双能量能谱CT碘含量测定对急性胰腺炎的诊断

韦 炜WEI Wei 余永强YU Yongqiang 李小虎LI Xiaohu 程 涛CHENG Tao 罗英姿LUO Yingzi 赵英明ZHAO Yingming

论著

双能量能谱CT碘含量测定对急性胰腺炎的诊断

韦 炜1WEI Wei 余永强2YU Yongqiang 李小虎2LI Xiaohu 程 涛1CHENG Tao 罗英姿1LUO Yingzi 赵英明1ZHAO Yingming

作者单位 1.安徽医科大学附属省立医院影像科 安徽 合肥 230001 2.安徽医科大学第一附属医院放射科 安徽 合肥 230001

目的 应用双能量能谱CT物质定量分析技术对急性胰腺炎（AP）的碘含量进行测定，探讨碘含量与其临床严重程度的相关性，为临床评估AP严重程度提供有效的影像检查手段。资料与方法 回顾性分析经临床确诊为AP的60例患者（AP组）以及因非胰腺疾病行CT检查且胰腺正常的30例患者（对照组），测量并比较胰腺增强扫描动脉期及门静脉期碘物质浓度及标准化碘浓度（NIC）。结果 AP组增强扫描动脉期及门静脉期的碘浓度值与NIC均低于对照组（P＜0.05、P＜0.001）。根据Ranson评分标准，AP组中24例轻症，20例中症，16例重症。随着Ranson严重程度增加，碘物质浓度及NIC下降，3组动脉期及门静脉期碘浓度值差异有统计学意义（F动脉期=8.776，P＜0.01；F门静脉期=4.019，P＜0.05），NIC差异有统计学意义（F动脉期=12.700，P＜0.001；F门静脉期=8.732，P＜0.01）。轻症组动脉期及门静脉期碘浓度值与NIC均高于中症组（P＜0.05）；重症组动脉期及门静脉期碘浓度值、动脉期NIC均低于中症组（P＜0.05）。结论 双能量能谱CT碘含量测定可以定量分析胰腺炎的血流动力学改变，对判断各级胰腺炎微循环的变化具有重要价值。

胰腺炎；急性病；体层摄影术，X线计算机；碘；血流动力学；微循环

急性胰腺炎（acute pancreatitis，AP）是常见的急腹症之一，胰腺的微循环损害是本病发生、发展的一个重要因素，并与其临床严重程度密切相关［1］。目前临床常用Ranson分级标准对AP进行分级［2］，但是难以对其微循环的血流状况进行在体评价。常规CT增强扫描及CT灌注成像常用于评估AP胰腺的血流状况，然而常规CT提供的是混合能量图像，射线的硬化伪影常导致CT测量值不准确。能谱CT采用单X线管瞬时切换技术，可以获得物质分离图像和40～140 keV不同能量的水平单能量图像，为评价脏器血流状况提供了新的方法［3］。本研究应用双能量能谱CT物质定量分析技术对胰腺的碘浓度进行测定，探讨不同严重程度AP胰腺微循环的特点及其与临床的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 对照组 选取2013年6月—2014年3月在安徽医科大学附属省立医院因非胰腺疾病行腹部能谱CT检查，且胰腺CT表现正常的患者。纳入标准：CT扫描原因为肝脏或肾脏良性病变，如肝肾囊肿、肾脏错构瘤、肝脏血管瘤，且无任何胰腺疾病史。排除标准：CT扫描发现腹部恶性肿瘤。共30例纳入对照组，其中男17例，女13例；年龄18～70岁，平均（43.47±8.50）岁。

1.1.2 AP组 选取2013年6月—2014年6月在安徽医科大学附属省立医院经临床确诊为AP、临床资料齐全、行腹部能谱CT检查的患者。纳入标准：临床确诊为AP、生命体征平稳、能耐受CT扫描者。排除标准：合并心、肝、肾功能不全，或由于手术、外伤、肿瘤等继发胰腺炎者。60例符合Ranson分级要求［4］纳入AP组，其中男32例，女28例；年龄24～75岁，平均（45.23±10.37）岁。

1.2 仪器与方法 采用GE能谱CT Discovery CT 750HD （HDCT）扫描机。所有患者均行常规平扫确定病变范围，增强扫描对比剂采用非离子型碘对比剂碘海醇（300 mgI/ml），总量80～100 ml，注射速度3.0 ml/s，采用能谱扫描模式（gemstone spectral imaging，GSI）分别于开始注药后30 s、70 s行动脉期、门静脉期增强扫描。扫描参数：螺旋扫描速度0.8 s/周，螺距 1.375∶1，准直宽度0.625 mm×64；电压为高低能量（140 kVp和80 kVp）0.5 ms瞬时切换，管电流约为550 mA。所有患者均获得增强扫描的常规混合能量图，对原始数据进行单能处理，并将动脉期、门静脉期Mono图像传送至Advanced Workstation（ADW 4.5，GE Health）工作站。

