下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影体位设计

张华,于晗澍

（附属菏泽市立医院，山东菏泽 274031；菏泽医学专科学校）

下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影体位设计

张华,于晗澍

（附属菏泽市立医院，山东菏泽 274031；菏泽医学专科学校）

目的通过动物实验，设计出应用于人体下肢静脉的CO2-DSA顺行血管造影的体位。方法选择健康成年家犬，全麻下进行“体位与安全性关系”和“静脉顺行血管造影中CO2-DSA与ICM-DSA对比”实验。实验获得的数据做t检验。结果设计出应用于人体的“俯卧位高臀屈膝45°下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影体位”。结论“俯卧位高臀屈膝45°下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影体位”能够良好显示下肢静脉血管，满足了临床诊断要求，同时能够避免了CO2气体进入右心和肺循环，充分保证了受检者的安全。

数字减影血管造影；下肢静脉；二氧化碳；体位设计

下肢静脉疾病是最常见的周围血管疾病［1-2］。长期以来，碘对比剂（Iodinated contrastmaterials，ICM）数字减影血管造影（digitalsubtraction angiography，DSA）被认为是下肢静脉疾病诊断的金标准［3］。然而，碘对比剂有引起过敏反应的危险性，并且在有肾功能不全和严重糖尿病病史的患者身上容易诱导肾中毒症，被认为是禁忌证。对于甲亢、心衰和严重高血压患者，碘对比剂亦属禁忌。二氧化碳（CO2）气体作为对比剂应用于血管造影具有诸多优点，能够避免上述副作用的发生［4］；但是，CO2气体应用于静脉系统造影时，存在因CO2气体不能完全溶解于血液中而进入右心和肺循环的可能性，由此引起右心泵功能衰竭和/或肺动脉气体栓塞，造成严重后果，其应用一直受到极大的限制。如何避免CO2气体进入右心和肺循环，成为CO2气体作为对比剂应用于静脉系统必须解决的问题。为此，我们进行了下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影体位设计，现报道如下。

1 材料与方法

1.1 材料选择健康成年家犬29只，平均体重18.6 kg，差异性在10%之内。实验前，用于实验的家犬禁食、禁水8 h以上。实验时家犬用地西泮10mg肌注＋盐酸氯丙嗪50mg肌注做基础麻醉，静脉穿刺成功后用盐酸氯胺酮（10mg～20mg）/kg静脉注射实施全麻，并以盐酸氯胺酮（0.1mg～0.3mg）/(kg·min)静脉滴注维持麻醉。所有家犬在实验过程中均不使用呼吸机，在DSA图像采集时亦不进行呼吸抑制。国产一次性使用CO2气体造影输送装置（2000ml，常州华岳微创医疗器械有限公司生产），Advants LCV＋血管造影机（美国GE公司生产，视野直径32 cm，图像采集矩阵为1024×1024），心电监护仪（Dash 4000，美国GE公司生产），动物肢体固定架（角度可调，自制），医用纯净CO2气体（99.999%，济宁市协力气体厂生产），碘海醇注射液（100m l：30 g（I），扬子江药业集团有限公司生产）。

1.3 实验方法实验一，“体位与安全性关系”实验。实验家犬基础麻醉后，置于导管床上。穿刺点局部以脱毛剂除毛，用7号头皮针（该穿刺针用于注射CO2气体和维持静脉麻醉）穿刺实验犬肢体足背静脉或踝关节附近静脉。穿刺成功后，以胶带固定穿刺针，实施静脉麻醉。以肢体固定架固定实验肢体，分别使心脏相对于实验肢体处于以下3个位置：低于肢体水平（Ⅰ位），等于肢体水平（Ⅱ位），高于肢体水平（Ⅲ位）。连接心电监护仪。将一次性使用CO2气体造影输送装置与医用CO2气体气瓶经减压阀（氧气表）相连，经2次换气后用三通开关连接于静脉穿刺针（如图1）。推注CO2气体前，以压脉带于膝关节上方结扎浅静脉。采用手推法推注CO2气体，CO2气体注入速度以能够显示肢体的静脉血管DSA图像为准，CO2气体注射总量为50 ml。每犬每条肢体每个体位各注射1次CO2气体，同一条犬两次推注CO2气体之间的时间间隔不少于10 min。分别于推注CO2气体前、推注CO2气体结束时和推注CO2气体结束后5分钟记录家犬的血氧饱和度、心率、呼吸频率。实验结束后，严密观察家犬30min以上。将记录数据按照前肢、后肢区分Ⅰ位、Ⅱ位、Ⅲ位分别把CO2气体注射结束时和CO2气体注射结束后5min与同位置CO2气体注射前相对照，进行t检验。前后肢之间和不同位置（Ⅰ位、Ⅱ位、Ⅲ位）之间亦作对照，并进行t检验。

