64层螺旋CT下肢动脉血管造影:月国动脉监测触发对图像质量的影响

周淑琴 彭振鹏 周旭辉 严超贵 高 樱 林少春 李树荣

下肢动脉多层螺旋CT血管成像(CT angiography,CTA)对于外周动脉阻塞性疾病(peripheral arterial occlusive disease,PAOD)是一种准确无创的管理手段[1-3]。64层螺旋CT能在短时间(约10s)一次完成下肢动脉的薄层采集,但由于不同患者血管病变程度及血流动力学存在差异,可能出现因采集速度快于对比剂流速而导致的下肢动脉远端显影不佳而影响诊断[4]。国内的一组研究[5]分别设置腹主动脉下段和月国动脉为监测层面触发扫描,结果表明设置月国动脉为监测层面并选择合理的螺距能改善下肢动脉远端的显影。

本研究旨在进一步探讨设置月国动脉作为智能触发监测点对下肢动脉多层螺旋CT血管成像图像质量的影响。

方 法

1.研究对象

本研究获得医院伦理委员批准,所有患者均知情同意。2010年6月～2010年11月对临床拟诊PAOD或术前需要进行血管评价的62例患者行下肢动脉CTA检查,其中男48例,女14例,中位年龄65(19～85)岁。

患者的排除标准为:有碘对比剂过敏史,血清肌酐水平增高(＞1.5mg/dl)。

2.资料采集

采用Toshiba Aquilion 64层螺旋CT机,患者取仰卧位,监测触发层面定为双侧月国动脉水平层面。使用双筒高压注射器经肘正中静脉先以4.0m l/s注入非离子型碘对比剂(ultravist370mg/ml)100m l,随即以相同流率追加40m l生理盐水。启动对比剂智能跟踪Sure-Start技术,于开始注射对比剂后20s对监测层面进行连续动态扫描,待观察到任意一侧月国动脉出现强化时即启动扫描。增强扫描参数:管电压采用100kVp或120kVp,两种管电压均配合管电流调制技术 (预设噪声指数10Hu,管电流限值 50～400mA),球管旋转速度500m s/rot,准直64×0.5mm,螺距因子 0.828,CFOV 400mm。扫描为头足向,范围覆盖腹主动脉下段至足底。

3.图像重建和后处理

以层厚1.0mm、间隔0.8mm、卷积核FC 11重建图像,将所获得图像数据传至工作站 (Vital,Vitrea 2,V 3.9)。采用VR、MIP等后处理技术分析图像质量(图1)。VR观察图像的窗设置为窗宽250Hu,窗位300Hu;MIP观察图像的窗设置为窗宽600Hu,窗位400Hu。

4.图像评价和分析

按照文献提供的分析方法[6]将下肢动脉分为三部分(含 27个节段):主-髂部(腹主动脉、双侧髂总动脉及双侧髂内外动脉)、股-月国部(双侧股总动脉、双侧股浅、双侧股深动脉及双侧月国动脉)和膝下部(双侧胫前动脉、双侧胫腓干、双侧胫后动脉、双侧腓动脉、双侧足背和双侧足底动脉)。

患者下肢动脉三部分的主观图像质量评价由2名在血管影像诊断方面有经验的放射科医师采用盲法独立完成,在后处理工作站上分别以VR和MIP技术来评价图像质量,并进行观察者间一致性分析。最后结果以取得一致意见为准。

图像质量评分标准:1级(差):血管观察不清,无法诊断;2级(中等):血管对比不佳,小血管、边缘分支及侧支血管观察受影响或血管壁明显毛糙,但仍可诊断;3级(良好):血管清晰,对比良好,血管壁轻度毛糙但不影响诊断;4级(优异):血管清晰,对比好,血管壁光滑。每例患者的总体图像质量定义为三段血管中图像质量评分的最低值。

下肢动脉3部分血管CT值的测量和分析:取三部分所属27段动脉中点位置测量其CT值。腹主动脉至月国动脉水平各段用感兴趣区法,感兴趣区位于血管腔内并尽可能大,同时避免容积效应的影响;胫前动脉以下血管节段采用点测量法。分别计算三部分血管CT值(所辖各节段血管CT值的平均值)并进行方差分析。

