CTP技术定量评估糖尿病足软组织微循环灌注的可行性分析

冯馨乐，胡莎莉

中南大学湘雅医院 放射科，湖南 长沙 410000

引言

糖尿病及其并发症（包括足溃疡）的高发病率和死亡率是其构成全球公共卫生挑战的一个重要原因。糖尿病足是糖尿病的长期并发症之一，其发生发展一般由最先的感觉障碍、肢端发凉、疼痛等到后期的皮肤溃疡、溃烂，可导致感染和下肢截肢。而要减少和避免糖尿病足终点事件截肢的发生，关键在于足部微血管条件的改善[1-2]。

CT灌注成像（Computed Tomography Perfusion，CTP）是一种功能成像，具有动态反映组织血供特性的优势，早已广泛用于脑梗的诊断，对组织缺血程度具有定性、定量的判断能力，可以反映微血管情况。Hur等[3]对新西兰白兔运用荧光微球测定足部局部血流量，以荧光微球数为参照标准，验证CTP测定的血流量值，其结果表明两者之间具有良好的一致性。在临床试验中，对于下肢动脉粥样硬化性外周动脉闭塞症，行球囊血管成形术和支架置入术干预后，CTP可以发现整个前脚的血流量值和真皮带厚度显著增加，双足微血管情况得到改善。除此之外，在研究中一名患者经神经传导试验诊断为右脚糖尿病性神经病，灌注图显示右脚灌注状态较健康对照组差，因此，CTP可用于评价足部血流情况。目前，将CTP应用于糖尿病足的研究较少，常规经肘静脉行双下肢CT血管造影（Computed Tomography Angiography，CTA）检查又难以评估足部微血管情况。因此，本研究通过对比分析糖尿病足患足与对照足CT灌注值，探讨CTP技术是否能应用于糖尿病足微循环的改变，发现其特征，应用于临床早期诊断。

1 资料与方法

1.1 临床资料

收集2019年期间前往我院CT室就诊的患有糖尿病且有足部症状的患者，其中17例患者入组，男性11例，女性6例，年龄55～72岁，平均（61.47±6.15）岁。纳入标准：① 患者仅有一侧足出现明显糖尿病足症状；② 均通过CTA、CT静脉造影（Computed Tomography Venography，CTV）或双下肢彩超检查排除有明显下肢血管狭窄、闭塞或畸形者；③ 所有入组患者无严重肾功能损伤、无明显CT检查禁忌症；④ 检查前均签署知情同意书。入组患者中有8例溃疡或截肢术后，其余有不同程度神经病变症状。

1.2 检查方法

采用GE REVOLUTION 256排螺旋CT行双足CTP检查，所有患者行检查前停用二甲双胍48 h，检查完后复查肾功能后恢复用药。均采用20 G套管针穿刺肘前静脉建立静脉通道，患者体重>60 kg，注射50 mL对比剂（370 mg/mL）；体重<60 kg，40 mL对比剂，随后跟注30 mL生理盐水，注射速度5.0 mL/s。体位摆好，双足平行制动，必要时胶带固定，16 cm宽探测器轴扫，80 kV、200 mA，扫描范围踝关节至足底，扫描层间距0.625 mm，层厚0.625 mm，FOV 45.6 cm。检查室室温保持在20℃，开始灌注扫描，注药后从第10 s开始扫描，第一部分每隔4 s一组，扫3组；第二部分每隔3 s一组，扫12组；第三部分每隔4 s一组，扫8组，总灌注扫描时间87 s。

1.3 图像分析

图像后处理采用GE AW 4.7，重建一组2.5 mm层厚的数据导入perfusion 4D协议中，选择tumor perfusion协议。调整图像对称基线并锁定，23组图像选择动脉强化明显组且没有钙化、斑块等动脉层面标记输入动脉，计算得出时间-密度曲线及伪彩图，由两位放射科医生评估灌注图像及数据。发现异常灌注区时，取患侧及正常对侧标准感兴趣区（Region of Interest，ROI）1 cm3，每个部位测量3次并取平均值，记录血流量（Blood Flow，BF）、血容量（Blood Volume，BV）、平均通过时间（Mean Transit Time，MTT）、达峰时间（Time to Peak，TTP）、表面渗透性（Permeability Surface，PS）和到达脉冲剩余函数峰值的通过时间（Time to Max，Tmax）的数值。

1.4 统计学分析

采用SPSS 26.0软件进行统计学分析，计量资料采用均数±标准差表示，对照足与患足各项灌注值经过配对t检验后，BF、MTT两组间P<0.05，差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 患足组灌注减低

糖尿病足患足组与对侧对照足两组灌注伪彩图中，17例患足整体灌注较对侧足明显减低，BF、BV值下降，MTT、TTP、PS、Tmax值增高，详见图1。对照足与患足各项灌注值如表1所示。经t检验，两组间BF、MTT 差异具有统计学意义（P<0.05）。

表1 患足与对照组感兴趣区灌注值比较（±s）

表1 患足与对照组感兴趣区灌注值比较（±s）

组别 BF/(mL/min) BV/mL Tmax/s MTT/s PS/(mL/100mL/min) TTP/s患足组 14.48±2.44 2.84±0.75 12.99±1.63 20.20±2.86 86.50±25.67 33.29±1.87对照组 40.71±8.68 6.41±1.59 9.58±1.58 12.46±1.17 36.78±18.97 19.87±1.60 t值 2.909 2.010 1.503 2.504 1.558 5.569 P值 0.002 0.105 0.805 0.035 0.177 0.678

