CT灌注成像及血清学指标在肝纤维化诊断中的研究与无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断方法

摘要：的成都华西华科研究所研究探讨CT灌注成像与血清学指标对兔肝纤维化进行早期诊断的价值。方法釆用四氯化碳法 建立肝纤维化模型，对40只肝纤维化成模兔及10只对照兔行灌注成像，取得不同肝纤维化级别肝灌注参数，包括 肝动脉灌注量（ALP)、门脉灌注量（PVP)、肝动脉灌注指数（HPI)、血流量（BF)、血容量（BV)。检测肝纤维化兔血 清透明质酸（HA)、ni型前胶原（PC〇I)、IV型胶原（IV-C)和层黏连蛋白（LN)值，随后行病检根据肝纤维化诊断评 估标准进行分期分组，分析组间灌注参数值，同时分析灌注参数及血清学指标与肝纤维化程度的相关性。结 果随着肝纤维化分期增加，PVP值呈下降趋势（P <0.05);S0、S1期分别与S2、S3、S4期差异有统计学意义 <0.〇⁵);PVP、HPI与肝纤维化分期存在一定相关性（_r = -0.84, P < 0.05;/* = 0.62, P <0.05)。血清学指标 ^八、？〇|11、1^(：和^^随着肝纤维化程度加重而逐渐升高，^1八、1^-(：与肝纤维化分期关系较为密切（尸<0.05)。 结论双源CT灌注成像与血清学检查对于判断肝纤维化程度各有优缺点，联合应用二者有助于临床对肝纤维化 进行合理评价。

研究表明，肝纤维化经积极有效的治疗，可发生 逆转^[1]，因此对肝纤维化进行血生化检查、影像学检 查以及一些实验室检查等一直是研究的热点。近些 年来，双源CT相对于传统多层螺旋CT的优势在 于采用短时间间隔、大螺距、往复扫描模式实现了全 肝灌注^[2]，为弥漫性肝病血流动力学的评估提供了 可靠的硬件及软件基础。本研究将双源CT灌注成 像应用于兔肝纤维化模型，以病理结果为标准，检测 不同分期肝纤维化肝灌注参数以及血清学指标，探 讨双源CT灌注参数值联合血清学指标在诊断肝纤 维化分期的应用价值。

1材料与方法

1.1实验动物与试剂本研究通过伦理委员会审 核通过。健康新西兰大白兔70只，雌雄不限，体质 量约2.5〜4.5 kg，平均（3.4士l.l)kg，由新疆医科大 学动物实验中心提供。随机分成两组，实验组60 只，对照组10只。四氯化碳（CC1₄天津永晟精细化 工有限公司），橄榄油（托雷斯和利贝雷斯公司），透 明质酸（hyaluronic acid, HA )，层黏连蛋白 (laminin, LN)，瓜型前胶原（type H procollagen， PC m)及IV型胶原（1Y-C)试剂盒购自北京科美东 雅生物技术公司。DFM-96全自动₇计数仪（合肥 众成公司）。

1.2    动物模型与血清制备实验组经腹腔注射

10%CC14橄榄油溶液，对照组注射生理盐水， 0.1 mL/kg，l w2次，共24 W,均给予常规动物饮 食，每隔4 w行双源CT灌注扫描。实验前禁食水 8 h左右，去除耳朵及腹部体毛，经耳缘静脉留置套 管针，采血5 mL，4 000 r/min离心10 min,静置留 取血清，一 80^SC冰箱保存备用。给予3%戊巴比妥 钠进行麻醉。待瞳孔反射变浅、肌张力明显下降时， 将兔子以俯卧位固定于扫描床，给予腹部加压带包 扎控制呼吸，然后进行扫描。扫描结束后6 h，耳源 静脉给药至深度麻醉，开腹取肝脏进行病理检查。

1.3    CT灌注扫描采用双源CT(Somatom Defi­nition Flash ， Forcheim ， Germany ) 及 双筒高 压注射 器，按2 mL/kg的比率、0.4 mL/s的流率团注碘普 罗胺（370 mg/mL)，以同样流率追加等量生理盐水。 采用新双源全肝灌注模式扫描，扫描30个动态，每个 动态1.5 s，共45 s。管电压80 kV，管电流70 mAs，准 直宽度分别为32 mm、1.2 mm，层厚3 mm。

1.4肝纤维化病理学分期取材层面应尽量与图 像上的ROI选取层面相一致，分别行HE及 Masson染色，然后进行分期。肝纤维化分期标准 参照2002年肝纤维化诊断评估标准^[3] :0期：无纤 维化；1期：汇管区纤维化扩大，局限于窦周和小叶

