股浅动脉管腔内密度衰减梯度与狭窄程度及血流速度的关系

周晨炜 舒 政 孙 凤 邓小飞 葛琛瑾 邹晓刚

下肢动脉硬化闭塞症（arteriosclerosis obliterans，ASO）是一种典型的外周动脉疾病，股浅动脉是主要累及的下肢动脉之一。CT血管造影(CTA)是临床上用于评估ASO患者下肢动脉狭窄的主要方法[1]，多普勒超声（DUS）作为下肢动脉常规检查，其血流动力参数收缩期峰值血流速度（PSV）对临床评估ASO患者下肢动脉狭窄具有重要参考价值[2]。尽管下肢CTA在技术上有着巨大的进步，但在评估病变血管血流动力学改变方面依然具有局限性。近年来Choi等[3]在冠状动脉CTA中引入了管腔内密度衰减梯度(TAG)这一技术，可以为冠状动脉CTA提供血流动力学信息，但TAG应用于下肢动脉狭窄的相关研究尚未见报道。本研究初步探讨股浅动脉TAG与管腔狭窄程度及PSV的关系，以确定TAG是否可以在下肢动脉CTA的基础上反映血流动力学信息。

方 法

1．研究对象

回顾性搜集上海市中西医结合医院2016年1月至2017年5月病例资料完整的ASO患者40例，总计62条股浅动脉入组，所有病例均行超声检查并在随后的0～12天（平均4天）行下肢动脉CTA检查，其中男性26人(65%)，女性14人(35%)，有吸烟史10人(25%)，糖尿病史23人(57．5%)，高血压史21人(52．5%)，40例患者的平均胆固醇及甘油三酯分别为 (4．4±1．1) mmol/L、(1．3±0．5) mmol/L。ASO的诊断标准遵循中华医学会外科学分会血管外科学组2015年颁布的下肢动脉硬化闭塞症诊治指南。排除标准：①排除植入支架、多发钙化及截肢的患肢；②排除患有急性或严重肝脏疾病者；③排除患有心功能不全、血管畸形及严重感染可导致循环障碍者。

2．CT下肢动脉造影检查

采用 64 排 CT(Aquilion 64， Toshiba Medical Systems， Tokyo， Japan)行下肢 CTA 检查，患者仰卧位，足先进，扫描范围自第11胸椎至踝关节以下水平。扫描参数：矩阵512×512，准直器宽度为0．5×64mm，螺距0．85，球管旋转速度0．5s/圈，电压120kV，管电流智能控制。动脉期扫描，采用高压注射器将100ml非离子型对比剂（碘普罗胺，370mgI/ml）以4．0ml/s的流率经肘正中静脉注入，将ROI置入腹主动脉下端区域，注射对比剂10s后动态监测ROI的CT值，达到120HU自动触发，延迟时间12秒，扫描时间26～35秒，覆盖范围900～1150mm。

3．下肢动脉超声多普勒检查

采用Philips彩色多普勒超声诊断仪(iU 22，Philips Medical Systems， Bothell， WA)行下肢股浅动脉超声检查，探头频率3～9MHz。患者取仰卧位，大腿外展、外旋、膝关节微屈，彩色多普勒血流显像CDFI测量股浅动脉狭窄处远端收缩期峰值血流速度PSV，声束与血流夹角≤60°。

4．TAG 的测定

将采集的下肢CTA数据（层厚1mm、间隔0．8mm）并传输至Vitrea2工作站进行多平面重建（MPR）、曲面重建（CPR）、最大密度投影（MIP）及容积再现（VR）等后处理和分析，依据股浅动脉的生理走行，将开口处(腹股沟韧带中点深面)至末端(股骨内外髁上缘)划定为分析区域，并在相应位置轴位图像上，将大小为3．0mm2ROI人工放置于管腔中央，在CPR图像上以10mm为间隔从股动脉开口处到其末端处为止，分别测定ROI内的CT值(HU)，并计算CT值与动脉开口至末端长度之间的线性回归系数（图1）。

5．基于CTA的股浅动脉狭窄程度分组

管腔狭窄率的计算参照公式（1－L/R）×100%，L代表管腔最狭窄处管腔直径，R代表参照位置处的管腔直径。并根据管腔狭窄的程度分为三组：A组为轻度狭窄组（＜50%）；B组为中度狭窄组（50%～75%）；C组为重度狭窄组（＞75%且≤100%）[4]。下肢CTA图像由两名有经验的评价者以血管为单位，对血管狭窄进行盲法分析，意见不统一时，协商解决达成一致。

6．统计分析

采用SPSS 22．0软件进行统计分析。所有计量资料采用均值±标准差表示。采用Kruskal Wallis检验比较上述不同狭窄组有无统计学差异，组间比较采用Dunn's multiple comparisons检验，结果以P＜0．05为有统计学意义。TAG与PSV之间的关系采用Spearman相关系数分析。