记录每例患者下肢动脉节段的显示数目和出现下肢静脉远端显影的患者例数。

5.统计学分析

定量资料的描述用均数±标准差表示,分类资料用频数或百分率来描述。图像质量的一致性检验采用Kappa分析(κ≤0.4时一致性较差,0.4＜κ≤0.6时一致性中等,0.6＜κ≤0.8时一致性较好,κ＞0.8时一致性极好)。

三大部分血管间CT值的比较采用样本均数的方差分析,采用SPSS version13.0作为统计分析软件,P＜0.05作为检验水准。

结 果

1例患者因双侧月国动脉均闭塞且无侧支血管显影而无法触发。61例患者成功实施检查,无1例出现并发症。

1.主观图像质量评价

61例患者中VR总体图像质量优秀、良好、中等和差分别为33例 (54.1%)、23例 (37.7%)、4例(6.6%)和1例 (1.6%),优良率为56例(91.8%);MIP总体图像质量优秀、良好、中等和差分别为41例(67.2%)、17例(27.9%)、2例(3.3%)和 1例(1.6%),优良率为58例(95.1%)。两名观察者对图像质量总体评价具有较高的一致性 (VR:kappa=0.719,P＜0.05;MIP:kappa=0.678,P＜0.05)(图 1)。

图1 右下肢浅静脉曲张。去骨VR图像(A)和MIP图像(B)清晰显示双侧下肢动脉未见异常狭窄及扩张。图2 三段血管强化程度比较。主-髂部和股-月国部强化程度接近,且均高于膝下部。

图3 女性,77岁。双下肢疼痛、乏力1周余。去骨VR图像(A)和MIP图像(B)整体显示双侧下肢动脉、双侧髂总动脉管壁见散在钙化斑,余动脉未见异常狭窄及扩张,双侧胫前动脉、腓动脉及胫后动脉下段,双侧足背、足底动脉均未见显影。

图4 男性,65岁。双下肢动脉硬化闭塞症左股浅动脉置管溶栓后复查。去骨VR图像(A)和MIP图像(B)清晰显示双侧下肢动脉全程;局部放大并调节视窗后图像(C)显示左胫前动脉多发节段重度狭窄-闭塞,右侧胫前动脉及足背动脉闭塞,左小腿远端静脉提前显影。

2.血管CT值的测量和分析的分析

主-髂部、股-月国部及膝下部血管平均CT值分别为(536.42±99.68)Hu(352.43～ 742.71Hu)、(541.72±119.05)Hu(338.38～800.75)Hu和(421.29±97.15)Hu(264.58～739.00Hu),方差分析显示3段间平均CT值有统计学差异(F=25.25,P=0.00),主-髂部和股-月国部强化程度接近且均高于膝下部(图2)。

3.下肢动脉节段的显示数目和出现下肢静脉远端显影的患者例数

61例患者共评价血管1549段 (排除了98段血管:93段闭塞、5段解剖缺如);在4例患者中有18段动脉未显影,其中1例患者小腿中段以下共10个血管节段未显影,1例患者双侧足背和足底动脉未显影(图3),另2例患者均有一侧足背和足底动脉未显影。血管节段显示率为98.9%(1531/1549)。22.9%(14/61)的患者出现下肢远端静脉显影(图4)。

讨 论

数字减影血管造影术 (digital subtraction angiography,DSA)一直被认为是诊断PAOD的参考标准,但有创、价格昂贵和有导致并发症的潜在危险而使其应用受限[3]。近年来多层螺旋CT下肢动脉成像在临床上得到广泛应用,并成为管理PAOD患者的有效无创手段[1-3]。

能否在血管强化峰值的平台期内完成靶血管的扫描是CTA成败的关键环节,由于靶血管内对比剂到达峰值的时间受心功能状况、体重、血管病变程度、对比剂注射流率等多种因素的影响,造成个体间靶血管强化峰值时间有极大差异[4]。下肢动脉CTA扫描范围大,选择合适的延迟时间尤为复杂和困难。若延迟时间过短,则有可能因螺旋CT扫描速度快于对比剂在下肢动脉内的流速,造成肢体远端血管显影欠佳,这一点在扫描速度较快的64层螺旋CT上显得较为重要,尤其是选择腹主动脉下段作为监测触发层面时[5]。反之,则不但会错过动脉强化峰值期,而且易导致下肢静脉污染而影响图像质量[1,7]。有作者认为下肢动脉CTA检查时设置月国动脉为监测触发点并选择合理的螺距能获得满意的图像质量[7],本组研究中选择月国动脉作为监测触发层面,成功触发的61例患者中VR和MIP总体图像质量优良率分别为91.8%和95.1%,进一步表明采用月国动脉作为监测触发层面进行多层螺旋CT下肢动脉成像是可行的。

