肝脏CT灌注成像的临床应用及研究进展

来源:实用医学影像杂志 2024.09.02
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作者:陈子鑫,侯贵松,黄伟鹏,曾丽婷,广东省揭阳市人民医院医学影像中心

 

近十年来,肝脏CT 灌注成像(CT perfusion,CTP)已经发展成为一种灵敏度更高的、无创性检测肝功能的影像学检查方式,可以有效检出常规CT检查无法检出的异常灌注组织,可对肝脏组织灌注进行定性和定量评估。

 

它可用于评估各种肝癌治疗方式的疗效和预测早期治疗反应,预测微血管侵犯情况和肿瘤复发,用于肝内占位性病变的诊断及鉴别诊断,以及肝纤维化的评价等。然而,由于辐射剂量及其潜在的危害性(主要是辐射致癌),肝脏CTP目前还没有被当作常规检查来使用。本文对肝脏CTP 的临床应用及研究进展做一综述。

 

1. CTP 在肝纤维化评估中的应用

 

肝纤维化是指多种病因引起肝细胞发生坏死及炎症刺激,肝脏中胶原蛋白、糖蛋白、蛋白聚糖等细胞外基质增生和降解失去平衡,导致肝脏内纤维结缔组织异常沉积的病理过程。由于肝纤维化是可逆转的,而肝硬化难以逆转,因此,早发现、早诊断、早治疗对肝纤维化的逆转和改善预后具有重要的意义。肝活检是肝纤维化诊断及分级的“金标准”,但由于肝活检具有创伤性,因此,发展无创、精确、可重复的影像学检查对肝纤维化诊断及分级具有重要的意义。

 

传统的影像学检查,包括超声、CT、磁共振成像(MRI),对肝纤维化和早期肝硬化诊断价值有限,而不断发展并引入临床的功能成像技术(如CTP)恰好弥补这方面的不足。Li 等通过对320 例病理确诊不同程度肝纤维化的患者进行研究,发现CTP 对肝纤维化的诊断准确率可达95.63%,高于超声弹性成像。

 

Ronot 等研究结果显示,中度纤维化(F2 和F3)与轻度纤维化(F1)相比,门静脉灌注量(portal venous perfusion,PVP)与总肝灌注量(total liver perfusion,TLP)显著降低,平均通过时间(mean transit time,MTT)显著延长。但在多因素分析中,只有MTT 是独立因素,当MTT 阈值设置为13.4 s 时,鉴别轻度纤维化与中度纤维化的灵敏度及特异度分别为71%、65%。此外,肝脏CTP 还可以准确测量肝硬化血流动力学并区分肝纤维化和肝硬化。

 

2. CTP 在肝硬化中的应用

 

肝硬化是由1 种或多种因素长期、反复作用于肝细胞,导致肝细胞广泛坏死、结缔组织增生,进而形成纤维分隔,破坏肝小叶的正常结构,形成假小叶,使肝脏逐步变形、变硬,最终发展为肝硬化。肝脏CTP 可用于评估肝硬化严重程度,为早期治疗提供重要依据。

 

凌丽使用Child-Pugh 分级法将肝硬化患者分为轻中度肝硬化组(Child A、B 级)和重度肝硬化组(Child C 级),通过分别对比健康组、轻中度肝硬化组、重度肝硬化组间的CT 灌注参数,发现肝硬化严重程度与肝动脉灌注量(hepatic arterial perfusion,HAP)、肝动脉灌注指数(hepatic perfusionindex,HPI)呈显著正相关,与PVP、TLP 呈显著负相关。

 

曾艳妮等研究发现,与健康人相比,肝硬化患者血流量(blood flow,BF)、血容量(blood volume,BV)降低,而MTT、HAP、HPI 显著升高。不同分级的肝硬化患者组间对比后发现,随着肝硬化程度加重,BF及BV 显著降低,MTT、HAP、HPI 逐渐增高。

 

3. CTP 在肝内占位性病变诊断中的应用

 

在常规CT 增强检查中,肝内病变的增强模式是可变的,有时候常规CT 增强难以对肝内占位性病变进行定性诊断。由于肝内占位性病变会改变其血流动力学,而肝脏CTP 可以通过病灶灌注变化来评估其血流动力学变化,进而为肝内占位性病变的定性诊断和鉴别诊断提供更多依据。

 

