160层双能螺旋CT肺动脉成像技术进展分析

朱本祥 李文娣 王 颖 王文甲 于平年

（吉林省通化市中心医院CT科，通化 吉林 134001）

160层双能螺旋CT肺动脉成像技术进展分析

朱本祥 李文娣 王 颖 王文甲 于平年

（吉林省通化市中心医院CT科，通化 吉林 134001）

目的 对 160 层双能量螺旋 CT 肺动脉成像进行技术进展分析。方法 收集 2011 年 10 月至 2012 年 6 月于我院行多层螺旋 CT 肺动脉造影 27 例，男 11 例，女 15 例，临床主诉有胸痛、咳嗽、胸闷、气短；年龄 40～75 岁；合并下肢静脉血栓 3 例。采用 Aquilion160 层螺旋CT 机，进行肺动脉扫描，主要使用容积成像（VRT）、薄层最大密度投影（MIP）、多平面重组（MPR）等方法行肺动脉重建。结果 ①扫描时间短，整肺扫描只需 5～10s。②对比剂用量及辐射剂量没有增加。③一次扫描就能得到 PE 解剖信息和肺灌注功能信息。④能显示肺部和纵隔的异常表现。结论 160 层双能螺旋 CT 肺动脉成像可以很好地提供肺动脉信息，能为临床治疗和管理肺栓塞患者提供更多的信息。

双能；肺动脉成像；体层摄影术；X线计算机

近年来，多层螺旋CT肺动脉成像（CT pulmonary angiography，CTPA）已经代替了常规的数字减影血管造影（DSA）和核素肺通气灌注显像，成为肺动脉造影的首选检查方法，对临床医师在肺血管疾病的诊断、治疗及其判断病情方面提供了重要的手段。随着科技发展，双源、双能量 CT 肺动脉成像 （Dual energy-CT pulmonary angiography，DE-CTPA），已在实验和临床研究中用于肺动脉疾病的诊断，提高了常规CTPA技术对肺动脉疾病诊断敏感性[1,2]。

1 资料与方法

收集2011年10月至2012年6月于我院行多层螺旋CT肺动脉造影27例，男11例，女15例，临床主诉有胸痛、咳嗽、胸闷、气短；年龄40～75岁；合并下肢静脉血栓3例。

采用Aquilion160层螺旋CT机，患者常规仰卧位，扫描范围自肺尖至肺底，使用双桶高压注射器，A桶给药，B桶紧接以相同速率注入生理盐水40mL，在主肺动脉层面，设定一感兴趣区（ROI）行bolus tracking，以4.5～5mL/s的流速经肘静脉注入370mgI/mL非离子型对比剂，55～65mL剂量，延时5s开始同层动态扫描，当ROI的CT值上升到90hu后延迟6s启动扫描。扫描参数：准直器宽度0.5mm螺距0.24，重建层厚1.0mm，重建间距0.5mm，转速0.37s/3600，管电压110KV，自动触发一次屏气完成扫描。 将扫描的数据传送到工作站进行图像后处理三维重建，主要使用容积成像（VRT）、薄层最大密度投影（MIP）、多平面重组（MPR）等方法行肺动脉重建。

2 结 果

CTPA上肺动脉分支命名采用Boyden命名系统，右侧10个肺段，左侧8个肺段，两侧共40个亚肺段。由两位医师独立诊断，最后取得一致意见。通过多种图像后处理技术、结合原始横断面图像，160层螺旋CT肺动脉造影清晰、直观、立体地显示了肺动脉的解剖细节及空间结构关系，准确显示肺动脉栓子的大小、期龄、分布、范围及与肺动脉壁的关系。主肺动脉、左右肺动脉、叶间肺动脉、叶肺动脉、段肺动脉、亚段Ⅰ级及亚段Ⅱ级分支显示率为100%，图像质量全部满足诊断需要。本组27例受检患者中，诊断肺动脉栓塞13例，中央肺动脉（主肺动脉及左、右肺动脉）栓塞4例，肺叶及肺段动脉栓塞5例，段及亚段肺动脉栓塞4例；排外肺栓塞13例。

