TimeMIP技术对提高双下肢CTA足部区域血管成像质量的应用研究

孙宇飞，钟朝辉，吴柯薇，李向明，王卫丰

首都医科大学附属北京友谊医院 放射科，北京 101100

引言

下肢血管疾病多数由糖尿病引起，病因主要与饮食习惯不良、长期缺乏锻炼、人口老龄化有关，其中下肢远端动脉血管病变导致供血不足引起的下肢闭塞、坏死最为常见[1-4]。因此对下肢动脉足背部血管狭窄程度的诊断十分重要[5-7]，下肢CT血管成像（CT Angiography，CTA）技术作为诊断下肢血管疾病的重要方法之一，是一种安全、无创、低成本的检查方法，常规用于双下肢血管成像[8]，但是由于下肢动脉狭窄造成足背部血管显示不佳，给临床诊断以及后处理工作者带来了诸多的困惑，因此如何利用低的辐射剂量获得较高的图像质量一直是下肢、足部血管CTA的研究方向[9]。基于时间的最大密度投影（Time Maximum Intensity Projection，TimeMIP）技术常规用于颅脑灌注扫描，通过不同时间、相同扫描模式进行血管灌注后，经后处理软件行多期融合，能够明显提升颅内细小分支显像，为临床医生提供更加全面的参考价值。本研究将TimeMIP技术应用于下肢远端足部血管，后通过对比常规CTA扫描图像与TimeMIP技术处理后图像的辐射剂量和图像质量，探讨TimeMIP技术应用于下肢足背部血管的可行性。

1 材料与方法

1.1 临床资料

回顾性分析2019年6—12月在首都医科大学附属北京友谊医院临床怀疑下肢动脉血管疾病的60名患者。经排除标准筛选后入组患者为50例，其中男28例，女22例，年龄40～78岁（TimeMIP处理技术是在同一患者常规扫描结束后增加两组或多组灌注扫描，将同一患者两次扫描远端足背血管的结果进行对比）。入组患者行常规下肢CTA扫描后，延时10 s对受检者足部区域行160 mm宽度轴位低剂量扫描并分为实验组（TimeMIP技术）和对照组（常规扫描）进行对比。

纳入标准：① 有完整临床资料；② 自愿参与研究且知情同意。排除标准：① 碘过敏，严重肝肾功能不全等碘对比剂禁忌证者；② 意识模糊者；③ 合并严重器质性病变者[10]。

1.2 仪器与方法

（1）下肢CTA扫描：采用日本佳能Canon Aquilion ONE 640层扫描机，患者仰卧位，脚先进，双手上举过头，扫描范围从腹腔干水平至足底。使用双筒高压注射器经患者右肘正中静脉注射对比剂，采用划定感兴趣区自动触发，自动触发扫描触发阈值为150 HU，到达阈值后延时6 s进行扫描，扫描参数管电压80 kV，采用自动管电流技术（10～700 mAs），噪声指数设定为15 HU，层厚1.0 mm，层间距0.8 mm，螺距0.6，球管旋转一周时间1 s。

TimeMIP扫描：在下肢CTA扫描结束后延时10 s后行DY-Volume序列扫描，采用TimeMIP技术进行处理，扫描参数管电压80 kV，固定管电流（15 mAs），重建层厚0.5 mm，层间距0.5 mm。

（2）注药方法：双筒高压注射对比剂；采用浓度370 mgI/mL（优维显），对比剂总量对应为1.5～2.0 mL/kg，注射流率按照注射时间25 s的原则，计算相应注射速率。

（3）采用SPSS 23.0统计软件进行分析，应用独立样本t检验分析比较两组图像血管CT值、噪声、信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）及辐射剂量，应用Mann-WhitneyU检验法测定不同医师评分结果的一致性，P<0.05为差异有统计学意义。

1.3 图像评价

客观评价：分别测量常规扫描下肢CTA图像与TimeMIP技术处理后图像足背、足趾部动脉以及软组织的CT值、噪声、计算图像SNR，并记录有效吸收剂量，各参数均在同一层面内重复测量3次，取平均值作为最终测量结果。SNR的计算公式为：SNR=CT血管/SD血管。

