腹部疾病影像诊断流程
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第三节 CT

计算机体层摄影术(computed tomography,CT)是腹部疾病诊断和鉴别诊断的重要影像学检查手段。CT常用的检查技术有平扫、增强扫描、血管造影以及灌注成像、能量成像等,并且具有多种后处理功能,可做图像的二维和三维重建,更好地显示腹部病变及解剖结构,对确定腹部病变的部位、大小、范围有较大优势,如果为肿瘤性病变还可了解病变与邻近结构的关系、有无转移、门静脉和腔静脉有无瘤栓等。近年来CT技术发展迅速,双源CT和能量CT的诞生使CT步入了一个新的时代,可以从能量的水平对病变进行成像与分析,克服了以往CT成像的单一参数缺点,推动了临床诊治和科研水平的提升。
一、CT平扫和增强
腹部CT平扫常规采用横断层面,也可做冠状层面扫描。层厚5~10mm,层距5~10mm,层间隔为0,进行无间隙扫描,采用标准算法或软组织算法均可。CT平扫密度分辨率和空间分辨率高,并且后处理功能强大,广泛应用于腹部疾病的检查当中。CT增强扫描需要静脉团注碘对比剂后按照普通平扫的方式扫描,一般流速2~4ml/s,对比剂用量为50~100m l。可以手动或者应用造影剂动态跟踪(smartprep)技术激发增强扫描的过程。如怀疑海绵状血管瘤、肝内胆管细胞型肝癌等疾病可对感兴趣区采用动态增强扫描,观察病变的血供变化,为定性疾病提供血流方面的依据。CT增强扫描可分为常规增强扫描、动态增强扫描和多期增强扫描等方式,目的是增加病灶和周围结构的对比显示和了解病变的血供状况,对病变的检出和定性有重要意义。
二、CT造影检查
CT造影检查分为非血管造影和血管造影,前者在腹部CT检查中应用非常广泛,是指对某一器官先进行非血管造影,再进行CT扫描的检查方法,可以有效地增加图像的对比度,有助于病灶的检出,其中CT小肠造影(CT enterography,CTE)是目前临床应用和研究的热点。CTE即在腹部检查中,口服大剂量对比剂(一般为2.5%等渗甘露醇)以充盈小肠,再进行多层螺旋CT(multislice CT,MSCT)扫描并重建成像的方法(图2-3-1)。与传统的X线小肠气钡双对比造影相比,CTE可以更加直观地显示小肠内外和小肠壁的病变及其浸润范围、与周围结构的关系等,而且CT具有MPR、MIP、VR等多种后处理三维重建功能,在许多小肠病变如小肠克罗恩病、小肠梗阻、出血尤其是模糊的消化道出血以及小肠肿瘤诊断方面的价值得到了研究证实,可以作为X线小肠造影的有力补充,在临床工作中应用已日渐普及。Paparo等发现CTE检出克罗恩病回结肠吻合术后病变的敏感性和特异性分别为95.35%、75%,诊断准确率92.15%,可以对患者术后情况进行良好评价。
图2-3-1 CT小肠造影
口服等渗甘露醇对比剂后行CT小肠造影,冠状位(A)、矢状位(B)重建清晰显示肠管内外及邻近解剖结构
CT血管造影(CT angiography,CTA)是将CT增强和薄层快速扫描技术相融合的一种检查方法。一般采用非离子型碘对比剂,经肘静脉注射,剂量为1~2ml/kg,速率为3~5ml/s,扫描完成后将采集到的数据导入工作站进行三维图像重建。CTA不仅在诊断血管性病变和血管变异的过程中具有重要价值,还可以明确病变与血管、周围解剖结构之间的关系,在腹部肿瘤性病变和外周血管性病变的诊断中发挥着重要作用。与数字减影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)比较,重组CTA图像具有创伤小、收费低、检查简便并且能多角度观察等优点。随着MSCT的发展,可以对原始数据进行任意方位的重组,获得高分辨率的重组图像,极大地提高了CTA的临床应用价值。CTA图像不仅可以对腹主动脉、门静脉及下腔静脉进行精确显像,为腹主动脉瘤等一些血管性病变术前进行准确评估(图2-3-2),而且能够对小血管病变如肠系膜上动脉病变、肾动脉粥样硬化等肾血管性病变、肿瘤对小血管的侵犯程度进行准确显示,极大降低了常规扫描中部分容积效应等所造成的影响,可以早期发现小动脉粥样硬化引起的脏器缺血,并准确评估肿瘤对小血管的浸润程度,在腹部病变的诊断中发挥着重要作用。
图2-3-2 夹层动脉瘤
男,44岁。突发上腹痛半天。A.主动脉CTA显示主动脉管腔内可见真假两腔;B.VR重建可以对病变进行三维立体显示
三、CT灌注成像
CT灌注成像(CT perfusion,CTP)一般采用非离子型碘造影剂,造影剂的用量少于常规增强扫描,注射速率恒定,一般为5~7ml/s,时间间隔一般为3~5s。通过快速动态扫描获得选定层面的时间-密度曲线,能够反映肝脏组织血液灌注量的变化。在工作站经过后处理,得到肝脏血流量(blood flow,BF)、血容量(blood volume,BV)、到达峰值时间(time to peak,TTP)、平均通过时间(mean transit time,MTT)图,来评价肝脏组织和病变组织的血流灌注状态。目前,肝脏CTP主要用于肝脏肿瘤的鉴别诊断、弥漫性肝病如肝硬化术前肝脏功能分级、术后血流灌注情况评估(图2-3-3,见彩图)以及小肝癌的早期诊断等方面。Hayano等通过研究发现,肝脏转移瘤的BF、BV低于肝细胞肝癌,而MTT则高于肝细胞肝癌,且BV是两者鉴别的特征性价值指标。
