85s)扫描和肿瘤靶平面平衡期(延迟170~285s)扫描。研究方法包括同行视-脑评价和数据检测评价。 结果 肝细胞癌CT征象显示最早及最丰富时间平均为18.62s和42.26s。其峰值时间为48.4s。 结论 肝细胞癌CT征象显示最早及最丰富时间反映了肝细胞癌以动脉供血为主肝脏双重供血的特点。肝细胞癌肿瘤最大强化值应在包含肝动脉后期和门静脉早期的所谓混合期,而不在纯粹的肝动脉期。因此建议对可疑肝细胞癌的患者作同层面(肿瘤靶平面)增强动态扫描,其扫描时间可采用延迟18、25、38和45s,然后作门静脉期全肝扫描,以便在一次性团注对比剂条件下获取较多的CT诊断信息。
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    Optimization of Temporary Window for Spiral CT Scanning of Hepatocellular Carcinoma

    MIN Pengqiu, GE Yinghui, SONG Bin,et al

    (Department of Radiology, The First University Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu, Sichuan Province 610041, P.R.China)

    【Abstract】 Objective To investigate the initial and optimal time for the demonstration of the spiral CT signs of hepatocellular carcinoma (HCC) during different scanning phases and to obtain an optimizing sequence of temporary window. Materials and Methods Spiral CT scanning with a Siemens Somatom Plus 4A unit was performed in 41 cases with proved HCC. At 14~21 seconds after the start of intravenous administration of 100ml contrast medium (3ml/s) hepatic arterial phase (HAP) single-level dynamic scanning of a predetermined target-section was performed, which was followed successively by the regular portal venous phase (PVP) scanning (80~85 seconds delay) of the whole liver and by the equilibrium phase scanning (170~285 seconds delay) of the target-section. The visual-brain assessment of images and statistical analysis of the data were conducted. Results The initial and optimal time for the demonstration of the spiral CT signs of HCC were 18.62s and 42.26s, respectively, with the peak value time of 48.4s. Conclusion The initial and optimal time demonstrating the HCC signs reflects the dominant arterial supply in HCC and the characteristics of dual-blood supply of the liver. The maximum enhancement of tumor should occur in so-called mixed phase of late HAP and early PVP, rather than in pure HAP. It is suggested that for single-level dynamic CT scanning in patients with HCC the scan delay time of 18s, 25s, 28s and 45s should be used, then, the whole liver scanning should be performed in PVP.
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    【Key words】Tomography,X-ray computed Carcinoma,hepatocellular Liver neoplasm,blood supply

    肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)螺旋CT(spiral CT,SCT)诊断评价方面的文献甚多[1~3],但是,在HCC SCT扫描时间窗的优化方面,仍存在一些尚待深入研究的问题,因此笔者拟重点探讨:(1)在SCT扫描中,HCC病理CT征象在肝动脉(hepatic arterial phase,HAP,以下简称AP)及门静脉期(portal venous phase,PVP)中显示的最早和最佳时间; (2)能否探究出一种优化的程序,即通过一次静脉团注对比剂(不增加对比剂剂量和注射次数)的条件下,在SCT扫描中获得最丰富的诊断信息。

    1 材料与方法

, http://www.100md.com     1.1 一般资料

    搜集1997年10月~1998年3月间41例HCC连续性病例,按本文前瞻性设计(见程序设计及扫描技术)进行扫描。其中经手术及病理证实13例(占31.71%),经临床综合诊断28例(占68.29%)。后者放免检测均有AFP增高,随诊1~3个月病变有进展。根据乙肝病史和肝脏生化检查,37例(占90.24%)伴有肝硬化。

    41例中,男39例,女2例。年龄24~72岁,平均47.8岁。体重40~78kg,平均58kg。41例HCC按CT表现分为:(1)单结节型9例。其中直径≤3cm 3例,3~5cm 6例。 (2)多结节型2例(结节最大径<3cm)。 (3)块状型29例。其中直径5~10cm块状型伴或不伴周围子灶11例,≥10cm巨块型18例。 (4)混合型1例(巨块伴弥漫分布直径<3cm结节)。全部病例均无严重心、肺、脑、肾功能障碍。

