實時閾值手動觸發技術在下肢動脈CT血管成像中的臨床應用價值

侯凱　呂鵬　顧君英　陸秀良

(復旦大學附屬中山醫院放射診斷科，上海　200032)

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·論著·

實時閾值手動觸發技術在下肢動脈CT血管成像中的臨床應用價值

侯凱呂鵬顧君英陸秀良

(復旦大學附屬中山醫院放射診斷科，上海200032)

摘要目的： 探討實時閾值手動觸發技術在多排螺旋CT下肢動脈成像中的臨床應用價值。方法： 70例臨床疑有下肢動脈病變的患者接受下肢動脈CT檢查，患者被隨機分為兩組。自動觸發組(n=35)患者采用自動閾值觸發技術，閾值到達150 Hu后延遲6 s啟動掃描；手動觸發組(n=35)患者通過實時觀察時間密度曲線圖至峰值穩定后手動即刻啟動掃描。分析兩組的延遲掃描時間，評價兩組的圖像質量。圖像質量的評價包括顯示動脈的最遠分支級別、動脈邊緣光滑度、靜脈干擾情況、動脈節段的CT值。結果： 兩種觸發方式的啟動掃描延遲時間有明顯差異(P=0.002)，自動觸發組早于手動觸發組；兩種觸發掃描方式對腹主-髂動脈及股動脈-腘動脈區域血管的遠端分支及血管邊緣顯示能力差異無統計學意義(P>0.05)；手動觸發組患者小腿動脈的遠端分支及血管邊緣的圖像質量較自動觸發組高，差異有統計學意義(P值分別為 0.004、0.003)；同樣，手動觸發組患者的足部動脈的遠端分支及血管邊緣的圖像質量較自動觸發組高(P值分別為 0.003、0.003)；兩組的圖像在整個下肢靜脈干擾評分中差異均無統計學意義(P>0.05)。腹主-髂動脈、股-腘動脈和小腿動脈3個層面的CT值在兩組間的差異均無統計學意義(P>0.05)，而兩組在足背動脈層面的CT值差異有統計學意義(P=0.006)，手動觸發組在4個層面的CT值均高于自動觸發組。結論： 實時閾值手動觸發技術考慮了患者的個體差異，可以更好地把握患者的延遲掃描時間，能獲得更高質量的下肢動脈圖像。

關鍵詞雙下肢動脈；CT血管造影；實時閾值手動觸發

The Clinical Application Value of Real Time Threshold Manual Triggering Technique in the Lower Extremity Arterial CT Angiography

HOUKaiLüPengGUJunyingLUXiuliang

DepartmentofDiagnosticRadiology,ZhongshanHospital,FudanUniversity,Shanghai200032,China

AbstractObjective： To investigate the clinical avalue of real time threshold manual triggering technique in the lower extremity arterial CT angiography.Methods： A total of 70 patients with clinically suspected lower extremity arterial disease underwent lower extremity arterial CT examination, and the patients were randomly divided into two groups.In the first group 35 patients, the automatic threshold triggering technique was used. After the threshold reached to 150 Hu, 6 s was delayed before scanning. The other group of 35 patients with manual triggering was used to observe the time density curve. When the peak value was stable, scanning was started at once. The delay time of the two groups was analyzed and the image quality of the two groups was evaluated. The image quality evaluation included the branch level, the smooth degree of the arterial edge, the interference of the vein and the CT value of the arterial segment.Results： There were significant differences in the starting delay time of the two trigger modes (P=0.002,P<0.05), and the auto trigger group was earlier than the manual triggering group. Between the two trigger modes, there was no significant difference in the distal branches and vessel edge of abdominal-iliac artery and femoral popliteal artery display ability. In the lower limb artery ,the image quality of manual triggering group was higher than that of the automatic trigger group ,the two groups had statistical significance(P=0.004,P=0.003). The same as to the distal branch and the edge of the vessel of the foot(P=0.003,P=0.003). Two sets of images in the lower limb vein interference score had no significant difference (P> 0.05). CT value had no significant difference in abdominal-iliac artery, femoral-calf and popliteal arteries between the two groups, while that in the dorsalis pedis artery had statistical significance between the two groups (P=0.006). Four levels of CT values in manual triggering group were higher than those in the automatic trigger group.Conclusions： Real time threshold manual triggering technique takes into account the individual differences of patients, so the patient’s delay scan time can be evaluated better and higher quality of lower extremity arterial images can be acquired.

