CT灌注成像(CT perfusion imaging，CTPI)在肝脏方面的应用主要是探讨其在肝硬化、肝细胞癌和肝脏转移性肿瘤等疾病的检测及治疗前后的评估，对肝脏疾病的诊断具有重要的价值^[1-2]。为了获得高质量的肝脏灌注图像，通常采用一方面提高对比剂浓度来提高血管腔的对比度，另一方面提高X射线能量来实现。但高浓度高剂量碘对比剂会对患者的血液系统及肾脏造成较大伤害，此外肝脏是个辐射敏感器官，由于CT灌注成像需要多次同部位重复扫描，其辐射剂量约为普通腹部CT检查的6.7倍^[3]，限制了其在临床中应用。因此，如何在获得满意的肝脏CT灌注图像同时，尽可能降低辐射剂量和对比剂摄入成为了研究的热点^[2-3]。近年来提出的“双低”成像技术逐步受到重视，对冠状动脉、头颈部、肺动脉等CT血管造影(CTA)成像研究的报道较多^[4-5]，但是“双低”技术在体部脏器灌注中的运用报道较少。

本研究的目的是利用等渗低浓度对比剂与第3代适应性迭代降噪技术(AIDR-3D)重建技术，采用低管电压(80 kV)对正常兔行CT肝灌注扫描，探讨其可行性，以期为临床应用提供可靠的实验依据。

1.材料：健康新西兰大白兔15只，由宁波大学医学院实验动物中心提供，动物生产许可证号：SYXK (浙)2013-0191，体重2.0~2.6 kg，平均2.3 kg。采用自身对照，第1次扫描作为常规组，第2次扫描作为双低组。为了避免肠道内高密度伪影影响图像，每次检查前1 d给实验兔喂饲新鲜青饲料，在检查前的6 h停止进食及进水。

2.扫描前准备及扫描方案：扫描前用浓度为3%的戊巴比妥钠、7号头皮针经兔耳缘静脉麻醉，注射剂量为1 ml/kg。扫描前，将实验兔用自制固定绑定于扫描床，取仰卧位。然后用加压腹带适度固定腹部，以减少呼吸运动及移动伪影。采用日本Toshiba Aquilion one 320排容积CT扫描仪，采用容积扫描模式，准直器宽度80 mm，FOV 150 mm×150 mm。每只兔扫描两次，第1次扫描作为常规组，采用100 kV、100 mAs扫描，对比剂为碘普罗胺注射液(370 mg I/ml，德国拜耳医药保健有限公司)，采用传统滤过反投影法(FBP)重建图像；第2次扫描作为双低组，两次扫描间隔24 h，采用80 kV、100 mAs扫描，对比剂为碘克沙醇(270 mg I/ml，美国GE电气药业公司)，并采用自适应性迭代低剂量(AIDR-3D standard)重建算法重建。图像层厚和层间隔0.5 mm。采用双筒高压注射器经兔耳缘静脉留置针以1.5 ml/s的流率注入对比剂，剂量为1.5 ml/kg，然后注射相同速率的生理盐水10 ml冲洗。CTP扫描方案包括3个序列：第1序列于对比剂注入后2 s开始，扫描11圈，每圈间隔2 s；第2序列扫描7圈，每圈间隔3 s；第3序列扫描5圈，每圈间隔5 s。共采集23圈容积数据，采集时间总长74.5 s。

3.图像后处理及质量评价

(1) 图像后处理：将每次灌注检查的图像经呼吸移动矫正后分别导入Aquilion one Displaying Monitor(日本东芝公司)进行后处理，通过肝脏CT灌注软件进行图像后处理与灌注参数的测量。组织阈值据软件推荐设置为0~120 HU，ROI面积为50 mm²。ROI放置位置：输入动脉选择肝门层面水平的腹主动脉；门静脉的位置选择在门静脉主干最宽处，肝实质选择Ⅳ段，脾脏选择脾实质中心^[6]。由系统自带的肝脏灌注软件自动生成时间-密度曲线(TDC)，分别获得以下灌注参数三维伪彩灌注图，分别包括以下参数：肝动脉灌注量(hepatic artery perfusion，HAP)、门静脉灌注量(portal vein perfusion，PVP)、肝动脉灌注指数(hepatic perfusion index，HPI)。并计算出全肝灌注量(total liver perfusion, TLP)=HAP+PVP。

(2) 图像质量主观评价：由两名不知扫描条件的腹部组放射医师在工作站上对灌注伪彩图像独立进行图像质量主观评分。图像质量评分采用5分法^[7]，5分图像质量为优；4分图像质量为良；3分图像质量为一般；2分图像质量为较差；1分图像质量为很差。评分为3分及以上可以认为用作诊断。

