电子束CT流动检查评价原发性肝癌

   电子束CT流动检查评价原发性肝癌

   中华放射学杂志 1999年第9期第33卷 消化系统放射学

   作者：杜勇 沈天真 陈星荣 冯小源 洪泳 李浩雄

   关键词：体层摄影术，X线计算机；癌，肝细胞；评价研究

    【摘要】 目的 应用电子束CT（EBCT）流动扫描研究原发性肝癌的时间-密度曲线特点与肿瘤血供和病理的对应关系，以期提高诊断的特异性和准确性。方法 31例肝脏肿块者均行EBCT流动扫描。静脉注射对比剂80～100 ml，速度为6～8 ml/s，病灶区扫描6层，每层扫描13次，需时120秒。画出时间-密度曲线及测量各参数值。结果 31例肝癌均表现为不同程度的增强。小于5 cm的肝癌与大于5 cm肝癌和弥漫型肝癌其增强类型和程度不同（P＜0.01），增强的肿瘤实质其时间-密度曲线均呈速升速降型，但其平均高峰CT值和升高的CT值不同（P＜0.01）。结论 原发性肝癌在流动扫描中具有一定的特征性，不同的时间-密度曲线代表肿瘤内不同的病理基础和血供特点，EBCT流动扫描可提高诊断肝癌的特异性和准确性。

   Evaluation of hepatocellular carcinoma with flow study of electron-beam CT

   DU Yong, SHEN Tianzhen, CHEN Xingrong, et al.

    Department of Radiology, Huashan Hospital, Shanhai Medical University, Shanghai 200040

    【Abstract】 Objective To study the corresponding relation of the density-time curve to the blood supply and pathology of hepatocellular carcinoma (HCC) with flow study of electron-beam CT(EBCT) in order to improve the specificity and accuracy of diagnosing hepatocellular carcinoma.Methods Thirty-one patients with liver masses underwent flow study of EBCT after intravenous administration of contrast medium(80-100 ml) at a rate of 6-8 ml/s. EBCT scanning 6 sections for lesion and 13 times for each section during 120 s was obtained. The density-time curve was plotted and each parameter value was measured.Results Various degrees of contrast-enhancement was displayed in 31 cases with HCC, and the patterns of enhancement were different in HCC of less than 5 cm , more than 5 cm and diffuse type (P＜0.01). Density-time curves of enhanced masses showed fast rise and drop ,but the mean peak value and rise value were different in HCC of less than 5 cm and more than 5 cm (P＜0.01).Conclusions Primary hepatocellular carcinoma exhibits a certain feature during flow study. Different density-time curves reflect presented different pathologic changes and blood supply features of tumors. The specificity and accuracy can be improved with flow study of EBCT.

    【Key words】 Tomography, X-ray computed Carcinoma, hepatocellular Evaluation studies

    流动扫描(flow study)为电子束CT（electron-beam CT，EBCT）所独有，它是EBCT成像系统多层扫描（multiple-slice，MS）模式中的一种扫描程序［1］。具有快速扫描，动态观察，无需进床的特点。其每层扫描时间为50毫秒，可在224毫秒内扫描8层，同时产生层厚8 mm的8幅连续层面图像，而检查床静止不动。其扫描速度和动态扫描方式是螺旋CT和常规CT的同层动态扫描和进床式动态扫描无法比拟的。其快速、多层、动态扫描的特点尤其适于研究肿瘤的血流动力学特征，特别是对于主要由肝动脉供血的原发性肝癌。笔者报道1组应用EBCT流动扫描研究的原发性肝癌，以期提高CT诊断原发性肝癌的特异性和准确性。

    材料与方法

    一、临床资料

    搜集1994年12月至1996年7月间住院和门诊病人共31例，经EBCT、螺旋CT、常规CT、MRI和超声发现肝脏肿块，所有病人均行EBCT流动检查。男18例，女13例，年龄为35～84岁，平均年龄55.5岁。

    在31例中，13例行EBCT动静脉期扫描，11例行MRI检查，6例行螺旋CT检查，17例行常规CT检查，25例行超声检查。

    EBCT诊断的证实主要通过下列方式：外科活组织检查或手术切除肿瘤行病理学检查（13例）；经皮穿刺肿块细胞学检查（11例）；影像学检查证实全身广泛转移（7例）。实验室检查指标主要包括甲胎球蛋白（AFP）、癌胚抗原（CEA）和乙型肝炎表面抗原（HBsAg）。