Key WordsLower extremity artery；CT angiography；Real time threshold manual triggering technique

近年來，隨著人們飲食習慣的改變以及社會老齡化人口的不斷增加，下肢動脈粥樣硬化在我國的發病率也在逐年上升，嚴重影響了患者的生活質量[1]。因此，該病的早期診斷和治療已經成為不可忽視的臨床問題。 CT血管成像(CT angiography，CTA)是近年來被廣泛使用的無創性影像學檢查方法，其掃描時間短，空間分辨率高，能夠準確地診斷血管疾病[2-5]。傳統的自動閾值觸發掃描技術由于個體差異的存在，不能夠精確把握每位患者的延遲掃描時間而獲得高質量的下肢動脈圖像。手動閾值觸發技術能夠更好地把握患者的閾值峰值，在最佳的時間啟動掃描，提高了下肢動脈的圖像質量。本研究對隨機分組的兩組下肢動脈病變患者分別采用自動閾值觸發和手動閾值觸發方法進行掃描，比較兩種觸發方式對下肢動脈圖像的顯示質量。

1資料與方法

1.1一般資料收集2014年1月—2014年6月我院血管外科收治的臨床疑有下肢動脈血管疾病的患者70例，包括臨床診斷的動脈硬化引起的下肢動脈閉塞癥(peripheral arterial occlusive disease，PAOD)56例，血栓閉塞性脈管炎10例，下肢動脈急性栓塞4例。按CTA觸發掃描方法的不同分為自動觸發組(n=35)和手動觸發組(n=35)。自動觸發組中男性25例，女性10例；年齡54~84歲，平均年齡(65±11)歲；平均身高為(169±0.05)cm；平均體質量為(65.2±12.2)kg。 手動觸發組中男性26例，女性9例；年齡51~86歲，平均年齡(68±12)歲；平均身高為(166±0.06)cm；平均體質量為(63.1±12.1)kg。2組患者在年齡、身高與體質量方面的差異均無統計學意義(P>0.05)。本研究得到復旦大學附屬中山醫院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1掃描參數70例患者均應用日本東芝公司Aquilion One 320排螺旋CT機進行掃描，由同一位高年資的主管技師完成操作。患者體位為仰臥位足先進，雙手舉過頭，止血帶捆綁雙側踝關節。掃描條件為120 kV，250 mAs，掃描速度0.75 s/rot，層厚1 mm，螺距0.8，探測器選擇0.5×64排。掃描范圍為從腎動脈水平的腹主動脈向下掃描至足尖，全程1100~1200 mm 。兩組均將腎動脈水平處腹主動脈設為閾值監測點。自動觸發組采用自動觸發技術，監測對比劑閾值設定為150 Hu ，當達到掃描閾值后延遲6 s開始掃描。手動觸發組則實時觀察時間密度曲線圖，至峰值穩定后手動觸發即刻掃描(如圖1)。記錄兩組患者從開始注射造影劑至啟動掃描之間的時間，并作比較。

圖A顯示對比劑注射14 s后繼續監測8 s左右達到峰值，且峰值最高在500 Hu以上。圖B顯示對比劑在注射造影劑14 s后已經接近峰值，且峰值在330 Hu左右。圖C顯示在注射造影劑14 s后，繼續監測了24 s左右才達峰值。從以上數據可以看出，PAOD患者對比劑通過時間的個體差異極大，任何固定掃描時間的CT血管成像方法均不能準確把握對比劑濃度高峰。圖1　對比劑注射14 s后采集的峰值圖

1.2.2對比劑注射方式采用美國美德瑞達公司雙筒高壓注射器經上肢靜脈注射非離子型對比劑碘比樂(碘濃度：370 mgI/mL )。兩組均先以4.5 mL/s的速率注射50 mL碘比樂，再以4.0 mL/s的速率注射50 mL碘比樂，最后以4.0 mL/s的速率注射總量30 mL的生理鹽水。