    采用西门子公司Somatom Plus 4 version A螺旋CT扫描设备。对比剂为先灵公司60% Angiografin(306mgI/ml),仅有5例体弱或碘过敏试验阳性者采用Ultravist(300mgI/ml),总量100ml,注射速度为3ml/s。采用高压注射器经肘正中静脉穿刺团注。
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    经预实验后确定以下扫描程序:(1)训练患者平静呼吸或屏气,然后加腹带以减少腹式呼吸。 (2)平扫:确定肝脏病变显示最佳层面。 (3)AP同层面连续扫描:注射对比剂后延迟14~21s开始扫描,共17~20层,设定扫描间隔时间2.23s,持续扫描38.1~42.4s。 (4)PVP全肝扫描:延迟80~85s。AP扫描完成后立即进入全肝扫描程序。 (5)平衡期(equilibrium phase,EP)扫描:仅扫描最佳层面病灶一层,延迟170~285s。

    扫描技术参数:数据采集时间0.75s,平扫及PVP时相准直10mm,床动速度100mm/s,重建层厚7.5mm。AP及EP时相层厚及层间距10mm。

    1.2 方法

    同行视-脑评价: 由3位有腹部影像诊断经验的副高职称以上医师对上述CT扫描程序资料进行视觉感受-大脑思维的分析评价(以下简称视-脑评价)。主要采用对不同延迟时间同层面的CT扫描表现进行比较分析,共同商讨,取得一致意见的方法进行评价,具体程序及研究内容如下:(1)首先观察AP同层面连续性延迟图像中,密度高于平扫的最早出现异常CT表现的层面及延迟时间,即征象显示的最早时间(图1A)。 (2)观察异常CT表现显示的“最佳”时间。方法及程序:首先观察在连续性诸同层面系列动态CT扫描图像中,共有多少种异常CT表现;有多少层面能同时显示了这几种异常CT表现;然后再在这数个层面中,选出将这几种异常CT表现显示最佳的一层(若显示的最佳层面不限于一层时,可以选其中的中位数层面)作为“最佳层面”,并计算其延迟时间(图1B)。
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    数据检测评价: 对不同的检查部位选用固定的兴趣区CT值进行数据检测。内容包括时间-密度曲线(time-density curve,T-DC)、主动脉到达峰值时间(aorta peak time,APT)、门静脉到达峰值时间(portal venous time,PVT)及病灶与肝实质CT值最大差值(maximum tumor-liver, Max T-L)(图1C、D,图2)。具体方法为:(1)HCC病灶T-DC:以平扫最佳层面为基础,测定注射对比剂开始后连续同层面CT值变化,并绘成曲线,取其峰值时间(peak time of HCC,HCCPT)及峰值(peak value of HCC,HCCPV)。将曲线类型分为3组:A组:明确达峰值(49.7s以前); B组:峰值接近曲线末出现(51.94~54.17s); C组:未出现峰值(指56.4s时间段内未出现峰值)。病灶内取值原则:兴趣区范围尽可能为直径1cm,要避开肿瘤区大血管、低密度未强化区及肿瘤与正常肝交界区。大的病灶取不同部位2处平均值。 (2)APT:兴趣区为主动脉中央区直径0.5~1.0cm的范围。 (3)PVT:兴趣区为门静脉左右支或主干内直径0.5cm左右的范围。 (4)Max T-L:先测出肝实质的T-DC,取2处平均值,其兴趣区取值原则:选择不同肝叶2处1.0cm直径兴趣区,避开大血管、异常高灌注区及伪影部位;再求出病灶及肝实质在每一层面的绝对CT值差值,取其最大值。
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    2 结果

    2.1 同行评议结果

    在连续同层面中出现最早征象的层面分布于14~22.9s,平均18.62s(±0.88s)。能代表性地显示征象最丰富的层面分布于34.08~51.94s,平均42.26s(±1.24s)。

    2.2 测定兴趣区CT值动态变化结果

    3组病例的曲线分型见图3。平均HCCPT、HCCPV情况见表1。3组间平均HCCPT经方差分析两两比较有显著性差异,平均HCCPV无显著性差异。肿瘤强化达峰值最早的为A型曲线,占43.9%(18/41)。

    表1 HCC曲线分型及峰值情况 类型

    例数

    HCCPT(±1.96 S) (s)
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    HCCPV (HU)

    A型

    18

    44.31(±1.91)

    41.69

    B型

    10

    52.90(±0.93)

    35.0

    C型

    13

    61.67(±6.69)

