DSA iFlow 彩色編碼技術在人工血透通路腔內治療中的應用研究

劉育齊，李承志，何子聰，林印勝，張 艷

隨著醫療水平不斷進步，使用人工血液透析（血透）患者逐年增加，透析通路狹窄、血栓形成等問題所致通路失功能病例數也逐年增多，透析通路維護成為臨床面臨的重大課題［1］。經皮腔內血管成形術（percutaneous transluminal angioplasty，PTA）具有手術時間短、有效保護血管資源、對血管損傷小、快速解決內漏狹窄等優點［2-3］，已廣泛應用于人工血透通路狹窄、閉塞性病變治療［4-8］。目前人工血透通路血流量監測方法主要包括超聲稀釋法和血管多普勒超聲，前者最可靠，而后者最常用［9］，然而兩者均受限于特定的儀器設備、人員，通常不能在PTA 術中實時監測。美國國家腎臟基金會腎臟病生存質量倡議（KDOQI）指南［2］中關于血透通路 PTA 理想療效為病變部位殘余狹窄＜30%，但單純二維圖像、造影角度、主觀性強等因素使得相關評價偏差大。如何在PTA 術中實時便捷地監測人工血透通路血流量，指導進一步手術決策，值得思考。本研究通過回顧性分析人工血透通路狹窄或閉塞性病變DSA 圖像獲取iFlow 彩色編碼技術參數與對應血透通路血流量，分析兩者關系，以探討彩色編碼技術在PTA術中實時監測人工血透通路血流量的價值。

1 材料與方法

1.1 研究數據收集

收集2016年6月至2018年6月在深圳市人民醫院接受DSA 導引下PTA 治療的前臂人工血透通路失功能患者25 例術前、術后DSA 圖像數據與彩色多普勒超聲監測數據，患者臨床特征見表1。DSA圖像數據收集：肱動脈入路，經導管高壓注射器注入對比劑行前臂血管DSA 造影（參數：流率3 mL/s，對比劑總量 9 mL，壓力 200 psi，圖像采集速率 7.5 幀/s，見圖1）；多普勒超聲監測數據收集：患者前臂處于功能位，超聲探頭垂直于前臂皮膚，探頭頻率6～12 MHz，測量狹窄管腔管徑和收縮期峰值流速。

表1 25 例患者臨床特征

圖1 PTA 術程DSA 圖像采集

1.2 DSA 圖像數據處理

根據血管DSA 造影圖像，計算平均狹窄管徑d（cm），測量正常管徑 D（cm），計算管腔狹窄程度S=d/D，測量并計算累計管腔狹窄長度l（cm）及在特定圖像幀數內對比劑通過含狹窄段的距離長度L（cm）（圖 2），記錄圖像采集幀頻 F（幀/s）及相應圖像幀數N。根據速度計算公式（速度=距離/時間），計算平均血流速度 V（cm/s）=L/（N/F）；根據圓形面積計算公式（圓形面積=πr2），通過加權計算平均血管橫截面積 C（cm2）=π（d/2）2（l/L）+π（D/2）2［（L-l）/L］；根據流量計算公式（流量=橫截面積×速度），計算所有患者血流量 Q（mL/min）=V×C×60。

圖2 測量示意圖

將患者PTA 術前、 術后造影圖像傳至德國Siemens 公司 Leonardo 后處理工作站，經 Syngo iFlow 軟件處理后得到彩色編碼圖像，分別在距離狹窄或閉塞段近端10 cm 通路流入道正常管徑處、狹窄或閉塞段近端、狹窄段或閉塞段遠端，各選取面積 4.7 mm2大小感興趣區（ROI），分別記為 Ref 點、2點、3 點，ROI 完全落在血透通路范圍內，并避開血透通路與其他血管重疊區域（圖3、4）。以Ref 點為參考點，采集iFlow 數據并計算出2 點與3 點密度達峰時間差值（ΔTTP）。所有患者iFlow 數據采集與后處理均由2 名經驗豐富的介入醫師共同完成。

圖3 ROI 選點示意圖

圖4 造影圖像iFlow 后處理圖

1.3 血管多普勒超聲監測圖像數據處理

收集所有患者PTA 術前3 d 內及術后3 d 內血管多普勒超聲檢查圖像數據，分別測量術前、術后血透通路狹窄點管腔管徑大小和收縮期峰值流速（圖 5），根據圓形面積計算公式（圓形面積=πr2），計算出橫截面積；橫截面積與收縮期峰值流速相乘得出彩色超聲血流量（G）。

圖5 多普勒超聲監測

1.4 統計學分析

采用SPSS 22.0 統計軟件進行數據分析。計量資料以均數±標準差（）表示，配對t 檢驗分析對比各患者術前、 術后 ΔTTP 間、Q 間、S 間差異及 Q與 G 間差異，Pearson 相關系數分析 Q 與 S、ΔTTP間相關性，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

25 例患者均完成PTA 術前血管多普勒檢查和DSA 造影，術中2 例閉塞性病變成功開通，23例狹窄性病變中20 例成功開通，3 例病變復雜，導絲未能通過狹窄段，開通失敗。最終納入術前術后共47 個DSA 圖像數據及其對應多普勒超聲監測數據。