实验二，“CO2-DSA与ICM-DSA对比实验”。首先进行静脉ICM-DSA顺行血管造影。为便于对比，在做完静脉ICM-DSA顺行血管造影后接着进行静脉CO2-DSA顺行血管造影实验。

家犬麻醉及静脉穿刺同实验一。家犬呈俯卧位置于导管床上，实验肢从导管床边竖直垂下（该体位下静脉ICM-DSA顺行血管造影静脉血管显示最佳），以肢体固定架固定实验肢体，其余3肢置于导管床上。调整DSA设备，使影像增强器平面与被实验肢体长轴平行。以压脉带于膝关节上结扎实验肢体浅静脉。用20m l注射器抽取碘海醇20ml，由静脉穿刺针手动连续注射，同时采集静脉血管图像。碘海醇注射速度及总量以静脉血管显示良好为准。图像采集应用DSA方式，矩阵为1024×1024，帧频为6帧/s。血管造影范围以膝关节以远肢体静脉为主。造影完成后松开压脉带，恢复静脉通路，维持静脉麻醉。

静脉CO2-DSA顺行血管造影时，血管造影范围同ICMDSA。家犬呈仰卧位置于导管床上，使心脏位置低于实验肢体水平，实验肢体以肢体固定架固定，实验肢体长轴向上倾斜与导管床床面成30°仰角（逆血流方向）。调整DSA设备，使影像增强器平面与实验肢体长轴平行。CO2气体注射采用ICM-DSA静脉穿刺通路。一次性使用CO2气体造影输送装置连接如图1。造影时，以压脉带于膝关节上结扎实验肢体浅静脉。用手推法注射CO2气体，注射速度以兴趣区静脉血管显示满意为准，单次注射总量不超过50m l，两次注射之间时间间隔不少于10 min。图像采集应用DSA方式，矩阵为1024×1024，帧频为6帧/s。造影完成后松开压脉带。调整肢体固定架，使肢体长轴向上倾斜与导管床床面成角分别为45°、60°和90°，重复上述实验。实验所得的静脉血管DSA图像（图2），仅作窗宽、窗位的调整，不作任何后处理优化。

对实验中获得的图像，由影像科主任（或副主任）医师1名、主治医师1名和住院医师1名组成阅读小组。阅读时各自独立阅读，先阅读CO2-DSA图像，再阅读ICM-DSA图像，所有图像次序随机，图像窗宽、窗位依据个人习惯确定。判定标准：图像中的血管影像相对清晰，能清楚显示血管位置、直径、范围及走行的参与计数；血管影像模糊，不能清楚显示血管位置、直径、范围及走行的不参与计数。计数方法：同肢体的ICM-DSA和CO2-DSA图像中，在同一解剖位置处，与肢体长轴相垂直做一直线L（如图3），沿直线L计数与L相交的血管条数，两次或两次以上与L相交的血管不重复计数；各幅图像分别计数。将CO2-DSA时不同倾斜角度（30°、45°、60°和90°）下血管计数与ICM-DSA时的血管计数相对照，进行t检验。CO2-DSA时不同倾斜角度下血管计数之间同样作对照，进行t检验。

2 结果

29例家犬中，1例家犬因最初实验时术者缺乏经验，麻醉不当致死，没能进行实验；1例家犬因脱毛剂使用过量致肢体局部水肿，多次静脉穿刺失败而放弃实验；3例家犬完成“体位与安全性关系实验”（实验一）；其余24例家犬的30条四肢完成“CO2-DSA与ICM-DSA对比实验”（实验二）。完成实验的家犬无死亡发生。

2.1 “体位与安全性关系实验”结果1)家犬的血氧饱和度在CO2气体注射结束时和注射CO2气体前没有明显变化（t0.10（35）＞t＞t0.25（35），0.25＞P＞0.10）；家犬的血氧饱和度在CO2气体注射结束后5min时和注射CO2气体前亦没有明显变化（t＜t0.25（35），P＞0.25）。2)家犬的心率在CO2气体注射结束时比注射CO2气体前有明显加快（t＞t0.001（35），P＜0.001）。其中，Ⅲ位较Ⅰ位增加明显（t＞t0.001（11），P＜0.001）；前肢较后肢增加明显（t＞t0.001（17），P＜0.001）；前肢Ⅲ位较后肢Ⅰ位增加明显（t＞t0.001（5），P＜0.001）。家犬的心率在CO2气体注射结束5min时和注射CO2气体前没有明显变化（t0.20（35）＞t＞t0.50（35），0.50＞P＞0.20）。③家犬的呼吸频率在CO2气体注射结束时较注射CO2气体前有明显加快（t＞t0.001（35），P＜0.001）；家犬的呼吸频率在CO2气体注射结束5分钟时和注射CO2气体前没有明显变化（t0.05（35）＞t＞t0.10（35），0.10＞P＞0.05）。