内纤维化；2期：汇管区周围纤维化，纤维间隔形成， 小叶结构保留；3期：纤维间隔伴小叶结构紊乱，无 肝硬化;4期：早期肝硬化。

1.5血清学指标检测由一 8CTC冰箱取出，按照北 京科美东雅生物技术公司所提供试剂盒操作步骤， 均采用放射免疫法，检测HA、PCDI、]Y-C和LN 值。采用DFM-96全自动₇计数，进行统计学分析。 1.6统计学处理采用SPSS 20.0统计软件包对 透明质酸、m型前胶原、IV型胶原和层黏连蛋白值进 行统计学处理，计量资料以均数士标准差 的形式录入数据库。对不同程度肝纤维化组间的 CT灌注参数值的比较运用单因素方差分析。灌注 参数值及血清学指标与肝纤维化严重程度采用 Spearman等级相关进行分析，P <0.05为差异有 统计学意义。

2 结果

2.1造模情况实验组兔60只，死亡14只，死亡 率为23.3%。死亡原因有肝损伤、腹腔出血、腹泻 等。造模兔符合灌注软件分析要求的共40只。对 照组兔10只全部存活并完成检查。

2.2病理检测结果实验组兔肝脏质地不均，表面 呈不小不等颗粒状改变；HE染色可见纤维间隔包 绕正常肝组织形成假小叶（图1 a);Ma_SS〇n染色可 见蓝色胶原纤维沉积（图lb)。病理分期：1期为11 只，2期为12只，3期为9只，4期为8只。对照组： 肝脏表面光滑，正常肝小叶结构存在，肝细胞排列整 齐，全部纳人0期。

2.3灌注及血清学检查结果将所得灌注图像传

送至Syngo Volume perfusion CT体部灌注软件进 行分析，通过软件后处理生成相对应的时间密度曲 线（图2)，然后通过色阶赋值生成相应的灌注伪彩 图。避开大血管及胆道，分别在肝左叶、右叶图像上 共选取6个感兴趣区，计算获得ALP、PVP、HPI、 BF、BV的平均值（图3)。

随着肝纤维化分期的增加，PVP值呈下降趋势 (P <0.05),HPI 值呈上升趋势（P <0.05)，ALP 先轻度下降后然后上升（P >〇.〇5)(表1)。PVP S2、S3、S4分别低于S0、S1期，差异有统计学意义 (P <0.05)。PVP与肝纤维化的严重程度呈负相 关O = — 0.84, P =0.013)，HPI与肝纤维化的严 重程度呈正相关（r=0.62，P=0.021)。BF、BV、 ALP与肝纤维化严重程度无相关性（P值均> 0.05)。HA、PCDI、IV-C和LN均逐渐增随着肝纤 维化程度加重而升高（表2)，血清学指标HA、IV-C 与肝纤维化程度关系较为密切=0.75，

小叶（HEX100)       成假小叶（MassonXIOO)        部组织（黄色）时间密度曲线

图1实验组病理结果

者充分利用其优势来互补.是研究中热点。肝纤维 化是当炎症刺激或者其他因素导致细胞水肿、坏死 时，细胞外基质异常增多或者过度沉积的一个可逆 转的病理过程，主要表现为肝内纤维结缔组织增生。 其随着病程加重可进展为肝硬化。随着病程的演 变，病理改变主要表现为细胞水肿进而坏死、广泛纤 维间隔形成以及肝细胞结节样增生。这些病理变化 在早期通过形态学往往难以发现，但有研究表明，肝 小叶结构的血液循环途径已经逐步发生变化。因 此•通过CT灌注寻找出早期能够反映血流动力学 变化的特征性指标是值得探讨的。

常规螺旋CT灌注成像在注入对比剂的同时对 选定的层面进行连续f丨描，以获取该层面内每一像 素的密度随时间变化的曲线，并通过不同的数学模 型计算出血流灌注参数，从而对组织的血流动力学

注：与 SO 比较，’P <0.05;与 S1 比较，.'.f <0.05。

图3多平面重建选取感兴趣区并得到相应灌注值

3讨论

目前，诊断肝纤维化的金标准为肝穿刺活检，其 为有创检查，不便动态的随访及复查，不易为患者所 接受^M。部分学者主要集中在探讨影像学或血清学 指标在早期诊断肝纤维化中的应用，如何能够将二

小叶（HEX100)       成假小叶（MassonXIOO)        部组织（黄色）时间密度曲线

者充分利用其优势来互补.是研究中热点。肝纤维 化是当炎症刺激或者其他因素导致细胞水肿、坏死 时，细胞外基质异常增多或者过度沉积的一个可逆 转的病理过程，主要表现为肝内纤维结缔组织增生。 其随着病程加重可进展为肝硬化。随着病程的演 变，病理改变主要表现为细胞水肿进而坏死、广泛纤 维间隔形成以及肝细胞结节样增生。这些病理变化 在早期通过形态学往往难以发现，但有研究表明，肝 小叶结构的血液循环途径已经逐步发生变化。因 此•通过CT灌注寻找出早期能够反映血流动力学 变化的特征性指标是值得探讨的。