配對t 檢驗分析結果顯示，PTA 術前、術后S 分別為（73.38±11.50）%、（41.03±12.19）%，差異有顯著統計學意義（P＜0.001），術后管腔狹窄程度明顯縮??；Q 分別為（307.35±189.25） mL/min、（940.15±268.55） mL/min，差異有顯著統計學意義（P＜0.001），術后 DSA 血流量明顯增加；G 分別為（331.31±174.72） mL/min、（990.80±246.03） mL/min，差異有顯著統計學意義（P＜0.001）；Q 與 G 間差異有統計學意義（P＜0.05）；術前、術后 ΔTTP 分別為（1.03±0.76） s、（0.18±0.12） s，差異有顯著統計學意義（P＜0.001），見表2。直線相關分析結果顯示，S 與Q 間呈負相關性 （r=-0.81，P＜0.001）；ΔTTP 與 Q 間呈負相關性（r=-0.65，P＜0.001）。直線回歸分析結果顯示，Q 與ΔTTP 間有直線關系（t=-5.6，P＜0.05），直線回歸方程y′=834.36-318.01x（x≥0）（0≤x≤0.12 時，y′≥800），見圖2。

表2 各參數之間配對t 檢驗分析結果

3 討論

維持有效通路血流量是血液透析能夠順利進行的關鍵，監測通路血流量、及時獲取血流量變化信息，對于維護血透通路意義重大。DSA 參數彩色編碼技術作為一種圖像后處理技術，通過收集DSA造影圖像密度隨時間變化而變化信息，通過計算機算法轉變為圖像像素，獲取血流分布、血流速度變化等功能性參數指標［10］。研究表明，DSA 參數彩色編碼技術可客觀地反映成像血管實時血流速度［11］。Syngo iFlow 軟件由德國Siemens 公司開發、推廣，首先被用于評估神經系統血管重建，實時成像評估、指導術中治療方案［12］。隨著技術成熟，Syngo iFlow成像技術已用于更多領域。有研究表明，Syngo iFlow成像技術可在術中實時測量、定量評價肝細胞癌血流動力學變化，以判斷腫瘤栓塞程度［13］。也有研究報道將Syngo iFlow 成像技術應用于評估下肢動脈缺血性疾病血管腔內介入治療前后血流動力學改變，取得了初步經驗［14-15］。Zhang 等［16］將 Syngo iFlow成像技術用于評判兔下肢缺血-再灌注損傷，結果表明該技術可有效判斷缺血-再灌注損傷程度，有望為臨床肢體缺血-再灌注損傷建立評價標準。Syngo iFlow 成像技術在評價組織灌注方面顯示出強大功能，可與CT 灌注成像相媲美。然而Syngo iFlow 成像技術目前尚未應用于評價人工血透通路PTA 術療效。本研究通過回顧性分析人工血透通路狹窄或閉塞性病變DSA 圖像，獲取iFlow 彩色編碼技術參數ΔTTP 與對應血透通路血流量Q，結果顯示ΔTTP 在PTA 術中實時監測人工血透通路血流量具有巨大潛力。

本研究所有患者介入手術均經肱動脈途徑，對狹窄性和閉塞性病變開通成功患者，均予一次性全程治療人工血透通路，治療前后造影均采用相同參數高壓注射，經肱動脈血管鞘行前臂血管造影，統一造影圖像標準，以避免靜脈端入路造影導管對圖像的干擾。本研究基于術中DSA 造影圖像計算出DSA 血流量，即PTA 術中血透通路實時血流量，與基于DSA 造影圖像后處理所獲iFlow 彩色編碼相關參數ΔTTP 相對應，保證了兩者間相關性分析的可信度。DSA 血流量Q 與彩色超聲血流量G 比較，差異有統計學意（P=0.01）。本研究認為，存在這種差異的主要原因：①DSA 造影與彩色超聲監測處于不同時間點，病變進展所致血管狹窄程度不同；②DSA監測血流量計算方法存在精度偏差，計算所得血流量數據與實際血流量間存在一定偏差。但本研究通過加權計算平均血管橫截面積、 平均血流速度，進而計算出血流量值，最大程度接近了實際值，且DSA 血流量與彩色超聲血流量間差異并不大。余少斌等［17］基于超聲稀釋法對213 例狹窄與非狹窄性血透通路血流量進行監測，結果顯示狹窄性、非狹窄性病變平均血流量分別為 320（290～370） mL/min、895（600～1 205） mL/min。本研究所測術前、術后 DSA血流量與之大體相近，直線相關分析也顯示DSA 血流量Q 與管腔狹窄程度S 呈負相關性。由此可見，本研究中DSA 血流量計算方法可行，能有效評估人工血透通路血流量。

本研究結果顯示ΔTTP 與Q 間具有良好負相關性，揭示了利用iFlow 相關參數ΔTTP 評估人工血透通路血流量具有較高的臨床價值。目前對于人工血透通路血流量的正常值尚無統一標準，低血流量易導致血透通路失功能，高流量則易出現嚴重盜血現象及并發心功能不全等。有研究表明，內漏血流量個體差異大（300～3 000 mL/min）［18］。丁紅等［19］、余少賦等［17］研究表明，低流量組（＜800 mL/min）和高流量組（≥1 500 mL/min）患者并發癥發生率明顯高于中等流量組（800～1 500 mL/min）。本研究顯示DSA 血流量Q 與達峰時間差值ΔTTP 間有直線關系（t=-5.6，P＜0.05），直線回歸方程y′=834.36-318.01x（x≥0）。按照丁紅等［19］、余少賦等［17］研究推薦，人工血透通路血流量應控制在中等流量組（800～1 500 mL/min），當達峰時間差值 ΔTTP＜0.12 時，血流量＞800 mL/min。因此，本研究認為PTA 治療人工血透通路狹窄或閉塞性病變時，狹窄近、遠端密度達峰時間差值ΔTTP＜0.12 的治療效果較為理想。

本研究結論認為，DSA iFlow 彩色編碼成像技術獲得的前臂人工血透通路相關參數ΔTTP，對評估人工透析通路血流量有較高的參考價值，為PTA治療人工血透通路失功能過程中實時有效地評估血流量提供了一種新方法。