结 果

1．股浅动脉狭窄分组情况

62条股浅动脉中，A组30条（48．4%），B组16条（25．8%），C组16条（25．8%，包括重度狭窄者14条，闭塞2条）。

2．不同狭窄组间TAG的比较

62条股浅动脉 TAG平均值为（-2．3±2．3）HU/10mm，三组间TAG的差异具有统计学意义（H=48．28，P＜0．001），TAG的绝对值随着管腔狭窄程度的增加而增加(表1)。

表1 不同狭窄组间TAG的比较

图1 A．显示右侧股浅动脉中下段中度狭窄。B．显示在相对应的平面放入ROI测定CT值。C．显示该股浅动脉的TAG值。Distance：距离动脉开口处距离；Attenuation： CT值变化梯度。

3．TAG与PSV的相关性

62条股浅动脉PSV 平均值为（84．2±18．9）cm/s， TAG与对应的PSV呈正性相关（r=0．5223，P＜ 0．0001）。

讨 论

在临床上，单纯解剖学上的管腔狭窄并不能很好地预测血管狭窄病变的预后[5-6]。2007年由泛大西洋协作组颁布的TASCⅡ共识中明确指出，ASO的诊断应当包括解剖形态学以及血流动力学这两方面，尤其强调血流动力学的检测对于无症状ASO患者有重要意义[7]。Lackne等[8]运用试管模拟不同狭窄程度的血管腔并向其中灌注对比剂，再通过CT检测获得时间密度曲线后，发现该曲线的峰值与管腔狭窄程度具有相关性。随后Choi等[3]引入的TAG，反映了对比剂通过管腔的下降率，在体外及临床研究中发现其与冠状动脉直径狭窄程度呈线性相关，可以区分不同狭窄程度的冠状动脉以及较好地反映冠脉血流，并且可单独提高冠状动脉CTA的诊断效能[9-10]。结合TAG的原理，我们试图确定股浅动脉TAG与管腔狭窄程度及PSV之间的关系，并确定是否可以在下肢动脉CTA的基础上反映血流动力学信息。

本研究首次将TAG应用至股浅动脉狭窄的分析，结果显示轻、中、重度狭窄组TAG的绝对值随着股浅动脉狭窄程度的增大而增大。股浅动脉TAG值在不同狭窄程度之间的差异反映了对比剂浓度梯度的差异，对比剂浓度的变化最终反映在CT值的变化。股浅动脉狭窄处远端管腔内的对比剂浓度因管腔直径的减少、血流速度的放缓而下降，但当管腔直径的减少并不明显时，管腔内的对比剂浓度会被均匀分布在整条股浅动脉中，因此轻度狭窄的股浅动脉其对比剂CT值的下降率不如重度狭窄明显。不同狭窄程度股浅动脉TAG值的这种变化趋势与Choi等[3]应用TAG诊断冠状动脉狭窄的研究相似。多普勒超声作为ASO患者的常规检查，在检测下肢动脉狭窄部位及其狭窄程度有着较高的灵敏度及特异度。相较于下肢CTA，多普勒超声还能提供血流动力参数PSV，其数值的变化随着测量点的不同而不同。随着狭窄程度的增加，其狭窄处PSV值相应增高，狭窄处近端及远端PSV值相应减低[11]。在本研究中，TAG与PSV之间具有一定的相关性（r=0．5223，P＜0．0001），其结果与冠状动脉TAG与血流储备分数FFR的相关性研究[10]相似。结合不同管腔狭窄程度之间TAG值的差异，可以在一定程度上反映不同狭窄程度股浅动脉的血流动力学信息。

本研究中，部分轻度狭窄的股浅动脉TAG呈正值，这与文献报道的冠状动脉TAG有所差别，可能的原因在于股浅动脉的管腔直径的变化趋势较为平顺，在Park等[12]人的冠状动脉TAG研究中发现TAG值与管腔直径梯度TDG有相关性，TDG的绝对值越大TAG的绝对值也越大。对比冠状动脉TAG，股浅动脉行程较长且管径较粗，因此TAG绝对值更小，与此同时，股浅动脉内的散在钙化灶对CT值的影响共同导致了部分TAG呈正值。李娇娇等[13]运用自动软件测定TAG取得了具有与手工测定较高的一致性的效果，有望大大节省TAG测定时间，有利于TAG技术的临床应用。值得注意的是，无论是测定冠状动脉TAG还是下肢动脉TAG，统一CT扫描参数、对比剂浓度及对比剂速率是TAG测定的关键因素[3，9]。

本研究尚有以下局限性：①由于入组的患者同时接受了下肢CTA和超声检查，我们的回顾性研究并不能避免选择性偏倚；②我们的研究结果来自于对已有临床指征的ASO患者的分析，没有设立正常对照组；③研究样本量较少，仍需进一步扩大样本量以减少抽样误差。

综上所述，在常规下肢CTA中加入TAG的测定能够在不改变常规下肢动脉CTA扫描模式、不增加额外辐射剂量及不需要特殊软件的情况下，在显示动脉形态学狭窄的同时增加其血流动力学信息，为临床评估下肢动脉狭窄提供一种新的影像学方法，从而更好地造福广大ASO患者。