主观评价：由两名具有5年以上工作经验的放射科医师在不知分组的前提下对各组图像质量进行4分法评分[11]，评分标准：4分：能够显示踝部、足背部、足趾部血管，血管显示清晰、连续、边缘锐利；3分：踝部、足背部血管显示清晰、连续，但不能显示下级血管；2分：踝部、足背部血管或显示不清晰、不连续、纤细，但不影响分析；1分：只显示踝部血管，下级血管未显示，影响分析，完全不能诊断。

1.4 辐射剂量

检查结束后，CT机自动生成辐射剂量的报告数据，用剂量长度乘积乘以腿部转换系数k来计算ED。[k=0.0008 mSv/（mGy.cm）][12]。

2 结果

2.1 图像主观评价

两组图像经MIP、VR处理后主观评分经Mann-WhitneyU检验差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

表1 两组图像质量结果分析

2.2 图像客观评价

实验组的足背、足趾部动脉CT值均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05），见表2。软组织CT值两者没有明显差别无统计意义，可见TimeMIP技术在不影响正常组织的情况下明显提高了血管内的CT值。实验组足背和足趾的SNR均高于对照组，经检验无统计学差异（P>0.05），见表3。

表2 足背、足趾动脉及软组织CT值比较（HU）

表3 足背、足趾动脉噪声、SNR比较

2.3 辐射剂量评价

TimeMIP扫描序列扫描条件及范围都采用一致扫描，有效辐射剂量在双下肢CTA基础上仅增加0.019 msv，见图1。

图1 辐射剂量评价扫描图像

3 讨论与总结

下肢动脉疾病是严重危害人类健康的一类血管性病变，其涵盖广泛，后期主要表现为血管下肢甚至闭塞、动脉瘤形成，易造成远端肢体缺血甚至坏死，其中以糖尿病下肢动脉血管疾病最为常见[11-12]。下肢血管检查分为：彩色多普勒、MSCTA和DSA，影像学检查是明确病变、制定治疗方案的重要依据和前提。研究证明，MSCTA 对下肢血管性疾病的诊断具有高度准确性和可靠性[13-15]，但对远端足背部血管显示较差。

TimeMIP算法是一种新的图像后处理技术，常用于头颅灌注扫描，通过将多期CT灌注扫描图像进行融合，可在一定程度上减少CT扫描时间和对比剂抵达时间不匹配对血管显影所造成的影响，使传统CT灌法扫描图像上因为对比剂的达峰时间参差不齐而显示不清的远端较小血管充分显示，能够更好地分辨出血管显示欠佳的原因。本研究中TimeMIP图像上的血管显示出更加充盈，管腔内对比剂密度更加均匀，管腔内外对比度和管壁锐利度更高，远端细小的侧支血管也能清晰显影，更加准确、直观地展示了检查范围内局部缺血组织的血管空间关系，这与之前TimeMIP技术应用在颅脑缺血性病变的研究结果相吻合[16-18]。

研究数据表明，低kV 扫描较高kV 扫描噪声会明显增加[19-21]，本次研究采用80 kV管电压进行扫描，组织噪声增加，所以SNR经检验无统计学意义。但结果显示实验组血管内CT值明显高于对照组，由此可见TimeMIP技术应用于下肢足部血管中能够提高血管内造影剂的CT值，对下肢足部远端血管狭窄程度能够做出准确评估。

本研究相比未利用TimeMIP技术的图像可以更加直观、全面、清晰准确地显示病变区足背部血管走行及分支，有利于影像医生对狭窄程度进行准确分级，为临床对糖尿病或其他下肢动脉疾病术前评价和筛选提供重要诊断依据，指导临床医生制定正确的治疗方案。但由于本次研究样本数较少，部分患者病史、皮温不一致，以及缺少对患者足部软组织灌注情况的观察，且研究时间较短，这将是我们下一步研究的方向。

所以，TimeMIP技术在没有明显增加辐射剂量、对比剂用量的情况下，提高了足部远端血管的图像质量，适合临床应用。