三种触发扫描技术在下肢动脉CT 血管成像中的应用

杨文，周福庆，曾献军（通信作者）

南昌大学第一附属医院影像科 （江西南昌 330006）

近年来，随着生活水平的不断提高，我国人口饮食结构发生了重大变化，高脂饮食在生活中比较常见，而高脂饮食是导致下肢动脉疾病，尤其是下肢动脉硬化闭塞症的重要因素[1]，加之人口老龄化程度的加剧，进一步导致下肢动脉疾病发病率上升。下肢动脉CT 血管成像（CT angiography，CTA）能清楚地显示下肢血管病变的部位、范围及严重程度，并具有无创、检查时间短、图像后处理功能强大等优点[2-4]。目前，CTA 已成为诊断下肢血管病变和评价治疗效果的首选方法[5-6]。但CTA 的图像质量受多种因素的影响，如患者的自身因素与配合程度、扫描设备的基本参数、触发扫描技术、对比剂注射方案以及图像的后处理等[7-8]。其中触发扫描技术的选择对CTA 的图像质量至关重要[9-10]。本研究比较经3种触发扫描技术（腹主动脉自动触发技术、腘动脉手动触发技术和腹主动脉手动触发技术）得到的下肢动脉CTA 图像质量，探讨最适合下肢动脉CTA 的扫描方式，现报道如下。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2021 年1—9 月我院收治的需行CTA 检查的疑似下肢动脉疾病患者45 例，按照随机数字表法分成A、B、C 组，每组15 例。A 组男9 例，女6 例；平均年龄（65.8±15.4）岁，平均体质量指数（body mass index，BMI）（23.3±2.9）kg/m2。B 组男11 例，女4 例；平均年龄（63.9±17.8）岁，平均BMI（24.5±3.3）kg/m2。C 组男8 例，女7 例；平均年龄（67.6±16.1）岁，平均BMI（23.3±3.1）kg/m2。3 组一般资料比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会批准，患者及其家属均自愿签署知情同意书。

纳入标准：临床诊断考虑下肢动脉疾病，并行CTA 检查；年龄≥18岁。排除标准：碘对比剂过敏；严重的心脏疾病；备孕或孕期妇女；不能配合CTA 检查的患者。

1.2 方法

扫描体位：患者取仰卧位，足先进，将双足放置于扫描床头托内并用绑带固定，防止出现移动伪影。

扫描设备与参数：采用德国西门子公司Definition As 64排128层螺旋CT 进行平扫及增强扫描，扫描方向从头至足，扫描范围从肾下极至足尖，全程1 100～1 200 mm；管电压120 kV，配合管电流调制技术，准直128×0.6 mm，球管旋转速度0.5 s/rot，扫描螺距0.8，采集矩阵512×512，扫描视野400 mm，重建层厚1 mm，重建间距1 mm。

对比剂注射参数：采用德国欧利奇双筒高压注射器，经被检查者上肢静脉注射碘浓度为350 mg/ml的非离子型对比剂碘佛醇注射液[江苏恒瑞医药股份有限公司，国药准字H20143027，规格：100 ml‥74.1 g（每1 ml 含碘350 mg）]；使用3段注射法，第1段以4 ml/s 速率注射对比剂50 ml，第2段以3 ml/s速率注射对比剂50 ml，第3段以3 ml/s 速率注射0.9%氯化钠注射液40 ml。

触发扫描方式：A 组采用自动触发技术，将髂总动脉分叉处以上腹主动脉设为感兴趣区，监测对比剂阈值，阈值设定为120 HU，当到达扫描阈值后延迟6 s 开始扫描；B 组采用目测手动触发技术，选择目测双膝关节间隙层面的腘动脉，当目测到任意一侧腘动脉出现明显强化时立即手动触发延迟6 s 开始扫描；C 组采用监测阈值手动触发技术，将髂总动脉分叉处以上的腹主动脉设为感兴趣区，触发阈值调至800 HU，以防止自动触发，当腹主动脉时间密度曲线的密度值达到峰值并稳定一段时间后手动触发扫描。

图像后处理：将扫描所得的原始数据传入Syngo CT Workplace 后处理工作站进行最大密度投影、多平面重建、表面遮盖重建、容积重建处理。

1.3 观察指标

比较3组的延迟扫描时间（从开始注射对比剂到启动扫描的时间）和图像质量（由影像科2位主任医师采用双盲法进行独立分析，当意见不一致时通过协商确定）。

图像质量评估前将下肢动脉血管分为5个区域：第1个区域从腹主动脉至髂动脉，包括肾下极腹主动脉、双侧髂内动脉、双侧髂外动脉，共计5个动脉段；第2个区域为大腿部血管，包括双侧股总动脉、双侧股浅动脉、双侧股深动脉，共计6个动脉段；第3个区域为膝关节血管，包括双侧腘动脉，共2个动脉段；第4个区域为小腿部血管，包括双侧胫前动脉、双侧胫腓干、双侧腓动脉、双侧胫后动脉，其中胫前动脉、腓动脉及胫后动脉均分为近、中、远3个节段 ，共计20个动脉段；第5个区域为足部血管，包括双侧足背动脉、双侧足底外侧动脉、双侧足底内侧动脉，共计6个动脉段。