2.2 “CO2-DSA与ICM-DSA对比实验”结果1)当肢体仰角为30°时，所得的CO2-DSA图像血管计数与ICM-DSA图像血管计数有明显不同（t0.01（29）＞t30°＞t0.02（29），0.02＞P30°＞0.01）；当肢体仰角为45°、60°和90°时，所得的CO2-DSA图像与ICM-DSA图像间血管计数无明显不同（t45°、60、90°＜t0.05（29），P45°、60°、90°＞0.05）。2)比较30°、45°、60°和90°时CO2-DSA图像血管计数，只有45°与30°之间、45°与60°之间存在差异（t30°－45°、45°－60°＞t0.05（29），P30°－45°、45°－60°＜0.05），其余角度之间比较均无明显差异（t＜t0.05（29），P＞0.05；Σd60°－90°= 0）。

2.3 人体下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影体位设计根据对家犬肢体静脉CO2-DSA顺行血管造影的实验结果，参考以往相关文献［5-7］，设计出“俯卧位高臀屈膝45°下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影”体位。这一体位如下：受检者呈俯卧位于导管床上；下腹部垫三角形支撑垫，使臀部抬高，大腿长轴与床面成30°角左右，与上身长轴成120°角左右；胸部及膝关节接触床面；足抬高，小腿与床面之间垫支撑垫，使小腿长轴与床面成45°角左右；整个人体呈“N”形（图4）。

3 讨论

关于CO2-DSA在下肢静脉顺行性造影的临床应用方面，国内学者郭金和带领的学术组做了切实的相关研究［6］。结果显示：膝关节以上静脉的DSA图像良好，膝关节以下静脉的DSA图像不佳。其提出的造影体位（患者取仰卧位，臀部以上略垫高，头高脚低成20°角。）在DSA设备的导管床上较难实现，且患者身体稳定性欠佳，易出现移动伪影。更重要的是，该体位增加了CO2气体进入右心和肺循环的机会，大量气体进入右心(和)肺循环，会引起右心泵功能衰竭/和肺动脉气体栓塞，造成严重后果。

本课题动物实验重点研究了膝关节以远静脉血管，设计的新的“俯卧位高臀屈膝45°下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影”体位（以下简称为“新体位”）解决了上述问题。实验结果及新体位分析如下。

在“体位与安全性关系实验”中，各例家犬在各种体位下经静脉多次注入CO2气体，其血氧饱和度在注射CO2气体前后虽有变化，但不具有统计学差异，证实了CO2气体可以经肺循环有效的清除。各例家犬的呼吸频率在注射CO2气体结束时有所加快，是机体的代偿反应，注射CO2气体结束后5min即恢复注射前频率。家犬的心率在注射CO2气体后有明显的增加，可能原因有：1)注入CO2气体对家犬属于刺激性侵入行为，引起实验肢体的不适感，应激反应使心率加快。2)有一部分CO2气体未能溶解于血液，进入右心（和/或肺循环），引起一定程度的右心有效容积减少，使右心泵血能力下降，代偿性心率加快。其中原因①可以解释3例家犬12条肢体36个体位共计36次CO2气体注入后均有心率加快现象（结果）的发生。但对另一种现象（结果）——Ⅲ位相对于Ⅰ位，心率加快现象（结果）明显，前肢相对于后肢是如此，前肢Ⅲ位与后肢Ⅰ位相对照，也是如此——则要由原因②来解释。

由Ⅰ位→Ⅱ位→Ⅲ位的变化，使CO2气体在血液中的浮力作用由阻碍CO2气体经静脉血管进入右心逐渐变化为促进CO2气体经静脉血管进入右心，从而缩短了CO2气体在静脉血管内的滞留时间，直接缩短了CO2气体溶入血液的时间，从而加大了CO2气体进入右心的几率。前肢相对于后肢是静脉血管绝对长度的减少，同样是缩短了CO2气体在静脉血管内的滞留时间，缩短了CO2气体溶入血液的时间，加大了CO2气体进入右心的几率。

上述原因分析，没有考虑CO2气体在血液中的溶解速度和饱和度相关因素。事实上，这两个因素是固定值，在“CO2气体总量有限”的条件下，充足的溶解时间就消除了溶解速度的限制，同时，充足的溶解时间意味着CO2气体量与血液量的比值减小，饱和度就不再是“CO2气体完全溶解于血液”的制约因素。理论上讲，只要有充足的时间，即只要CO2气体在静脉血管内的滞留时间足够长，CO2气体便可完全溶于血液中，CO2气体就不会进入右心和肺循环。