肝细胞癌(hepatocellular carcinoma,HCC)大部分为富血供肿瘤,与周围正常肝实质相比,其BV、BF、HAP、HPI 及PVP(肿瘤)/HPI(正常肝)比例显著升高,PVP、MTT、TTP、表面通透性(permeability surface,PS)及对比剂到达时间(induced residue fractiontime of onset,IRFTO)降低[,并且CTP 比双期增强扫描可以检测出更小的HCC 病灶。而对于乏血供HCC,则建议联合多时相CT 增强扫描及CTP。

 

Hatzidakis 等研究发现,在灌注参数图中,最大上升斜率(maximum slope of increase,MSI)参数图的HCC 鉴别能力最强,ROC 曲线下面积为0.997,MSI阈值为2.22 Hu/s,灵敏度为96%,特异度为100%。肝内胆管细胞癌(intrahepatic cholangiocarcinoma,ICC)是仅次于肝细胞癌的第二大原发性肝癌。

 

ICC 与HCC 有相似的危险因素,但治疗方法不同。HCC 有多种治疗手段,而彻底地手术切除是治愈ICC的唯一途径,因此,准确鉴别两者意义重大。ICC的HAP及HPI高于周围正常肝实质,低于HCC,而PVP则高于HCC,这与ICC的病理特点及传统强化扫描所表现的强化特点相对应。

 

ICC的肿瘤细胞主要聚集于肿瘤的边缘,而大量的纤维组织则位于肿瘤中心,因此,肿瘤周边的HAP 呈高灌注,而中央灌注量相对较低。在诸多参数中,动脉强化分数(arterial enhacement fraction,AEF)在鉴别两者中价值最大。

 

对于恶性肿瘤患者而言,肝转移瘤的诊断对疾病的分期、预后和治疗方式的选择具有重要意义。早期的肝转移瘤由于体积太小,常规的CT 及MRI检查无法检测出来,而CTP 在隐匿性肝转移瘤的早期诊断方面具有一定的临床价值。杨云飞的研究提示,存在隐匿性肝转移瘤的肝段HAP、HPI 高于对照组,差异有统计学意义。

 

肝局灶性结节增生(focal nodular hyperplasia,FNH)与HCC 均为富血供占位性病变,常规影像学表现较为相似,有时鉴别难度较大。与正常肝组织相比,FNH 及HCC 的BF、BV、HAP 及HPI 均升高,PVP 及MTT 均降低;而两者相比,FNH 的HAP、HPI、MTT 高于HCC,而BF、BV、PVP 低于HCC。经ROC 曲线分析,BHF、HBV、MTT、HPI 4 项指标曲线下面积分别为0.912、0.919、0.901、0.906,表明这4个参数对肝细胞癌的诊断、鉴别诊断具有重要意义,有利于HCC 及FNH 间的鉴别诊断。

 

此外,其他占位性病变的表现也有报道。例如,肝血管瘤BF、BV、IRFTO 升高,MTT 降低;肝囊肿BF、BV、PS、MTT 降低,IRFTO 升高;肝脓肿BF、BV、PS 降低,MTT 及IRFTO 升高。肝棘球蚴病的病灶BF、BV、HAP、PVP 显著低于正常肝实质,而HPI 则差异无统计学意义。

 

4. CTP 在肝脏恶性肿瘤治疗后评估

 

肝脏恶性肿瘤常见有HCC、ICC 及转移瘤。HCC有多种治疗方式,如手术切除、肝动脉化疗栓塞术(transarterial chemoembolization,TACE)、射频消融术(radiofrequency ablation,RFA)、氩氦刀、化疗等。对于ICC,彻底地手术切除是治愈的唯一方式。而对于转移瘤,则以化疗为主。相比常规的超声、CT、MRI形态学变化来评估治疗后效果,CTP 可以更早地反映治疗后血流灌注的变化,早期预测治疗效果。

 

孙文杰等研究发现,RFA 术后,消融灶HAP、PVP、TLP 灌注量在RFA 术后早期趋近于0 或者极低、较低量,均低于背景肝实质,周围炎性反应带的HAP、HPI 低于HCC,而MTT 长于HCC。随着时间延长,周围炎性反应带灌注参数接近于背景肝实质。炎性反应带的动静脉血流是同时增加的,区别于HCC 的HAP、HPI 升高而PVP 下降。

 

因此,当瘤周局部HAP、HPI 明显升高而PVP 降低时,则认为存在微血管侵犯的可能,肿瘤残留的可能性增高,有助于早期再治疗。Kobe 等研究亦证实了CTP 早期预测肿瘤复发的准确性。索拉菲尼是一种靶向抗血管生成药物,推荐用于晚期HCC 。鉴于该药物的高成本和毒性,早期阶段评估、预测治疗效果就显得特别重要。