图像质量评估标准如下。（1）CT 值：横断面上分别测量3组双侧髂外动脉起始部、双侧股动脉中段、双侧髌骨下缘腘动脉、双侧胫前动脉中段、双侧足背动脉血管的CT 值，并求得平均值。（2）动脉分支评分：比较3组腹-髂部血管、大腿部血管、膝关节血管、小腿部血管以及足部血管的血管分支显示情况，其中主干血管不显示为0分，主干血管显示为1分，直接分支显示为2分，次级分支显示为3分，3级分支及以上显示为4分。（3）动脉清晰度评分：比较3组每段动脉的血管边缘的清晰度，其中血管不显示为0分，血管边缘模糊不清并可见明显阶梯状伪影为1分，血管边缘尚清晰可见轻度阶梯状伪影为2分，血管边缘清晰锐利无伪影为3分。（4）静脉干扰评分：比较3组每段区域内静脉的显影情况，其中无静脉显影干扰为0分，静脉显影很淡对诊断无影响为1分，静脉显影明显并与动脉伴行严重影响诊断为2分。

1.4 统计学处理

采用SPSS 23.0统计软件进行数据分析，经检验符合正态分布的计量资料以±s表示，不符合正态分布的计量资料用M（P25，P75）表示，采用t检验或t′检验，计数资料以率表示，采用Pearson χ2检验或连续性校正检验或Fisher精确概率检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组延迟扫描时间比较

A、B、C 组的延迟扫描时间分别为（26.4±4.46）s、（38.6±5.22）s、（40.86±10.65）s。A 组的延迟扫描时间短于B、C 组，差异有统计学意义（P<0.05）；B、C 组的延迟扫描时间比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

2.2 3组CT 值、动脉分支评分、动脉清晰度评分、静脉干扰评分比较

在动脉血管的CT 值、动脉分支评分、动脉清晰度评分这3个图像质量指标方面：B、C 组的图像CT 值及评分在多个下肢血管区域均优于A组，差异有统计学意义（P<0.05），且膝关节以下动脉血管图像的统计学差异更加明显（P<0.01，P<0.001）；除左足部动脉分支评分外，B、C组的这3个图像质量指标比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

在静脉干扰评分方面：A 组有1 例出现静脉早期显影，B 组有4 例出现静脉早期显影，有2 例出现静脉严重显影，C 组有3 例出现静脉早期显影；B 组的图像静脉干扰评分高于A、C 组，差异有统计学意义（P<0.05）；A、C 组的图像静脉干扰评分比较，差异无统计学意义（P>0.05）。

由以上结果可知，C 组的图像质量要优于A、B 组的图像质量。3组扫描数据比较见图1，3组典型图像见图2。

图1 3组扫描数据比较

图2 3组典型图像

3 讨论

成人的下肢动脉全长可达1.2 m，并且拥有庞大的动脉分支，相较于胸部和腹部的大动脉，下肢动脉血液流速偏慢。受到患者体质量和心功能的影响，不同个体下肢动脉的血液流速存在较大差异。特别是周边动脉阻塞疾病（peripheral artery occlusive disease，PAOD）患者，管腔狭窄和管壁钙化导致其个体差异性更大[11-12]。下肢动脉CTA图像质量与多方面的因素密切相关[13]。在行下肢动脉CTA 检查时，首先要确定延迟扫描时间，而对触发扫描技术的选择决定了延迟扫描时间的长短。

腹主动脉自动触发技术的特点在于操作简单、方便[14]；但该技术灵活性差，不能有效针对患者的个体性差异。本研究中，A 组大部分患者膝关节以下动脉血管的显影不理想，延迟扫描时间短于其他两组。原因在于，膝关节以下动脉管腔较细，血液流速较慢，受血栓和钙化的影响较大，膝关节以上动脉则相反；腹主动脉达到预设阈值触发扫描的时间偏早，虽然髂动脉、股动脉、腘动脉能较清晰地显影，但小腿和足部的动脉由于血流速度较慢，管腔内对比剂还未到达峰值时扫描就已经结束。

相较于腹主动脉，腘动脉的血流速度更接近下肢动脉血流的平均流速。因此，腘动脉手动触发技术选择髌骨下缘处的腘动脉作为监测点能够合理地确定扫描延迟时间[15]。本研究中，B 组的图像质量评分明显高于A 组，主要表现在膝关节以下的动脉。但腘动脉相对腹主动脉管腔较细，在膝关节层面解剖位置变化较大且不易辨识，因此腘动脉手动触发技术受操作技师的主观性影响较大，特别是PAOD 患者的下肢血管存在广泛的狭窄和管壁钙化，增加了肉眼观察的难度，手动触发的时机往往会提前或是错过最佳延迟扫描时间，这也是B 组下肢静脉干扰评分高于其他两组的原因。

相较于腹主动脉自动触发技术，腹主动脉手动触发技术可以有效地针对每位患者的个体差异。该模式下，监测过程中关注时间密度曲线图中的阈值波动，待曲线到达峰值且趋于稳定开始下降时启动扫描，可以使膝关节以下的动脉血管有充足的时间充盈对比剂，因此其膝关节以下动脉血管图像质量明显优于A 组。与腘动脉手动触发技术相比，腹主动脉管腔较大，易于观察，受管壁钙化及狭窄的影响较小，因此不会错过最佳扫描时间，出现静脉干扰的情况较少。

随着CTA 的广泛运用，行双下肢动脉CTA 检查的患者越来越多[16-18]。本研究结果显示，手动触发技术在下肢动脉CTA 中的应用效果更佳；但临床上自动触发技术使用较多，而手动触发技术使用较少。原因为，手动触发技术虽然获取的图像质量更高，但难以把握客观评估指标，需操作技师拥有一定的临床经验，且需要根据患者的心功能、体质量、血管病变情况、对比剂注射速率等多方面因素调整触发时间，因此该技术的成功率较自动触发技术明显下降[10，19，20]。

综上所述，采用腹主动脉手动触发技术能够兼顾患者的个体差异性，可操作性强，能够精准把握扫描时机，且受患者血管闭塞与钙化的影响较小，能够有效提高下肢动脉CTA 的图像质量。