(3) 图像质量客观评价：腹主动脉TDC峰值时在原始轴面图像上进行图像客观指标的测量，测量时固定窗宽800 HU，窗位100 HU。分别测量肝门层面水平腹主动脉以及竖脊肌的CT值和标准差(SD)，ROI约50 mm²。测量时尽量避开大血管和硬化伪影明显的区域，所有数据均在相邻的断面上测量3次，取其平均值。用公式计算出图像的信噪比(SNR)=腹主动脉管腔平均CT值/管腔CT值的SD，对比噪声比(CNR)=(管腔平均CT值-竖脊肌组织平均CT值)/竖脊肌组织CT值的SD。图像优良指数(FOM)=CNR²/E。

4.辐射剂量及总碘量评价：记录自动记录的容积剂量长度乘积(dose length product，DLP)评价辐射剂量。E=DLP×k，k为腹部转换系数，取0.015 mSv ·mGy^-1 ·cm^-1。计算碘摄入量(包括总碘量及碘注入率)，计算公式：总碘量(g)=对比剂浓度(mg/m1)×对比剂的使用量(m1)/1 000。

5.统计学处理：计数资料均用x±s表示，采用SPSS 19.0软件进行分析。经正态性检验，数据符合正态分布，应用配对t检验，比较两组的灌注参数(HAP、PVP、HPI、TLP)、图像质量(CNR、SNR)、有效剂量E、碘摄入量等；两组间主观图像质量评分的差异采用非参数Mann-Whitney U秩和检验。两名医师诊断的一致性评价，采用Kappa检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.两组灌注参数的比较：两组兔肝CT灌注图像经后处理得出的图像质量均显示满意。所测算得HAP、PVP、HPI及TLP差异无统计学意义(P>0.05, 表 1)。

表 1(Table 1)

表 1 两组兔肝CT灌注参数的比较(x±s) Table 1 The difference of CT perfusion parameters between two groups(x±s) 组别 只数 HAP(ml·100 g-1·min-1) PVP(ml·100 g-1·min-1) HPI TLP(ml·100 g-1·min-1) 常规组 15 33.63±2.01 95.85±3.28 0.26±0.02 129.47±0.78 双低组 15 33.76±1.85 94.90±2.47 0.26±0.01 128.67±0.91 t值 0.47 0.88 -0.76 0.73 P值 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 注：HAP.肝动脉灌注量；PVP.门静脉灌注量；HPI.肝动脉灌注指数；TLP.全肝灌注量

表 1 两组兔肝CT灌注参数的比较(x±s) Table 1 The difference of CT perfusion parameters between two groups(x±s)

2.两组灌注图像质量的主观和客观参数比较：常规组及双低组图像质量主观评分分别为(4.0±0.76)、(4.3±0.62) 分，所有图像均达到诊断要求，两组结果差异无统计学意义(P>0.05)，两名观察者之间的一致性良好(Kappa=0.81，P < 0.05)。腹主动脉管腔平均CT值均>250 HU，两组管腔内CT值差异无统计学意义(P>0.05)。两组图像的SNR、CNR差异均无统计学意义(P>0.05)。与常规组相比，双低组FOM明显增高(t=5.69，P < 0.05，表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 两组灌注图像质量的客观参数比较(x±s) Table 2 The difference of image quality parameters between two groups(x±s) 组别 只数 腹主动脉CT值(HU) SNR CNR FOM 常规组 15 294.66±24.64 22.33±1.61 30.10 193.86±86.33 双低组 15 305.74±38.43 21.30±1.28 28.98 334.35±175.02 t值 1.24 -1.56 -2.03 5.69 P值 >0.05 >0.05 >0.05 < 0.05  注：SNR.信噪比；CNR对比信噪比；FOM.图像优良指数

表 2 两组灌注图像质量的客观参数比较(x±s) Table 2 The difference of image quality parameters between two groups(x±s)

3.辐射剂量及碘摄入量的比较：双低组的有效剂量E为19.85 mSv，比常规组的32.43 mSv降低38.79%。两组所有对比剂量一致，但双低组接受的总碘量为0.97 g，比常规组1.32 g的低27.03%。

本研究中，应用低浓度等渗对比剂结合AIDR-3D算法进行低剂量兔肝CT灌注成像时，可以明显减低辐射剂量和碘摄入量，同时不影响肝灌注参数及图像质量。有研究对比了几种不同浓度对比剂的成像效果，发现当在对比剂总量和流率相同时，高浓度组的强化效果比低浓度组的强，这可能会降低图像质量和诊断的准确性^[8]。当然，通过使用高浓度的对比剂和增加对比剂的流率可以提高血管的强化程度，但同时增加对比剂注射的流率会明显增大外渗的危险，而使用高浓度对比剂，也会加大对比剂外渗的风险。所以，临床中运用低浓度等渗对比剂，在降低患者的肾脏碘负荷的同时，对比剂外渗风险也随之减低。当然目标血管的强化程度也会随之下降，而低kV扫描技术的应用恰好可以弥补这一不足之处。