    40.93
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    APT:41例HCC APT分布于23~43s间,平均为35.9s(±1.35s)。PVT:有27例(65.85%)HCC同层面中出现门静脉、左右支或主干并达峰值,PVT分布于32~65s,平均48.4s(±2.8s)。Max T-L:38例(92.68%),另3例HCC靶平面未显示正常肝实质。20例(52.63%)Max T-L主要分布于曲线末,其中16例曲线上每一点T-L均为负值(表2)。表2 38例HCC Max T-L分布情况 例数

    Max T-L时间

    分布区间(s)

    平均时间

    (±1.96S) (s)

    平均Max T-L
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    (±1.96S) (HU)

    20

    51.94~65.33

    55.95(±1.33)

    -36.15(±6.15)

    7

    16.23~38.55

    29.94(±6.71)

    -25.84(±14.61)

    11

    25.16~43.01
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    36.32(±3.49)

    +19.58(±5.15)

    图1 巨块型HCC(右叶)。A.显示征象最早层面(延迟扫描18.46s)。B.显示征象最丰富层面(延迟扫描43.01s)。C.兴趣区部分参考图像示意图。D.兴趣区时间-密度曲线,曲线-4代表肿瘤实质A型曲线
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    图2 巨块型HCC(左叶)。A.兴趣区部分参考图像示意图。B.兴趣区时间-密度曲线,曲线-4代表肿瘤实质C型曲线

    3 讨论

    SCT多时相扫描应用于肝脏占位性病变的检查较常规CT有很多优点,已无可置疑[1],但也存在一些尚待深入研究的问题,近期也有不少学者对SCT多时相扫描各自的价值进行了比较[2,3],试图能用较经济的扫描设计使肝脏病变达到最大程度的显示。但进床动态扫描很难保证病征的最佳显示,因此,本研究利用亚秒级螺旋CT扫描时间及间隔均较短且均匀的优势,希望能在固定的显示病灶最佳的层面上对病灶的强化表现进行系统观察和比较研究,找出能使病灶显示最丰富的时间,以便有可能针对性地简化扫描程序,减少曝光次数,并设计优化的扫描程序。

    按照以往SCT多时相扫描对肝脏强化程度的影响因素研究,对比剂剂量、浓度及注射速度等是主要的影响因素[4,5]。但也有作者认为,采用3~5ml/s注射速度时,对直径<1.5cm的肝内恶性病变的显示效果相近[6],且采用高速注射会引起患者不适,容易造成对比剂外渗,对静脉通道要求高,因此本组选用3ml/s的注射速度。这一速度已被很多学者接受[3,4],而且也容易被患者所接受。
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    尽管对比剂剂量对肝实质强化峰值及峰值时间有影响,如增加60%对比剂25~30ml可提高5~8HU,但对本组病例来讲,增加30ml对比剂后注射时间却延长10s,对时间窗影响更大,国外120~125ml(约含碘36g)已被广泛接受[4,5]。本组资料体重平均58kg,按照Heiken等[5]的观点,属小于73kg的小体重患者(除1例78kg),故100ml为肝脏扫描可接受的界线,也是被其他国内、外学者采用的剂量[7,8]

    本组病例的扫描时间包括了注射对比剂开始延迟14~60s左右的时间段。由于100ml对比剂注射结束时间为33.3s,考虑到循环时间约22s的因素[9],而且主动脉的平均峰值时间在35.9s,门静脉的平均峰值时间在48.4s,说明本组病例的扫描时间段包括了纯AP时相及AP后期与PVP早期的混合时相。在APT以后肝动脉及门静脉的血供按理应同时或双重影响HCC的强化,故从理论上讲,混合时相有可能为HCC征象的显示提供最丰富的信息,因而不该忽视这一时段的扫描。
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    本组病例扫描时间虽然有长达近40s者,但由于以下原因和采取了相应措施,扫描层面基本上能保持一致:(1)扫描前训练患者进行平静呼吸或屏气; (2)扫描前为患者使用腹带加压,以减少腹式呼吸; (3)肝癌患者右膈运动度普遍较低,尤其是肿块较大者; (4)病变直径多在3cm以上,扫描层较薄,不易丢失病变造成大的误差。

    通过采取同行评议的办法,笔者认为HCC能够显示征象最早的层面分布于14~22.93s,平均18.62s,主要为供血动脉及其分支开始显影,这种AP早期征象较混合期更能反映HCC以动脉供血为主的特点。