常规螺旋CT灌注成像在注入对比剂的同时对 选定的层面进行连续f丨描，以获取该层面内每一像 素的密度随时间变化的曲线，并通过不同的数学模 型计算出血流灌注参数，从而对组织的血流动力学

注：与 SO 比较，’P <0.05;与 S1 比较，.'.f <0.05。

图3多平面重建选取感兴趣区并得到相应灌注值

3讨论

目前，诊断肝纤维化的金标准为肝穿刺活检，其 为有创检查，不便动态的随访及复查，不易为患者所 接受^M。部分学者主要集中在探讨影像学或血清学 指标在早期诊断肝纤维化中的应用，如何能够将二

聂聪科，等：CT灌注成像及血清学指标在肝纤维化诊断中的研究

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的变化做出评价。由于受限于探测器的宽度，只能 局限于对选定的层面进行评估。而双源CT的4D 扫描覆盖范围达48 cm，实现了全脏器容积灌注。 通过调整采集时间窗，4D螺旋技术可以减低辐射剂 量，同时可以获得最好的时间分辨率。本研究采用 的数学模型是适于对器官组织进行灌注测量的最大 斜率法，其优点是不需要静脉时间密度曲线的计算， 扫描时间相对短，检查流程快。同时后处理软件可 实现系统运动伪影校正，同时应用4D降噪技术保 证图像拥有更好的信噪比，能够更直观对图像进行 分析以便能够更准确地反映血流动力学的变化。

本实验结果显示PVP随着肝纤维化严重程度 的升高，呈现出下降趋势，且差异具有统计学意义。 考虑是由于微循环及结构因素的共同影响，早期微 循环发生障碍导致肝细胞缺血肿胀压迫门脉，导致 门脉灌注量下降^[5]。随着小叶纤维间隔出现（S1 期）逐渐加重至最终假小叶形成（S4期），肝内微循 环发生显著的变化，加之门脉血管扭曲、变形，血流 灌注阻力明显加大，进而明显减少肝内血管床面积。 从组织学方面来说，门脉相对于肝动脉来说，管壁平 滑肌纤薄，因此受挤压影响相对较重^[6]。这些因素 共同作用均导致门脉灌注下降，且随着疾病严重程 度加重表现的更为明显。从SO到S4期，ALP表现 为先减低后逐渐升高，这与章雅琴等^[7]的研究结果 存在着差异，但各组间差异无统计学意义。考虑早 期ALP减低是由于局部血流微循环成分发生改变， 血液粘度增加，血供减弱，引起肝细胞缺血、坏死，继 而刺激肝间质纤维增生，压迫肝血窦导致肝动脉灌 注减低。后期灌注量升高考虑是由于PVP持续下 降，为了维持总肝灌注量，肝脏发挥内源性调控作 用，所以肝动脉灌注量呈现出上升趋势，即便在统计 学上各组间无明显差异。而HPI之所以逐级升高， 尤其是在后期肝动脉的血流灌注量权重比增大时， 这与肝脏自身调节功能是存在关系的，因此在评价 HPI时，要考虑到HPI是一个相对值，受门脉及动 脉供血的双重影响^[8]。另外，本研究中BF、BV与 肝纤维化分期无相关性，与一些学者所报道的BF、 BV随着肝纤维化的严重程度加重而减小的结果不 一致，推测其原因可能是全肝各段灌注情况存 在差异，本研究实行的是全肝灌注扫描相比选定的 层面进行扫描所得到的数据更为准确。

血清学指标HA、PCIE、IV-C和LN随着肝纤 维化的加重，表现为逐步升高，且以HA、IV-C与肝 纤维化程度相关性为著。纤维化时，细胞外基质明显增加，而血清学指标均属于细胞外基质成分，因此 血清学指标能够充分地反映肝纤维化程度。HA提 示肝窦毛细血管化，主要反映内皮细胞功能。本研 究发现HA在S0、S1、S2期与S3、S4期中差异有统 计学意义，与文献报道的一致，对重度肝纤维化有较 大的价值。IV-C与持续沉积的LN是基底膜的主 要成分，导致肝窦毛细血管化。有研究表明，LN与 门静脉高压程度呈正相关^[11]。本研究中IV-C除了 S0、S1期差异无统计学意义外，其余各期都有差异， 表明IV-C能够很好地反映肝纤维化的活动进程。

总之，双源灌注成像可以得到反映肝纤维化血 流灌注情况的定量参数，从血管微循环的水平评估 组织代谢情况，是一种非侵人性的评价方法，安全、 可靠，将肝灌注的血流动力学指标与血清学的指标 相结合，对临床诊断肝纤维化、动态随访及监测预后 有着良好的应用前景。

成都华西华科研究所研发生产无创肝纤维化肝硬化早期检测诊断仪

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