图1 某例糖尿病足患足组与对侧对照足两组灌注伪彩图

2.2 部分患足局部灌注增高

在8例溃疡或截肢术后糖尿病足患足灌注伪彩图中，有3例溃疡中心灌注减低，溃疡或截肢应激区域周围可见局部灌注增高，BF、BV、PS值增高，MTT、TTP、Tmax值降低，详见图2。

图2 某例溃疡糖尿病足患足灌注伪彩图

3 讨论

糖尿病足是糖尿病的一种特殊的、慢性的血管并发症，是由于周围神经营养障碍性病变、动脉闭塞性病变以及容易合并骨和软组织感染的一系列病变引起的，具有高发病率与高致残率。糖尿病常伴有两大病理改变：① 神经病变可以累及运动、感觉和植物神经纤维；② 周围血管病变分为大血管阻塞性病变和微血管病变，微血管病变是以毛细血管基底膜增厚和周围循环障碍为主，可波及全身，若累及远端肢体，则导致微血管性坏疽[4]；神经病变和周围血管病变都是糖尿病足晚期截肢的独立预测因素[5-6]。

目前，临床可采用很多方法评价足部微血管条件、测量其血供血氧，如经皮氧张力测定、踝肱压力指数、脚趾压力和脚趾肱部压力指数、激光多普勒血流测定技术、传统的数字减影血管造影、多模态MRI、PET和SPECT检查等，但所有常用的技术都有局限性，均不能独立提供定位、定量分析[7-11]。即便是双下肢动脉CTA，该检查提供精确的可视化大血管病变，但几乎不能证明微血管异常，但往往治疗糖尿病足的关键在于微血管的改变。灌注是指单位时间内流经100 g组织的血容量，CTP是一种功能成像，具有动态反映组织血供特性的优势，多个灌注参数值BF、BV、MTT、Tmax、PS、TTP可以对组织缺血程度进行定性、定量的判断能力，从而反映微血管情况[12-13]。近年来，国内外有多篇关于足部CTP的文献报道，包括基础研究、动物实验和临床研究，还有CTP对足部血流定量、可行性的分析，并分析指出之前学者研究足部CTP结果不理想的可能原因[14-18]。

在本研究中，纳入的17例患者均有不同程度糖尿病足表现，结合CTP检查结果显示对应区域不同程度的灌注减低，两组灌注参数值中BF、MTT差异具有统计学意义（P<0.05）。MTT指血液流过毛细血管床所需的时间，其是目前普遍认为在CTP技术中反映组织缺血最敏感的参数，本研究的结果与Hur等[3]的动物实验结果和临床普遍认证具有良好的一致性。糖尿病足是肢体缺血的一种慢性病变，它的发生、发展是一个动态变化的过程，早期血管环境未明显改变时，CTP各参数正常；或者在未出现任何临床症状时，周围血管病变早已发生，部分血管闭塞，但通过侧支循环代偿维持稳定，此时MTT可出现增高，因为对比剂通过侧支循环到达靶组织，从而导致MTT延长，但BV、BF等参数可无异常。由于代偿机制，组织BV、BF基本维持正常，对比剂TTP同前，血管表皮细胞尚未破坏，PS未发生明显改变，在其他灌注参数未改变，仅MTT增高时，提示此时糖尿病足软组织损伤为可逆性，临床干预给予扩张血管、降低血液黏稠度、溶栓等改善微循环药物治疗[19]，可延缓其进展。

本研究中有2例溃疡和1例截肢术后患足行CTP检查，出现周围组织呈高灌注状态，这可能与足部新鲜创伤后周围组织应激有关，反映出代偿机制的灌注表现。随着病程的进展，糖尿病足周围神经及血管病变导致患者出现麻木、疼痛、感觉丧失、间歇性跛行，再到静息性疼痛、夜间痛甚至皮肤溃疡，足部灌注量下降，在CTP上各参数值也会有相应的变化，当灌注值表现出明显低灌注，此时临床介入疗效不佳，梗死区域不可逆。因此糖尿病足不同时期病理特征的变化、临床症状的不同，在CTP上表现亦不同。本研究中均是有临床症状的患者，CTP检查均呈现阳性表现，因此，CTP针对高危人群糖尿病足的临床症状出现之前的预防性筛选和早期治疗具有一定价值。

本研究在扫描方案设计方面，不是单纯采用对比剂注入10 s或20 s后，每隔3 s扫一组，扫20组，或是分动脉流入期和静脉流出期两组，前每隔2 s一组扫10组，后每隔3 s一组扫10组。灌注多采用经验值法延时数十秒后开始容积扫描，相对于在踝部放置监测平面触发扫描，辐射剂量更小、耗时更少，且更能把握住对比剂流入期。但在大量的临床经验中发现，不同患者心功能不同、血管条件不同，因此，延迟扫描时间难把握。心功能好的患者，延迟15 s对比剂既可达到足部；心功能差的患者，30 s以后才到达，静脉流出期难以采集到。因此，本研究考虑到更广的个性化扫描方案及辐射剂量，延迟时间缩短，分3期并延长流出期扫描间隔时间；并且在图像后处理中应用GE AW 4.7工作站，在患足侧用球形ROI画取方式，可自动配取对侧相应区域，即便双足有些许移位、摆放不对称，仍能准确识别对侧相应ROI。

综上，动态容积CTP对于评价糖尿病足软组织微循环情况具有可行性，并且能够通过提供足部微循环的信息，对患者足部组织血流灌注状态进行定量分析来帮助临床早期发现、诊断糖尿病足。在出现周围性神经和血管病变前，早期宣教控糖减脂、早期通过营养神经等治疗改善微血管环境，延缓糖尿病足的进展，为糖尿病患者争取更多高生活质量的时间具有重要意义。