1.3 图像分析 图像分析与测量均在ADW 4.5工作站进行。由2名有经验的影像副主任医师利用GSI Viewer软件对单能图像（70 keV，1.25 mm）进行分析。感兴趣区（ROI）分别放置于胰腺头部、体部、尾部中央，ROI大小约为该区域胰腺体积的1/2～2/3，避开血管、胰管及液化坏死区。腹主动脉ROI置于病灶同层面腹主动脉中心区域。在基物质密度图像上分别测得胰腺头部、体部、尾部ROI的碘浓度，取3个部位的平均值，测得同层面腹主动脉ROI的碘浓度，并计算胰腺ROI的标准化碘浓度（normalized iodine concentration，NIC），即胰腺各部碘浓度平均值与同层面腹主动脉碘浓度之比。

1.4 AP临床分级 按照Ranson临床多因素评分系统11项指标［4］，包括入院时5项和发病48 h内6项指标，对60例AP患者进行评分，以每项阳性指标为1分计算，0～2分为轻症，3～5分为中症，≥6分为重症。

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，组间碘物质浓度及NIC比较采用成组资料t检验；胰腺炎3组间碘物质浓度及NIC比较采用方差分析，碘物质浓度及NIC组间两两比较采用LSD法检验；P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组与AP组碘浓度值与NIC比较 AP组增强扫描动脉期及门静脉期的碘浓度值与NIC均低于对照组，差异均有统计学意义（P＜0.05、P＜0.001）。见表1及图1、2。

表1 对照组与AP组碘浓度值、NIC比较

2.2 AP患者Ranson分级的碘浓度值及NIC比较 根据Ranson评分标准将AP组分为轻症组24例，中症组20例，重症组16例。3组动脉期碘浓度值与NIC差异均有统计学意义（P＜0.01、P＜0.001），3组门静脉期碘浓度值与NIC差异均有统计学意义（P＜0.05、P＜0.01）；随着Ranson严重程度的增加，胰腺的碘浓度值及NIC均呈逐渐下降趋势。轻症组动脉期及门静脉期碘浓度值与NIC均高于中症组（P＜0.05）；重症组动脉期及门静脉期碘浓度值、动脉期NIC均低于中症组（P＜0.05），而重症组门静脉期NIC与中症组比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2及图3～5。

图1 男，35岁，正常胰腺。动脉期（A）及门静脉期（B）碘基图，分别于胰腺头部（箭）、体部（箭头）、尾部（星号）测得碘含量

表2 AP患者Ranson分级的碘浓度值与NIC比较

3 讨论

胰腺是一个血供较丰富的脏器，其微循环主要由胰腺小叶间动脉、小叶内动脉及其静脉组成，邻近小叶间动脉吻合支丰富，但小叶内动脉属终动脉，小叶内动脉及其分支间无吻合。胰腺微循环损伤在AP发生、发展过程中起着重要作用［5-6］。AP导致小叶内动脉痉挛或损伤，如果胰腺微循环未能及时改善、纠正，则胰腺发生缺血、坏死。因此，早期评价胰腺的微循环状况，准确判断AP的严重程度，对其治疗及预后均有重要意义。Ranson等［4］提出了与AP发病率和病死率密切相关的11项指标评分系统。杨涛等［7］和吕海波等［8］认为Ranson评分系统是目前临床评估AP病情严重程度的有效手段。

CT在胰腺炎的诊断及分级中具有重要作用。根据CT增强扫描中胰腺实质强化程度减低或不强化，可以判断胰腺缺血或坏死，但常规CT增强扫描难以定量评价胰腺的微循环状况。多层螺旋CT灌注成像可以通过灌注曲线和灌注参数对胰腺疾病的血流动力学改变进行评价［9］，它可以定量测定AP的血流灌注情况，对胰腺炎严重程度的判断较CT平扫及增强扫描更加可靠，但其灌注扫描时间长、呼吸运动的影响及造影剂注射速度快限制了其在重症患者的广泛应用。双能量能谱CT采用单X线管瞬时切换技术，在0.5 ms内实现80 kVp和140 kVp之间快速转换，同时获取两组数据，可以获得物质分离图像。碘是CT增强对比剂的主要物质成分，能谱CT对碘物质非常敏感，能准确、客观地反映真实的碘浓度，通过测定局部组织的碘聚集量，可以获得局部组织的血流灌注量，反映在微循环水平组织器官的血流灌注情况［10-12］。张晓鹏［13］认为与传统的CT灌注成像相比较，CT能谱成像即使完成大范围的扫描，其射线剂量仍明显降低。本研究通过双能量能谱CT对AP进行碘物质定量分析，探讨能谱CT在评价胰腺炎微循环中的价值，并将其与Ranson分级进行对照，研究两者间的相关性。