3 肺动脉成像的影像学检查方法及利弊分析

目前用于肺动脉成像的技术主要有：放射性核素肺动脉成像、MR肺动脉成像扫描和MSCT肺灌注检查。放射性核素肺成像是早期诊断肺栓塞的最常用的检查方法，诊断PE的敏感度较高，但是特异度不高[3]，同时由于其较低的时间和空间分辨力，不能查明引起灌注减低的原因和判别动脉栓塞的程度，且部分重症患者不能容忍其较长的检查时间，所以临床应用受限。MRI具有很高的时间和空间分辨率[4]，但由于呼吸运动，心脏和大动脉搏动的伪影，导致信噪比低，图像 质量差，检查成功率低。DSA虽然具有较高敏感性和特异性，但是不能提供肺的功能信息。而多层螺旋CT使得CTA在肺动脉疾病的诊断中占据了越来越重要的地位。它可以显示肺动脉到5级水平。随着图像重建层厚的减小及工作站阅片工作模式的转变，影响亚段肺动脉显示的主要原因已经不是血管细小所致的容积效应，而主要是解剖变异和心脏搏动伪影。多层螺旋CT（MSCT）突出的优势在于一次注射对比剂即能同时清晰显示胸部各脉管系统，患者只需屏气一次即可完成全部扫描过程，简便快捷，短时间内即能对严重危及生命的病因作出诊断或排除诊断，为病情较重的患者赢得宝贵的治疗时机。与传统“金标准”插管法心血管造影的比较，许多研究均表明二者具有极高的一致性[5,6]。

4 CTPA的影响因素

CTPA技术受多因素影响，如造影剂的使用、扫描延迟时间的控制、扫描参数的设定等，另心跳和呼吸频率等对检查结果，尤其对远端亚段PE的检出率也有较大影响。如能优化检查计划、捕捉肺动脉内造影剂充盈的高峰时间可显著提高PE的诊断水平。因此，成功的CTPA检查需要做到扫描速度快、注药速度快及准确及时启动扫描；另外，造影剂的使用、图像重建方式、图像后处理方法等也影响肺动脉及其分支、栓子的显示。

5 CTPA检查

5.1 造影剂的使用

目前国内外文献报道DEPI对比剂的用量多为80～12mL，1.5mL/kg，注射速度为34mL感兴趣区位于肺动脉干触发扫描的阈值为100HU。采用常规对比剂注射方式往往在扫描结束时上腔静脉及右心房头臂静脉甚至锁骨下静脉内仍残留大量对比剂导致图像中出现硬化束伪影影响DEPI判断肺灌注缺损的准确性对比剂从臂至肺循环时间正常值约4～8s肺循环时间约3～5s常规剂量对比剂的注射时间一般达到20s而全胸部扫描仅需6～10s。

提示可以减少对比剂用量而不降低肺动脉内对比剂的充盈程度[7-9]。本组选择高浓度非离子型对比剂（370mgI/mL），保证了肺动脉内对比剂的高浓度状态，组织对比明显，肺动脉成像清晰。使用双筒高压注射器，用高速率（4.5～5.0mL/s）注射，短时间内肺动脉内造影剂浓度达高峰，注射完后立即以同样速率给予50mL生理盐水，减少上腔静脉及右房内高密度造影剂伪影影响，保持对比剂团注的状态，也较单筒注射器明显减少了对比剂用量、降低造影剂不良反应。造影剂总量55～65mL，明显少于120mL。

5.2 扫描参数的选择

simens自由螺距技术，实现了覆盖范围、扫描时间、图像质量的完美统一。自动MAS技术，保证图像质量同时，减少了病人受检射线量。以0.37s/rotation扫描速度，在最短时间内一次屏气约5～7s时间完成扫描，减少了呼吸及心动伪影。关于心动伪影对肺动脉成像质量的影响，崔立明等[10]在16层螺旋CT机中使用心电门控，比较后得出结论，ECG-MSCTA可显著消除心脏搏动伪影，对肺栓塞的总体诊断效果与传统MSCTPA效果相当，但对发生在心缘旁肺动脉内的肺栓塞的诊断明显优于传统MSCTPA。但ECG-MSCTPA本身有很多缺点：需要更小螺距，在相同准直器宽度下扫描同样的范围需更长检查时间，增加了辐射剂量，给患者带来不必要的辐射危害；同时对患者心率要求较高，对心率不齐及心率失常的患者不宜应用，鉴于此，本组未使用心电门控检查。至于在160层螺旋CT中，因为扫描速度更快，使用心电门控是否能降低心缘旁肺动脉伪影，需在以后工作中对比研究。Heuschmid等[11]采用16层CT（0.75mm准直）比较了不同重建参数对肺动脉栓塞的显示能力，2mm，4mm，6mm轴位层厚和2mm，4mmMIP重建对主肺动脉、叶肺动脉的敏感性和特异性均无明显差异。2mm，4mm，6mm层厚对段及亚段肺动脉栓塞的敏感性和特异性分别是97%/100%、81%/99%、65%/99%；2mm，4mmMIP重建的敏感性和特异性分别是91%/99%，74%/99%。2mm轴位层厚及MIP重建显示结果与0.75mm的结果相当，但2mm层厚产生的图像数量是0.75mm层厚1/5，有效节约了存储空间，节省了阅片时间，并降低了放射剂量。本组检查中，采用了3.0mm、自由螺距技术扫描获得原始数据后，采用1.0mm重建层厚，0.5mm重建间隔，明显提高亚段II级显示能力的同时并减少患者受检放射线剂量。