    肝癌的病理组织学诊断根据Edmonson和Steiner分类法［2］，即Ⅰ～Ⅳ级，对应于既往的高、中、低分化肝细胞癌。小肝癌定义为直径不超过3 cm，肿瘤内部可见嵌合体，周缘伴有纤维包膜的进展期肝癌。组织学检查为Ⅱ～Ⅲ级，对应于中、低度分化的肝细胞癌。

    二、检查技术

    本检查组均应用电子束CT扫描机（Model C-150XL Imatron，美国）。检查前40～60分钟病人口服800～1 000 ml液体加60%泛影葡胺25 ml。首先确定病灶中心层面，常规应用单层扫描模式（SS）0.3秒连续容积扫描（CVS）程序，对病灶区扫描10层，层厚8 mm，每层曝光时间0.1秒，矩阵为512×512；或应用MS模式流动扫描，4个靶环扫描1次，层厚8 mm，产生8幅连续层面图像。每个靶环曝光时间为50毫秒，间隔8毫秒，4个靶环扫描1次需时224毫秒，矩阵为316×316。选定病灶最大横断面积为流动扫描的中心层面。一般把中心层面放在第2个靶环的第2个层面上。如选用4个靶环，则放在B环的第2个层面。在确定病灶中心层面后，即用20 G静脉导管针穿刺肘前静脉，首推地塞米松10 mg，再接入高压注射器，以6～8 ml/s速度注入对比剂80～100 ml（Omnipaque或Ultravist）。

    第1次扫描时间和以后的各次扫描时间间隔及应用靶环的数量由人为确定。对肝脏肿块的流动扫描，本实验常选用3个靶环，每次扫描产生6个层面的6幅图像，需时166毫秒，每个靶环扫描13次，产生图像总数为78幅，扫描范围5.6 cm。第1次扫描时间在注射对比剂后12秒开始，对于年老、体弱或一般状况欠佳者，第1次扫描时间可在注射对比剂后15秒开始。首次扫描时间在流动检查中作为0秒计算。流动扫描常用参考时间为0、3、3、3、3、3、3、8、6、6、6、20、40秒，13次扫描在注射对比剂后约120秒内完成。对可疑为血管瘤的肿块，扫描时间间隔可适当延长，本组最长扫描时间为320秒。根据扫描时间长短病人常规屏气4～6次。本组检查均应用MS模式流动扫描，条件为130 kV，620 mAs，视野为 30 cm×30 cm～35 cm×35 cm，矩阵316×316。

    三、图像分析

    应用机器内设定的时间-密度分析程序，测定每个被检查者在每一层中的病灶、正常肝实质、门静脉和主动脉在连续13次扫描中的密度变化，用CT值 （HU）代表密度参数，并应用机器内置计算机自动画出时间-密度曲线。记录所测量的每一个兴趣区的高峰CT值（peak value，P-V）,升高的CT值（rise value，R-V），高峰CT值出现的时间（从开始扫描到高峰CT值出现的时间）-高峰时间（peak time，P-T），CT值升高所需时间（rise time，R-T），每一测定值的标准误（error），CT值上升的速度（rise speed，R-S，HU/s），CT值变化（上升和下降）的平均时间。测量每一兴趣区的范围为2～8 mm2，该区域放在密度最均匀的位置。在6层中，病灶面积最大的一层作为该病灶的典型层面作图像分析。若肿块增强不均匀，则测量每一肿块不同密度区的各个分析参数，画出曲线，以研究其对应的病理改变。若病灶为多个，则取最大、增强表现最具代表性的一个；若每个病灶增强表现不同，则分析表现不同的每个病灶。正常肝实质的时间-密度值取病灶所在层面3次测量参数的平均值。测量门静脉时取门静脉左或右主支在进入左或右肝叶处作为测量的兴趣区。主动脉的时间-密度曲线取第1层、中间层和最后一层所测量的参数的平均值。

    四、统计学分析

    统计学分析应用配对t检验和χ2检验。P＜0.05为有显著性意义，P＜0.01为有极显著性意义。

    结果

    在31例肝脏肿块中，流动检查诊断原发性肝癌31例，病理组织学检查诊断原发性肝癌13例，细胞学检查诊断肝癌11例，影像学综合检查诊断肝癌7例。

    31例肿瘤的瘤径为2～17 cm，平均4.7 cm。其中小肝癌7例，平均瘤径为2.4 cm（瘤径范围2～3 cm）；结节型肝癌11例，平均瘤径为4.4 cm（瘤径范围3.1～5.0 cm）；巨块型肝癌8例，平均瘤径为7.4 cm（瘤径范围5.1～9.8 cm）；弥漫浸润型肝癌5例，未见病灶有确切的边界和局限性包膜形成。