    能够显示征象最丰富的层面分布于34.08~51.94s,平均42.26s,介于平均APT和PVT之间,正是HCC受双重供血影响的时间段,因此认为该混合期HCC强化特点具有代表性,其单个层面提供的信息同时具有AP、PVP两期的征象,有一定临床实用价值。

    为了更好地评价肿瘤实质在14~60s时间段的强化曲线走势,笔者将HCC分为A、B、C 3组,从结果看出,在此时间段有明确高峰出现者占43.9%(A组),平均HCC PT为44.3s,已落在平均APT之后,接近平均PVT,因此笔者认为肿瘤最大强化值应在所谓混合期内,而不在纯AP,这一观点以往学者未明确提出过。
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    在肿瘤峰值时间段,肝实质强化也达相当程度,所以肿瘤与肝实质对比并不一定最大。Max T-L分布也说明了这一点。Max T-L主要分布于曲线末者均为负值,该时段相当部分肿瘤已达峰值,肝实质强化曲线仍在上升,由此说明相对少血供肿瘤,其真正Max T-L可能在PVP时相或以后。因此Max T-L仅能说明肿瘤实质与同层面肝脏的对比。

    综合以上对肿瘤显示程度的指标,笔者认为在注射对比剂开始14~60s的扫描期间,能够最佳显示病灶的指标应包括显示征象最早及最丰富的层面所处时间,前者对HCC定性价值大,后者能充分反映HCC强化特征及接近最大强化的状态。对相对少血供HCC,PVP扫描不可缺少。因此建议对HCC患者采用在平扫明确病灶靶层面基础上,行同层面延迟18、25、38、45s扫描,加全肝扫描(PVP),扫描延迟80~85s的方式进行扫描程序设计。同层面前2层主要显示早期征象,后2层兼顾最丰富征象和接近最大强化状态。对个别情况鉴别困难者,如病灶体积大,需要和海绵状血管瘤作鉴别时可在同层面部位再延迟扫描1层,延迟时间视病变而定。
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    总之,运用亚秒级SCT设备,对可疑HCC患者,可实现时间窗的优化,在平扫基础上,选择病变区靶层面作同层面动态增强扫描加全肝扫描的程序设计,即通过一次对比剂注射,一次检查(多期),尽可能少的对比剂量和曝光次数,得到最丰富的CT诊断信息,因而有一定临床实用价值。

    参考文献

    1,Bluemke DA, Soyer P, Fishman EK. Helical (spiral) CT of the liver. Radiol Clini of North Am, 1995, 33:863

    2,Choi Bl, Lee HJ, Han JK,et al. Detection of hypervascular nodular hepatocellular carcinomas: Value of triphasic helical CT compared with iodized-oil CT. AJR, 1997, 168:219
, 百拇医药
    3,Kanematsu M, Oliver JHⅢ, Carr B,et al. Hepatocellular carcinoma: The role of helical biphasic contrast-enhanced CT versus CT during arterial portography. Radiology, 1997, 205:75

    4,Chambers TP, Baron RL, Lush RM. Hepatic CT enhancement. Alterations in volume of contrast material within the same patients. Radiology, 1994, 193:513

    5,Heiken JP, Brink JA, McClennan BL,et al. Dynamic incremental CT: Effect of volume and concentration of contrast material and patient weight on hepatic enhancement. Radiology, 1995, 195:353
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    6,Hollett MD, Jeffrey RB, Jr.Nino-Murcia M,et al. Dual-phase helical CT of the liver: Value of arterial phase scans in the detection of small (<1.5cm) malignant hepatic neoplasm. AJR, 1995, 164:879

    7,Lee SJ, Lim JH, Lee WJ,et al. Transient subsegmental hepatic parenchymal enhancement on dynamic CT: A sign of post-biopsy arterioportal shunt. J Comput Assist Tomogr, 1997, 21:355

    8,赵绍宏,高育王 敖,蔡祖龙.肝细胞癌的双时相螺旋CT扫描.中华放射学杂志, 1997, 31:242

    9,Harmon BH, Berland LL, Lee JY. Effect of varying rates of low-osmolarity contrast media injection for hepatic CT: Correlation with indocyanine green transit time. Radiology, 1992, 184:379

    收稿:2000-02-13 修回:2000-03-01, 百拇医药