1.2.3掃描后處理掃描完成后將原始數據傳送到Vitra Workstation后處理工作站，進行最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)、 多平面重建(multiplanar reconstruction, MPR)、容積重建(volume reconstruction, VR)等后處理。

1.2.4圖像質量評價和分析按照文獻[6-7]提供的分析方法，并根據筆者與2位有經驗的放射診斷醫師討論的具體情況加以調整，將下肢動脈分為四部分：第一部分包括主-髂部(腎下段腹主動脈、雙側髂總動脈、雙側髂外動脈)共計5段動脈；第二部分包括股-腘部(雙側股總動脈、雙側股淺、雙側股深動脈及雙側腘動脈)共計8段動脈；第三部分包括膝下部(雙側脛前動脈、雙側脛腓干、雙側脛后動脈、雙側腓動脈，其中脛前動脈、脛后動脈、腓動脈分為近、中、遠段等3個節段)共計20段動脈；第四部分包括足部(雙側足背動脈、足底內側動脈、足底外側動脈)共計6段動脈。 所有圖像由兩位在血管影像方面有多年工作經驗的放射科醫師采用雙盲法(隱藏患者的臨床信息)進行獨自分析，意見不一致時協商確定。

圖像質量評分標準從四個方面進行評價：(1)橫斷面上分別3次測量兩組患者在髂總動脈中段、股腘動脈中段、脛前動脈中段和足背動脈的CT值，求得平均CT值并加以比較。(2)根據動脈邊緣顯示清晰度對每段動脈進行質量評分，0分：血管不顯示；1分：血管邊緣能顯示，但有明顯變形或階梯狀偽影；2分：血管邊緣顯示清晰，但輕度變形或有階梯狀偽影；3分：血管邊緣顯示清晰，無肉眼可見的變形或偽影。(3)根據動脈分支情況對每段動脈進行質量評分，0分：未能顯示；1分：顯示主干；2分：顯示直接分支；3分：顯示2級分支；4分：顯示3級分支以上。(4)有無靜脈早期顯影評分，分為0~2級，0分為無靜脈顯示；1分為靜脈顯影很淡，不影響動脈診斷；2分為靜脈早期顯影，嚴重影響動脈診斷。

2結果

2.1兩組患者的延遲時間的比較自動觸發組的平均延遲時間為(25±6)s，明顯早于手動觸發組[(32±5)s]，P=0.002。

2.2兩種觸發方式顯示動脈血管邊緣和最遠端動脈分支級別的比較自動觸發組和手動觸發組對主-髂部及股-腘部動脈區域血管的顯示能力差異無統計學意義；但兩組對膝下部及足部動脈的顯示情況差異有統計學意義(P<0.05)，手動觸發組顯示血管邊緣光滑度質量和動脈分支情況評分均優于自動觸發組。見表1及圖2。

±s)

手動觸發組(A)顯示血管邊緣光滑度質量和動脈分支情況均優于自動觸發組(B)，尤其小腿動脈及足部動脈的顯示情況，并且手動觸發組4個動脈層面的CT值均高于自動觸發組。圖2　A為手動觸發采集的圖像B為自動觸發采集的圖像

2.3兩組患者的靜脈干擾評分比較兩組主-髂動脈、股-腘動脈、膝下部和足部四個部分的圖像均沒有明顯的靜脈干擾，兩組間靜脈干擾評分差異沒有統計學意義(P>0.05)。見表2及圖2。

±s)

2.4兩組患者在4個動脈層面的CT值比較在主-髂部動脈、股-腘部動脈和膝下部動脈層面，兩組患者的CT值差異無統計學意義；在足背動脈層面，兩組患者的CT值差異有統計學意義(P<0.05)，且手動觸發組4個動脈層面的CT值均高于自動觸發組。見表3、圖2。

表3兩組在4個不同水平橫斷面的

項目自動觸發組(n=35)手動觸發組(n=35)P值髂總動脈398.1±100418.6±800.366股腘動脈391.1±84419.4±920.211脛前動脈312.9±85327.5±780.473足背動脈200.1±67244.0±560.006