    7例小肝癌和11例结节型肝癌的肝实质、门静脉和主动脉的各测量参数值如表1所示。

   表1 正常肝实质、门静脉和主动脉测量参数比较（x±s）

   （HU） P-V

    （HU） R-V

    （HU） P-T

    （秒） R-T

    （秒） R-S

    （HU/秒） 肝实质 18

   38.0±15.3

   106.6±20.7

   72.5±16.9

   47.3±13.0

   46.5±12.9

   2.1±1.5 门静脉 18 36.5±11.5 143.9±24.4 106.7±33.2 46.8±17.1 43.7±19.7 2.6±2.3 主动脉 18 39.0±12.7 342.9±34.8 294.9±37.3 10.9±1.9 10.2±1.8 30.1±18.7

    注：P-V：高峰CT值；R-V：升高的CT值；P-T：高峰CT值出现的时间-高峰时间；R-T：CT值升高所需时间；R-S：CT值上升的速度。参数计算结果以平均值±标准差(x±s）表示 肝实质和门静脉增强的时间-密度曲线呈缓升缓降型，主动脉增强的时间-密度曲线呈速升速降型，肝实质和门静脉与主动脉增强后的各测量参数值有明显差异（P＜0.001，表2）。7778

   表2 各参数统计学资料比较

   t=4.023

   t=4.426 t=4.514 t=3.991 t=5.237 … … 门静脉与主动脉① 18 t=3.794 t=3.911 t=4.203 t=3.935 t=4.892 … … 小于5 cm肝癌和大于5 cm肝癌 26 t=2.832② t=2.717② … … … χ2=7.53③ χ2=5.01④ 小于5 cm肝癌和浸润型肝癌 23 t=2.821② t=2.805② … … … χ2=10.88③ χ2=7.47④

    注：P-V：高峰CT值；R-V：升高的CT值；P-T：高峰CT值出现的时间-高峰时间；R-T：CT值升高所需时间；R-S：CT值上升的速度。①肝实质与主动脉、门静脉与主动脉各参数比较P＜0.001；②小于5 cm肝癌和大于5 cm肝癌、小于5 cm肝癌和浸润型肝癌其平均P-V和R-V比较P＜0.01；③小于5 cm肝癌和大于5 cm肝癌、小于5 cm肝癌和浸润型肝癌其增强类型比较P＜0.01；④小于5 cm肝癌和大于5 cm肝癌、小于5 cm肝癌和浸润型肝癌其增强程度比较P＜0.05

    3 cm以下的小肝癌在流动扫描中呈均匀一致（5例）或基本均匀（2例）的明显增强，其基础CT值为（33.6±5.8）HU，P-V为（111.2±21.5）HU，R-V为（82.4±16.7）HU，P-T为（17.3±4.2）秒，R-T为（11.9±6.0）秒，R-S为（7.9±2.8）HU/s，时间-密度曲线呈明显的速升速降型（图1，2）。CT值变化的时间（上升和下降）平均为（38.2±9.3）秒。3.1～5.0 cm的结节型肝癌在流动扫描中亦呈明显增强（图3，4），但强化欠均匀。肿块内部可见小斑片状、结节状、条带状低密度区。强化区各参数值和时间-密度曲线与小肝癌相似，低密度区的CT值未见明显改变，平均CT值为（42.5±9.3）HU，时间-密度曲线近似一直线。大于5.0 cm的巨块型肝癌，在流动扫描中均呈不均匀增强（图5），肿瘤内结节状和斑块状强化区各测量参数值和时间-密度曲线近似于小肝癌；肿瘤内部分低密度区时间-密度曲线仅呈轻度上升，CT值变化在30 HU以内；部分低密度区时间-密度曲线呈一直线，CT值未见明显变化。弥漫浸润型肝癌在流动扫描中均呈不均匀增强，未见肿瘤有确切的边界和包膜强化，肿瘤内可见斑片状、结节状轻度至中度强化区(图6)，平均P-V为（86.7±11.5）HU。5例浸润型肝癌均见门静脉内癌栓形成，呈轻度强化，平均P-V为（74.7±9.4）HU。

    图1 肝左叶外段小肝癌。病灶中心层面连续扫描13次，肿块呈快速增强和快速衰减 图2 小肝癌增强时间-密度曲线呈速升速降型，P-V达147 HU，P-T为15秒，R-V为95 HU (P-V：高峰CT值；P-T：高峰CT值出现的时间-高峰时间；R-V：升高的CT值) 图3 肝右叶近肝门处结节型肝癌。在肿块中心层面连续扫描13次，癌肿呈快速增强和快速衰减，肿块内可见小斑片状轻度强化区 图4 结节型肝癌的时间-密度曲线仍呈速升速降型，各测量参数指标类似于小肝癌 图5 肝右叶巨块型肝癌。肿块内肿瘤实质呈结节状、斑块状增强，其中可见斑片状未强化的低密度区。门静脉右支受侵 图6 弥漫浸润型肝癌。在流动扫描中呈不均匀增强，在动脉期肿瘤实质仍呈高密度强化