Fleisch mann等[4]的研究表明移床速度≤30mm/s时扫描速度快于对比剂流速的概率为零,当移床速度≥64mm/s时则扫描速度快于对比剂流速的概率为42%。本组研究中扫描时移床速度为53mm/s,结果显示有1例患者小腿中段以下共10个血管节段未显影,1例患者双侧足背和足底动脉未显影,考虑原因主要与移床速度过快导致扫描速度高于对比剂流速所致。谢伟等[5]推荐遇到这种情况可立即追加第2次扫描,范围从足底到膝关节,以获取下肢动脉远端诊断信息。PAOD患者腹主动脉至下肢远端动脉分支的循环时间在个体之间和同一患者双侧肢体之间均存在很大差异[4,8],本组中2例患者出现一侧足背和足底动脉未显影而对侧血管显影良好,考虑与此因素有关。

单层螺旋CT进行下肢动脉CTA检查时,由于探测器覆盖范围小和移床速度慢,扫描时间较长,容易出现下肢静脉显影而影响诊断[9,10]。多层螺旋CT扫描速度得到了极大的提高,64层螺旋CT能在10s左右完成下肢动脉CTA的采集,但国外学者的研究发现,选择月国动脉层面进行小剂量团注实验来确定延迟时间仍难以避免静脉显影对图像质量的影响[8],本组研究将月国动脉作为监测触发点,结合对比剂智能跟踪Sure-Start技术来触发扫描,有22.9%(14/61)的患者出现静脉显影。基于此研究结果,作者认为设定月国动脉作为监测触发点时,启动扫描时需要较长的转换时间(从监测层面到扫描起始层面),从而导致延迟时间延长是造成静脉显影的原因之一。

鉴于PAOD患者腹主动脉至下肢远端动脉分支的循环时间在个体之间的极大差异,有必要根据患者的循环时间设置个体化的延迟时间以保证获得良好的图像质量[11]。Laswed等[12]的一组研究中,分别在腹主动脉和双侧月国动脉进行3次小剂量团注实验测定各兴趣区的循环时间来设置个体化的延迟时间,结果表明该种方法是保证下肢动脉远端获得良好图像和避免静脉污染的有效手段。

CT血管成像时尽量使靶血管获得均一的强化效果对保证诊断质量有重要意义,早期螺旋CT进行血管成像(如腹主动脉)时,由于扫描时间较长,往往需要通过增加对比剂的注射量和注射时间来获得长时间的峰值充盈平台期[13]。多层螺旋CT扫描时间较以往大为缩短,对比剂用量和注射时间也明显减少,相应地,血管强化的峰值充盈平台期也明显缩短,如何选择合理的延迟时间和合理的对比剂注射方案以保证扫描时最优的血管强化效果在进行大范围CTA扫描时尤为重要。本研究中主-髂部、股-月国部及膝下部间平均CT值存在统计学差异,主-髂部和股-月国部强化程度接近且均高于膝下部,表明本研究所采用的扫描和对比剂注射方案在保证下肢动脉CTA血管强化的均一度方面仍显不足,而Laswed等[12]的扫描方案在保证下肢动脉远端显影效果和避免静脉污染的同时,主-髂部、股-月国部及膝下部的强化程度保持了较好的均一性。

本组研究中1例患者因双侧月国动脉均闭塞且没有任何侧支血管显影而致扫描无法触发,笔者认为这是月国动脉监测触发扫描方案的另一不足之处。

综上所述,采用月国动脉监测触发扫描对于多层螺旋CT下肢动脉血管成像能获得较好的图像质量,下肢动脉远端分支可能显示不佳和静脉显影是其不足;对于双侧月国动脉闭塞的患者则会导致无法触发。

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