以上实验结果及分析提示：在静脉CO2气体顺行血管造影时，把心脏置于受检肢体水平位置以下，可减少CO2气体进入右心和肺循环的机会；在保证“CO2气体不进入右心和肺循环”的前提下，CO2气体用于静脉系统血管造影是安全的。

由“CO2-DSA与ICM-DSA对比实验”的结果，可以看出，当实验肢体向上倾斜角度（逆血流方向形成仰角）由30°→45°、60°、90°变化时，CO2-DSA图像与ICM-DSA图像在显示静脉血管的能力方面差异明显缩小，但是，CO2-DSA图像显示静脉血管的能力在各个仰角之间比较时，只有仰角为45°时有明显差异性。分析原因，可能是随着肢体仰角由30°加大到90°时，CO2气体在血液中的浮力在“阻碍CO2气体流出兴趣区静脉血管”方面的作用逐步增强（图5），使CO2气体充填兴趣区血管的能力得以增强，充填效果更好，静脉血管显示更佳。同时当仰角由30°加大到90°时，（可能）由于液体表面张力（CO2气体与血液之间形成气液平面）同时逐步加大并减弱CO2气体浮力作用，使得上述浮力效果减弱。

上述实验结果提示：在静脉CO2-DSA顺行血管造影中，适当增大被检肢体逆血流方向的仰角（45°左右），可以提高远端静脉血管的图像质量，满足临床诊断要求。此结果与Kerns等研究结果相似［5］。

新体位的设计依据上述实验结果，充分利用了CO2气体的浮力特点和人体结构特点。足部上抬形成了小腿部分逆血流方向45°左右仰角，CO2气体的浮力作用提高了小腿部分和足部静脉血管的图像质量。而大腿部分顺血流方向形成仰角，CO2气体的浮力作用则加快CO2气体在静脉血管中的通过速度，使近端大静脉显影更佳［6］。新体位中的高臀位设计，则是利用高臀位时，双侧髂总静脉及远端下腔静脉高于心脏水平，完成了对比剂使命而未能溶解于血液中的CO2气体，由于浮力作用在此自然暂存，形成一个“CO2气体湖”，缓存后的CO2气体再逐步溶于血液中。该“CO2气体湖”自然形成，自然消失；它为CO2气体完全溶解于血液争取充足的时间，避免了CO2气体进入右心和肺循环。新体位解决了本文开始提出的问题，保证了受检者的安全。

新体位下，患者俯卧位于导管床上，“N”形姿势由支撑垫实现，操作简单；受检者身体稳定，感觉舒适；下肢相对固定，无移动伪影；结合DSA设备方便灵活的优点，轻松实现被检肢体的多方位投照。造影检查时，由下肢远端开始，小腿部分完成后，除去小腿支撑垫，再行大腿部分检查。检查小腿及脚部静脉时要分别于踝关节上方和膝关节上方结扎下肢表浅静脉，检查大腿部分时松开膝关节处结扎带。建议使用DSA设备最大视野，1024×1024矩阵，6帧/秒。CO2气体注射速度及总量请参考相关文献［4-6］。

新设计的“俯卧位高臀屈膝45°下肢静脉CO2-DSA顺行血管造影”体位，能够良好显示下肢静脉血管，以往实践中不能良好显示的膝关节以下静脉血管亦可得到良好显示，满足了临床诊断要求。同时新体位避免了CO2气体进入右心和肺循环，充分保证了受检者的安全。新体位操作简单，容易实现，受检者舒适，体位稳定性好，投照方便。

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Position Design：for CO2-DSA Anterograde Angiography in Lower Lim b Veins

ZHANG Hua，YU Han-shu
（HezeMunicipalHospital，HezeMedicalCollege，Shandong，Heze 274000）

ObjectiveBased on experiments on animals，to design positions for CO2-DSA anterograde angiography in lower limb veins.M ethods Experimentswere carried outon selected healthy grown-up dogsundergeneral anesthesia to probe into the re⁃lation between position and safety aswellas the contrastbetween CO2-DSA and ICM-DSA anterograde angiography.Data from the experimentswere analyzed bymeans of T-test.Resu lts The high-buttock and genuflex prone position 45°of lower limb veinswas designed to apply to people for CO2-DSA anterograde angiography.Conclusion The high-buttock and genuflex prone position 45 of lower limb veins for CO2-DSA anterograde angiography can show lower limb vein blood vessel clearly enough tomeet the require⁃ments of clinicaldiagnosis.What’smore，itprevents carbon dioxide from entering right ventricularand lung circulation.Thus it fully ensures the safety of personsbeing tested.

d igitalsubtraction angiography；lower limb vein；carbon dioxide；position design

R814.43

A

1008-4118（2011）02-0006-04

2011-05-11

10.3969/j.issn.1008-4118.2011.02.04