图2 男，57岁，胰腺炎。动脉期（A）及门静脉期（B）碘基图，分别于胰腺头部（箭）、体部（箭头）、尾部（星号）测得碘含量

图3 男，43岁，Ranson分级为0分，轻症胰腺炎。门静脉期碘基图测得胰腺碘含量（A）；单能量融合伪彩图分别以不同色彩显示胰腺强化（黄色）及胰腺周缘渗出（蓝色，B）

图4 女，52岁，Ranson分级为3分，中症胰腺炎。门静脉期碘基图测得胰腺碘含量（A）；单能量融合伪彩图分别以不同色彩显示胰腺强化（黄色）及胰腺周缘渗出（蓝色，B）

图5 男，68岁，Ranson分级为6分，重症胰腺炎。门静脉期碘基图测得胰腺碘含量（A）；单能量融合伪彩图分别以不同色彩显示胰腺强化（黄色）及胰腺周缘渗出（蓝色，B）

由于AP患者胰腺内外血管及邻近脏器血管均会出现缺血性改变，因此胰腺缺血性改变会累及整个胰腺各部分［4］，故在本研究中测取胰腺头部、体部、尾部的碘浓度值并取平均值判断胰腺整体血流状况；同时以胰腺所在层面腹主动脉作为参照，获得同期胰腺的NIC，以排除个体差异对碘浓度的影响。本研究结果显示，AP组的碘浓度与NIC在动脉期及门静脉期均较对照组下降，差异均有统计学意义。AP各组间随着Ranson严重程度的增加，胰腺的碘浓度值及NIC下降趋势明显，有显著差异，其中尤以轻症组与重症组以及中症组与重症组的比较更为显著，提示双能量能谱CT碘物质分析技术能够较好地反映AP患者存在胰腺微循环损伤，且微循环损伤程度越严重，血供减少越明显，碘浓度及NIC越低，患者临床症状越严重；中症组与重症组动脉期NIC比较尽管存在差异，但两组门静脉期NIC差异却无统计学意义，可能与本研究病例数偏少有关。

总之，AP患者微循环损坏程度与AP的临床严重程度关系密切。胰腺的碘浓度及碘浓度比是判断AP严重程度的直观、敏感指标，有助于临床治疗方案的制订及进行预后判断。双能量能谱CT碘物质分析技术能够准确定量胰腺的血流灌注状况，对AP的早期分级具有一定的价值。由于本研究样本数量有限，未能界定不同Ranson分级AP各组间临界碘浓度及NIC比，尚需今后加大样本量进一步研究。

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（本文编辑 冯 婕）

Acute Pancreatitis：A Quantitative Analysis of Iodine with Dual-energy Spectral Computed Tomography

Purpose To investigate the correlation between iodine concentration and clinical severity of acute pancreatitis （AP） through the quantitative evaluation with dualenergy spectral computed tomography （DESCT），so as to find out an effective imaging technology in the evaluation of clinical severity of AP.Materials and Methods Sixty patients with AP confirmed clinically （AP group） and 30 patients with normal pancreas （control group） were retrospectively analyzed.All the patients underwent enhanced CT scan in the spectral imaging mode.Iodine concentration and normalized iodine concentration （NIC） were respectively measured during arterial phase and portal phase in the material-decomposition images by using a spectral imaging viewer （GSI Viewer）.Results Iodine concentration and NIC were significantly higher in the control group than in the AP group （P＜0.05，P＜0.001）.In the AP group，according to Ranson grading，24 patients were in the mild grade，20 patients were moderate，and 16 patients were severe.Iodine concentration and NIC decreased along with the increase of their Ranson grade.There were significant difference in iodine concentration and NIC among the three subgroups （iodine concentration on arterial phase：F=8.776，P＜0.01； iodine concentration on portal phase：F=4.019，P＜0.05； NIC on arterial phase：F=12.700，P＜0.001； NIC on portal phase：F=8.732，P＜0.01）.Iodine concentration and NIC on arterial and portal phases in the mild grade group were both significantly higher than those in the moderate grade group （P＜0.05）； however，iodine concentration on arterial and portal phases，and NIC on arterial phase in the severe grade group were significantly lower than those in the moderate grade group （P＜0.05）.Conclusion DESCT can analyze hemodynamic changes in AP quantitatively，which is of great value in evaluating changes in AP of each grade.

Pancreatitis； Acute disease； Tomography，X-ray computed； Iodine；Hemodynamics； Microcirculation

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.10.006

韦 炜

Department of Radiology，Anhui Provincial Hospital Affiliated to Medical University，Hefei 230001，China

Address Correspondence to：WEI Wei E-mail：weiweill@126.com

国家自然科学基金青年科学基金项目（81501468）；安徽省科技厅公益性技术应用研究联动计划项目（1501ld04028）。

R445.3；R657.5+1

2015-05-24

2015-10-14

中国医学影像学杂志2015年 第23卷10期：742-745

Chinese Journal of Medical Imaging 2015 Volume 23（10）：742-745