5.3 扫描延迟时间的把握

肺动静脉循环时间短，约2～4s，如启动扫描过早，肺动脉远端小分支对比剂充盈不佳，同时上腔静脉和右房内高密度造影剂形成的放射状伪影干扰右上、中肺动脉及其分支评价；过迟肺动脉内造影剂密度减低，同时肺静脉内对比剂充盈，影响段、亚段分支的显示及对肺栓子的评价。据患者年龄或心率来估计延迟时间是不可靠的，而小剂量预注射技术虽比经验猜测有很大改进，但其不能预测出大剂量造影剂团注时的表现，同时病人用于检查的造影剂总用量会增多。为准确捕捉到肺动脉中造影剂浓度高峰时间，我们采用在主肺动脉层面，设定一感兴趣区（ROI）行bolus tracking，以4.5～5mL/s的流速经肘静脉注入370mgI/mL非离子型对比剂，延时5s开始同层动态扫描，当ROI的CT值上升到触发阈值后延迟6s启动扫描，此种个体化的监测肺动脉内对比剂峰值、自动触发扫描技术，避免了以往使用经验值估计扫描延迟时间的不准确性；与小剂量造影剂实验法相比，减少了造影剂使用量、患者射线投照量、简化了工作流程，提高了工作效率。

5.4 图像的重建技术及窗技术后处理技术的选择也会影响CTPA图像质量和诊断准确率[12]。多种后处理技术如MPR（多平面重组）、MIP（最大密度投影）、VR（容积再现）等可以多角度多方位显示肺动脉、肺栓子位置、形态、与动脉壁关系等。以上重建方法各有优劣势，MPR通过任意截面截取三维容积数据获得任意剖面的重组图像，可从不同角度、不同层厚观察、显示肺动脉的形态和解剖关系，原图像密度值和大小比例被忠实保留到结果图像，空间分辨率高，清晰显示栓子形态、密度、累及范围，缺点是产生的仍是断层图像，难以表现空间解剖结构。MIP将选定层厚投影轨迹上的数据中的最大密度进行编码和图像重建，形态学改变直观，清晰，可对肺动脉逐级、逐支分析，栓子定位准确。缺点是因经过最大值运算，不能在图像上测量CT值；对密度差异小的组织显示差，厚度不同，病变可能被覆盖，且对重叠结构的空间关系显示也不好。VRT将扫描容积内全部像素总和的投影以不同灰阶形式显示，图像空间立体感强，利于显示肺动脉空间解剖关系，并可任意角度旋转，多方位观察；缺点是肺动脉管腔内情况易被掩盖，图像阈值依赖性强，通过调节阈值等参数可改变病变形态和大小，造成人为失真和误差。实际工作中应综合运用多种后处理技术，综合判断，以期充分、清晰直观地显示栓子及肺动脉情况；另诊断肺栓塞时，还需同时观察肺窗，评价肺组织情况，除外有无肺梗死的存在。另解读图像时，窗宽窗位的选择也是非常重要的，不适当的窗位技术，可能会掩盖病变。

160层双能谱CTPA的优势：①扫描时间短，整肺扫描只需5～10s，本组平均扫描时间为6.8s；②对比剂用量及辐射剂量没有增加，本组对比剂平均用量为58mL，有效辐射剂量为2～3mSv，不高于以往单源CT肺动脉CTA检查[13]；③一次扫描就能得到PE解剖信息和肺灌注功能信息[14-16]；④能显示肺部和纵隔的异常表现。在不增加扫描时间、对比剂用量和辐射剂量的同时，可以很好地提供肺动脉信息，能为临床治疗和管理肺栓塞患者提供更多的信息。

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