图2-3-3 正常肝脏及肝硬化肝脏灌注成像
A~C.分别为对照组的肝动脉灌注(hepatic artery perfusion,HAP)、门静脉灌注(portal vein perfusion,PVP)及肝灌注指数(hepatic perfusion index,HPI)灌注图;D~F.分别为肝硬化组的HAP、PVP、HPI灌注图,肝硬化组的HAP、PVP、HPI灌注较正常肝脏明显降低[中国医师杂志,2009,11(5):606-608]
肝脏CTP作为一种功能成像,可以准确地评估肝脏的微循环血流动力学状态,代谢变化的信息,在肝脏功能分级、肝脏肿瘤术前及术后的肝血流评价等方面有着独特的优势。此外,还可以对肝动脉、门静脉进行精确评价,弥补了CTA对门静脉成像的时间等因素把握不足而导致门静脉成像不清晰的缺陷。MSCT的发展,推动了容积成像、动态扫描和功能成像技术的日臻完善,进一步扩展了CT技术在腹部器官扫描中的应用。
四、CT能量成像
CT能量成像的概念由来已久,但受制于扫描条件的限制,沉寂了一段时间。随着双源CT和宝石能谱CT的出现,CT能量成像逐渐成为现实。双源CT采用单次扫描采集两组不同能量数据实现能量成像;能谱CT采用瞬时双kVp技术,模拟物质在单能量X线光源下的成像,有别于传统CT的混合能量成像,通过在原始数据空间的重建可以获得101组单能量图像,还可以获得物质的能谱曲线,对其进行定量观察,克服了单一参数CT值的缺陷,对物质进行能量层面的分析。两种能量成像技术对设备的要求和成像方法不同,但都可以在一定程度上实现物质的分离,在去除伪影,提高图像质量、定量测量物质的成分等方面提供了崭新的工具,具有广阔的应用前景。
1.提高图像质量
能谱CT通过重建出101幅40~140keV单能量图像等同的实现了物质在单色X线源的情况下可能获得的图像。这种单能量图像可以有效去除线束硬化伪影所造成的CT值不准确。利用宝石能谱CT自带的Optimal CNR工具找到最佳单能量点,并得到最佳单能量点所对应的最佳单能量图像。最佳单能量图像可以有效地提高病灶的CNR,有助于病灶及周围解剖细节地显示。对于肝脏而言,有研究发现最佳单能量点为70keV,在此能量点图像的质量最高;也有学者证实低能量区间(40~70keV)成像对一些微小病灶如小肝癌的发现价值更大。
2.碘物质定量分析
人体多数组织都含有水,而临床上最常用的对比剂是碘,因此水和碘作为常用的基物质对可以反映大多数组织的组分,当然这种组成不是真正意义上的化学组分,而是用这两种基物质把所有组织的X线衰减反映出来。王明亮和王乐等人经过研究发现,在碘(水)基物质图像上测得的碘浓度与真实碘浓度明显相关。在碘(水)基图像上含碘成分可以特异性显示(图2-3-4),也可以测得体素内碘的密度,这样就避免了传统CT图像的各种伪影导致的CT值不准确,从而难以分辨病灶中有无真正强化的缺点。
3.能谱曲线
所谓能谱曲线,简单来说就是物质的衰减随X线能量变化的曲线,而物质的衰减可以用CT值来表示,这条曲线可以反映物质的化学组分,由此可对物质的性质进行鉴别。在获取的任一单能量图像上,任意选取一个ROI,其平均能谱曲线都可以在工作站得到。从能谱曲线上可以直观地观察物质的衰减特性,并得到40~140keV时的101个单能量点的平均CT值与标准差。为了便于临床应用,所有测量的能谱曲线均经过了标准化处理(相对于水)。多数物质的标准化能谱曲线呈衰减趋势,即随着能量地逐渐增高CT值逐渐降低,但少数物质,如脂肪,其标准化能谱曲线为上升趋势,即随着能量地逐渐升高物质的CT值也逐渐升高。每一种物质都有其特定的能谱曲线,由此可以推断出不同的能谱曲线代表的不同结构和病理类型(图2-3-5,图2-3-6,见彩图),同样,相似的能谱曲线提示相同或类似的结构和病理类型,可以为不同性质肿瘤和积液的鉴别等临床应用提供新的工具。
图2-3-4 肝癌最佳单能量成像及碘(水)基图像
男,54岁。原发性肝细胞肝癌患者。A.常规混合能量图像,病灶显示欠佳,边缘显示不清;B.最佳单能量图像,病灶细节及边缘显示清晰,优于常规混合能量图像;C.碘(水)基图像,可见到较明显的碘剂沉积
图2-3-5 三种肝脏病灶与正常肝实质能谱曲线对比
图A、B.男,56岁。肝血管瘤。肝小血管瘤(红色)与正常肝实质(蓝色)的能谱曲线对比;图C、D.男,67岁。肝右叶肝癌。小肝癌(绿色)与正常肝实质(蓝色)的能谱曲线对比;图E、F.男,62岁。胃癌肝转移。肝小转移瘤(黄色)与正常肝实质(蓝色)的能谱曲线对比
图2-3-6 三种肝脏病灶在不同keV下的平均衰减曲线
总之,能量成像的出现为CT的临床应用及科研提供了崭新的平台,在腹部疾病的诊断和分析中具有良好的应用前景。随着科研水平的不断提升,CT能量成像的价值将会得到更大的认可和更广泛的应用。

(郭浩 刘晓亮 高波)

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