 

Ippolito等研究证明了CTP 在评估索拉菲尼治疗中晚期HCC 疗效方面的有效性,与改良的实体瘤疗效评价标准(modified Response Evaluation Criteria in Solid Tumors,mRECIST)标准一致,甚至比mRECIST 更早显示病变内血管的变化。因此,CTP可用于索拉菲尼治疗后早期疗效的监测。

 

TACE 是目前治疗中晚期HCC 首选的微创治疗方法。受碘油的影响,常规CT 增强检查检测残留肿瘤组织变得困难,准确性也大打折扣。CTP可以有效检测残存灶,而且可以明显提高碘油沉积区周围残存灶的诊断准确率,其中AEF 可作为预测患者预后的独立因素,进而早期进一步采取治疗措施。

 

5. CTP 对肝脏储备功能的评估

 

在我国,绝大部分肝癌发生于肝炎肝硬化基础上,病毒性肝炎导致的肝硬化是肝功能不全的主要原因,直接影响肝脏储备功能。而肝储备功能决定肝癌患者能否耐受外科切除术及介入治疗术,术前准备、客观评估肝功能储备显得尤为重要。研究发现,CTP可用于定量评估肝脏储备功能。

 

杨怀龙等研究显示,Child-Pugh A 级患者的HPI 显著低于B 级患者,PVP 级TLP 显著高于B 级患者。Spearman 相关性分析显示,HAP 与Child-Pugh 分级之间无显著相关性,而HPI 与Child-Pugh分级呈明显正相关,PVP、TLP 均与Child-Pugh 分级呈显著负相关。

 

汤秋月等研究得出相同的结论,且PVP、HPI 与Child-Pugh 分级间的相关系数分别为-0.773(P<0.001)、0.676(P<0.001),PVP 的相关系数大于HPI。由于HPI 是一个比值,同时受到HAP及PVP 变化的影响,所以当HAP 与PVP 均下降时,HPI 可维持在相对正常水平,故HPI 对反映肝灌注变化的敏感性不如PVP。

 

研究认为,PVP 是反映肝储备功能的良好指标,对肝储备功能的评估具有重要的临床意义。肝脏CTP 可以同时兼顾肝脏形态及灌注功能,可以提供更加全面的定量信息,有望成为评估肝储备功能最有效、客观的方法。

 

6. CTP 其他应用

 

活体肝移植(living donor liver transplantation,LDLT)已成为治疗中晚期急慢性肝病的首选方式。在肝移植后,肝血管并发症是导致移植物功能丧失和患者死亡的重要原因。肝脏CTP可以对移植肝实质的灌注情况进行定量分析,有助于早期发现移植肝实质血管并发症,预测肝功能损害程度从而及时进行有效治疗,这对提高患者生存率具有重要意义。

 

对于肝硬化患者来说,肝静脉压力梯度(hepaticvenous pressure gradient,HVPG)是诊断门静脉高压(venous pressure gradient,HVPG)是诊断门静脉高压的金标准,但由于是侵入性手术,其应用收到限制。当HVPG>5 mmHg 时,提示存在门静脉高压。Wang等研究提示,BF、BV 与HVPG、Child-Pugh 评分呈负相关,当BV 取截断值为17.85 ml·min-1·100 ml-1时,HVPG≥12 mmHg 的诊断灵敏度和特异度分别为80%和89%。因此,CTP 可作为肝硬化患者门静脉高压的非侵入性预测指标。

 

Nishie 等对14 例急性肝炎患者及9 名健康者进行CTP,通过对比相关灌注参数显示,肝炎者组肝右叶的HPI 显著高于健康者组肝右叶的HPI,且2 组的肝右叶HPI 均随着凝血酶原时间-国际标准化比值的增加而增加。因此,肝炎患者肝右叶的HPI升高,可作为肝衰竭严重程度的预测指标。

 

7.总结与展望

 

肝脏CTP 已作为一种无创性功能性检查应用于临床,应用较为广泛,具有重要价值。尽管受限于较高的辐射剂量,但随着技术的不断发展及应用,相信未来能实现低剂量肝脏CTP的目标。

 

来源:陈子鑫,侯贵松,黄伟鹏等.肝脏CT灌注成像的临床应用及研究进展[J].实用医学影像杂志,2023,24(04):309-312.