    小肝癌、3～5 cm的结节型肝癌和大于5 cm的巨块型肝癌、弥漫浸润型肝癌其增强类型和增强程度不同 （P＜0.01，P＜0.05，表2），其平均P-V和R-V亦不相同（P＜0.01，表2）。

    讨论

    EBCT流动扫描应用于肝脏的检查，其最大优点是其快速、多层的扫描速度，而检查床不需运动，不涉及X线管热容量问题。其连续、多层的扫描图像和动态曲线可清楚显示正常组织器官和病变的血流动力学特点，为定性诊断和鉴别诊断肝脏肿块提供了基础。该研究结果已显示小肝癌、结节型肝癌、巨块型肝癌的肿瘤实质增强特点与主动脉增强相似，其时间-密度曲线呈速升速降型，与肝实质、门静脉增强曲线明显不同（表1，2)(P＜0.001），该特点是流动扫描鉴别原发性肝癌和肝血管瘤、其他乏血管肿瘤的基础。

    对小肝癌的增强变化文献报道不一［2-5］，我们认为这主要取决于CT检查技术和肝癌细胞的分化程度。应用螺旋CT（SCT）行CT血管造影检查时，93%的小肝癌表现为明显增强［2］。文献报道［6］小肝癌的血供有3种特点：（1）肝动脉和门静脉双重血供；（2）肝动脉血供为主，缺乏门静脉血供；（3）门静脉血供为主，肝动脉血供减少。小肝癌的这种双重血供随着肿瘤体积增大，肿瘤细胞分化程度降低，肝动脉血供逐渐增多，门静脉血供逐级减少或缺乏。中、低度分化的小肝癌常以肝动脉供血为主，在动态CT扫描的动脉期表现为明显增强，时间-密度曲线表现为速升速降型；而高分化的小肝癌肝动脉血供减少，门静脉血供增多，因此在动态CT扫描的门静脉期或平衡期方可显示病灶。本组7例小肝癌均表现为明显增强，其增强的特点与时间-密度曲线与主动脉变化一致，表明其主要为动脉供血，组织学证实为Ⅱ～Ⅲ级肝细胞癌。尽管本组未发现以门静脉供血为主的少血供小肝癌，但本研究显示流动扫描是在肝动脉和门静脉增强的高峰期扫描病灶，可显示肝实质和病灶在动脉期、门静脉期、平衡期的增强特点，因此可发现以肝动脉或门静脉供血为主的小肝癌。文献报道动态CT三期扫描诊断结节型肝癌的敏感性超过90%［3］，本组7例小肝癌均得以正确诊断，但尚需大宗病例的进一步研究。

    小肝癌内部很少出现坏死和囊变［7］，病理证实常有完整的包膜。本组病例均表现为均匀或基本均匀强化，且增强的高峰时间常在注射对比剂后20秒内到达，增强的时间不超过40秒。小肝癌的这种增强特点与大肝癌明显不同。本组瘤径在3.1～5.0 cm的结节型肝癌在流动扫描中亦表现为明显增强，但肿块内部常见轻度增强或无明显增强的低密度区，这些区域的各测量参数值和时间-密度曲线与强化的肿瘤实质区完全不同，对应于病理上的纤维化、出血坏死、脂肪沉积区。本组瘤径大于5.0 cm的肝癌和弥漫型肝癌均表现为不均匀增强，其肿瘤实质增强的特点近似于小肝癌，在血管造影中这些肿瘤实质仍由动脉供血，而病理上的坏死、囊变、纤维化、脂肪沉积或反应性炎症区域，在流动扫描中则表现为轻度增强或无强化，时间-密度曲线则呈直线或轻度上升，表明其血供减少或无血供。本组肝癌的增强特点与文献报道相似［8，9］，但显示肿瘤的时间-密度曲线与血流动力学、病理学的对应关系为EBCT流动扫描所独有。

    本研究提示，EBCT流动扫描可在肝脏增强的动脉期、门静脉期和平衡期显示肝实质和病灶，通过时间-密度曲线及其各参数值了解肝脏肿瘤的血供特点和肿瘤内的不同病理变化，有助于提高肝癌尤其是小肝癌的定性诊断和鉴别诊断。

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   (收稿：1999-01-26)