对于低kV扫描，射线光子平均能量更接近碘的k缘、康普顿散射降低，CT值增加，辐射剂量降低^[9-10]，这为低浓度对比剂的使用提供了依据。本研究中，由于采用了相同的对比剂剂量和注射时间，尽管双低组的总碘量减少了27.03%，但低kV扫描后，两组腹主动脉管腔平均CT值均>250 HU，达到了诊断的要求，并且两组肝灌注血管管腔内CT值差异无统计学意义。本研究的结果进一步证实了低kV技术扫描可以提升血管CT值。低kV技术不可避免地会带来图像噪声和伪影的增高，从而使图像质量降低。造成这一结果的原因是因为随着X射线光子能量的降低，对kV值高敏感的硬线束伪影也随之增加了。低kV技术由于这一限制因素而难以发挥其优势，并且无法在临床得以广泛运用和推广。与传统的FBP算法相比，AIDR-3D迭代重建算法是一种全新的图像重建技术，这一技术可以明显提高图像重建的速度，而且可以减少图像中存在的“蜡像样”伪影，使图像的噪声明显降低，最终会使SNR和CNR提高^{[9, 11-12]}。这为低管电压技术在肝灌注中的应用提供了有力保证。有研究对比了不同迭代强度的图像质量，发现随着迭代强度的增高，图像噪声随之越低，但是所得的图像会产生一种明显的“模糊”效应，这会影响病变的诊断，而在较低的迭代强度降噪中这种现象并不明显，因此临床应用中一般推荐使用中等强度迭代值进行迭代重建^[9]，既可以降低图像中的噪声，又避免了严重的“模糊效应”。因此，本研究采用Standard AIDR值进行迭代重建，即迭代权重为50%，以达到提高图像质量和降低图像噪声的目的。本研究中对双低组使用80 kV管电压结合AIDR 3D重建算法，获得了常规100 kV扫描序列结合FBP重建算法相似的图像噪声、SNR、CNR，另外两组间图像质量主观评分差异无统计学意义，与其他研究结果一致^[13]，并且本研究双低组E值(19.85 mSv)较常规组(32.43 mSv)降低约38.79%，与Zhang等^[14]报道低剂量肝灌注在兔肝VX2肿瘤中的应用所得的有效辐射剂量稍低，这可能是本研究运用了80 mm容积扫描和改进了扫描序列有关。

SNR是评价图像质量的另一个重要指标，SNR量值可用给定区域的CT值与其标准差的比值表示。对于灌注图像而言，SNR越高，动脉与其他组织密度差越大，小血管显示越清晰，即意味着灌注质量越高。本实验结果显示，两组扫描方案兔腹主动脉SNR、CNR组间差异无统计学意义，提示低浓度低剂量碘对比剂结合低kV及迭代算法重建不会影响兔肝CT灌注图像的SNR。进一步说明，低kV低浓度低剂量碘对比剂对兔肝CT灌注图像质量无明显影响。近年来，为了标准化比较不同辐射剂量对图像质量的影响，提出了FOM概念，即将图像对比度、噪声和辐射剂量因素进行综合考量，FOM数值越高，表示CT图像的优良指数越高^[10]。与常规组相比，双低组肝灌注图像CNR值无明显下降，但由于E值下降幅度大，最终使得双低组FOM值增大。

本研究中，首先采用全肝灌注动态容积扫描，扫描过程中不移动床位，扫描一圈覆盖的范围是160 mm，其较高z轴时间分辨力达到了容积扫描及各向同性。本研究采用80 mm准直器宽度，足以覆盖兔全肝。后处理采用Registration自动对位，有效地降低图像的运动伪影和所受的辐射剂量。因而，全肝灌注模式具有不可替代的优点：能够实现全脏器整体的大范围灌注成像，有利于灵活选择合适的层面设置ROI，使获得的灌注参数更准确、更全面，扩大了临床应用范围^[15]。其次，本组实验设计采用动物的自身对照，而在人体身上无法实现自身对照，故这是动物实验的优势所在。最后本次试验进行了两次肝CT灌注扫描，时间间隔了24 h，这样就使得对比剂排出体外，避免了残留对比剂对肝脏灌注结果的干扰，从而使得实验数据更为准确。

本研究也存在不足之处，首先兔肝脏模型较小，所得灌注成像伪影较大，并与人体肝脏生理学和组织学特点存在一定的差异性，此外此研究没有研究病理状态下双低剂量CT灌注成像。其次本此实验样本量较小，需要进一步大样本证实。实际临床工作降低CT辐射剂量和对比剂剂量是一个多因素复杂的系统工程，需要不断的深入研究及实践才可能获得合理的方案。今后将进行加大样本量及进行疾病模型和临床实践研究。

综上所述，应用低浓度等渗对比剂结合AIDR-3D算法进行低剂量兔肝CT灌注成像时，可以明显减低辐射剂量和碘摄入量，同时不影响肝灌注参数及图像质量。