3討論

下肢動脈病變患者的CTA檢查中，確定掃描延遲時間至關重要。目前，下肢CTA掃描延遲時間的確定主要采用兩種方法，即自動閾值團注觸發掃描技術[8-9]和小劑量對比劑團注試驗技術[10]。前者的掃描過程中往往不能準確把握患者的最佳啟動掃描時間，導致啟動時間過早或過晚；后者通過小劑量試驗來確定每個個體的最佳延遲掃描時間，但是，小劑量試驗不僅增加了對比劑用量，還增加了患者的輻射劑量，而且兩次掃描延長了檢查時間。

本研究采用實時目測時間密度曲線圖手動觸發掃描技術，掃描的基本步驟同于目前臨床常用的自動跟蹤掃描技術[8-9]，只是在掃描的啟動時間上更具個體性。從研究結果可以看出，自動觸發組的平均延遲時間早于手動觸發組。兩組患者的造影劑注射方式均采用雙期高速率靜脈團注法[11-12]。故本次研究中兩組患者的圖像質量均能滿足于臨床診斷的要求，尤其體現在兩組患者的圖像中均未出現明顯的靜脈干擾，說明兩種觸發方式均未出現觸發過晚的現象。在CT值方面，在腹主-髂動脈、股-腘動脈和小腿動脈動脈層面，兩組患者的CT值差異無統計學意義，而在足背動脈層面，兩組CT值差異有統計學意義(P<0.05)，并且手動觸發組的四部分平均CT值均高于自動觸發組。

結合靜脈像與動脈CT值的結果可以看出，兩種觸發掃描方式的主要差別在于，自動觸發方式不能夠有效地針對每位患者的個體差異，多數患者的實際啟動時間較個體最佳啟動時間過早。但下肢腹-髂部和股-腘部動脈主干較粗，且距離峰值監測層面較近，兩組病例在啟動掃描時，兩部分動脈內造影劑都能達到較好的充盈效果，分支也得到好的顯示，故在兩組動脈的質量評價中沒有顯著差異(P>0.05)。而腘動脈以下分成3支動脈，血流速度必然減緩[13]，且PAOD患者腘動脈上方的血管常存在不同程度的狹窄甚至阻塞，更加減緩了膝下動脈的流速。因此，配合目前高排數、掃描快的螺旋CT，在膝下動脈的最佳峰值到達之前檢查已經完成，導致膝下動脈造影劑密度值偏低，分支未能充盈顯示，動脈邊緣的密度分辨率欠佳。而目測實時時間密度曲線圖手動觸發掃描技術，可以有效地針對每位患者的個體差異，監測過程中密切關注時間密度曲線圖中的閾值波動，待曲線到達峰值趨于穩定開始下降則啟動掃描，有效地解決了自動閾值觸發掃描過程中的啟動過早的問題。本研究中手動觸發組全程下肢動脈的平均CT值較自動觸發組高，也是由于手動觸發組膝下動脈得到充分充盈，提高了膝下動脈邊緣的密度分辨率，使得遠端分支的顯示效果明顯好于自動觸發組。

需要注意的是，實時閾值手動觸發掃描方式雖然理論上可以個體化地選擇最佳觸發時間，但是有些時候亦與操作者的經驗有關。實際工作中，操作者還需要考慮患者的心功能、體質量、病理生理變化、血管病變情況、注射對比劑速度等多方面因素的影響，對觸發時間進行相應調整。當經驗不足的操作者碰到心功能較差的患者時，閾值達峰需要較長時間，容易因操作者個人主觀因素而導致提前觸發掃描。當患者有心率過高等時，血管造影劑的峰值較常規患者低，經驗不足的操作者易發生過長等待峰值時間的情況，導致觸發掃描過晚。

下肢動脈血管CTA的理想目標是在接近一次血液循環的時間內將髂動脈、股腘動脈、小腿動脈及其足部動脈完整采集，避免周圍靜脈和軟組織對下肢動脈血管的污染。對比劑團注后確定掃描時間至關重要，掃描時間的長短也是反映圖像質量優劣的關鍵。目測時間密度曲線圖手動觸發掃描可以合理地確定延時掃描時間，是下肢動脈CTA成像技術中較為理想的成像方案，在臨床診斷中具有重要的臨床價值，值得在臨床中推廣。

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中圖分類號R814.42

文獻標志碼A

通訊作者陸秀良，E-mail: lu.xiuliang@zs-hospital.sh.cn