实时阈值手动触发技术在下肢动脉CT血管成像中的临床应用价值

侯凯　吕鹏　顾君英　陆秀良

(复旦大学附属中山医院放射诊断科，上海　200032)



·论著·

实时阈值手动触发技术在下肢动脉CT血管成像中的临床应用价值

侯凯吕鹏顾君英陆秀良

(复旦大学附属中山医院放射诊断科，上海200032)

摘要目的： 探讨实时阈值手动触发技术在多排螺旋CT下肢动脉成像中的临床应用价值。方法： 70例临床疑有下肢动脉病变的患者接受下肢动脉CT检查，患者被随机分为两组。自动触发组(n=35)患者采用自动阈值触发技术，阈值到达150 Hu后延迟6 s启动扫描；手动触发组(n=35)患者通过实时观察时间密度曲线图至峰值稳定后手动即刻启动扫描。分析两组的延迟扫描时间，评价两组的图像质量。图像质量的评价包括显示动脉的最远分支级别、动脉边缘光滑度、静脉干扰情况、动脉节段的CT值。结果： 两种触发方式的启动扫描延迟时间有明显差异(P=0.002)，自动触发组早于手动触发组；两种触发扫描方式对腹主-髂动脉及股动脉-腘动脉区域血管的远端分支及血管边缘显示能力差异无统计学意义(P>0.05)；手动触发组患者小腿动脉的远端分支及血管边缘的图像质量较自动触发组高，差异有统计学意义(P值分别为 0.004、0.003)；同样，手动触发组患者的足部动脉的远端分支及血管边缘的图像质量较自动触发组高(P值分别为 0.003、0.003)；两组的图像在整个下肢静脉干扰评分中差异均无统计学意义(P>0.05)。腹主-髂动脉、股-腘动脉和小腿动脉3个层面的CT值在两组间的差异均无统计学意义(P>0.05)，而两组在足背动脉层面的CT值差异有统计学意义(P=0.006)，手动触发组在4个层面的CT值均高于自动触发组。结论： 实时阈值手动触发技术考虑了患者的个体差异，可以更好地把握患者的延迟扫描时间，能获得更高质量的下肢动脉图像。

关键词双下肢动脉；CT血管造影；实时阈值手动触发

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

近年来，随着人们饮食习惯的改变以及社会老龄化人口的不断增加，下肢动脉粥样硬化在我国的发病率也在逐年上升，严重影响了患者的生活质量[1]。因此，该病的早期诊断和治疗已经成为不可忽视的临床问题。 CT血管成像(CT angiography，CTA)是近年来被广泛使用的无创性影像学检查方法，其扫描时间短，空间分辨率高，能够准确地诊断血管疾病[2-5]。传统的自动阈值触发扫描技术由于个体差异的存在，不能够精确把握每位患者的延迟扫描时间而获得高质量的下肢动脉图像。手动阈值触发技术能够更好地把握患者的阈值峰值，在最佳的时间启动扫描，提高了下肢动脉的图像质量。本研究对随机分组的两组下肢动脉病变患者分别采用自动阈值触发和手动阈值触发方法进行扫描，比较两种触发方式对下肢动脉图像的显示质量。

1资料与方法

1.1一般资料收集2014年1月—2014年6月我院血管外科收治的临床疑有下肢动脉血管疾病的患者70例，包括临床诊断的动脉硬化引起的下肢动脉闭塞症(peripheral arterial occlusive disease，PAOD)56例，血栓闭塞性脉管炎10例，下肢动脉急性栓塞4例。按CTA触发扫描方法的不同分为自动触发组(n=35)和手动触发组(n=35)。自动触发组中男性25例，女性10例；年龄54~84岁，平均年龄(65±11)岁；平均身高为(169±0.05)cm；平均体质量为(65.2±12.2)kg。 手动触发组中男性26例，女性9例；年龄51~86岁，平均年龄(68±12)岁；平均身高为(166±0.06)cm；平均体质量为(63.1±12.1)kg。2组患者在年龄、身高与体质量方面的差异均无统计学意义(P>0.05)。本研究得到复旦大学附属中山医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1扫描参数70例患者均应用日本东芝公司Aquilion One 320排螺旋CT机进行扫描，由同一位高年资的主管技师完成操作。患者体位为仰卧位足先进，双手举过头，止血带捆绑双侧踝关节。扫描条件为120 kV，250 mAs，扫描速度0.75 s/rot，层厚1 mm，螺距0.8，探测器选择0.5×64排。扫描范围为从肾动脉水平的腹主动脉向下扫描至足尖，全程1100~1200 mm 。两组均将肾动脉水平处腹主动脉设为阈值监测点。自动触发组采用自动触发技术，监测对比剂阈值设定为150 Hu ，当达到扫描阈值后延迟6 s开始扫描。手动触发组则实时观察时间密度曲线图，至峰值稳定后手动触发即刻扫描(如图1)。记录两组患者从开始注射造影剂至启动扫描之间的时间，并作比较。

图A显示对比剂注射14 s后继续监测8 s左右达到峰值，且峰值最高在500 Hu以上。图B显示对比剂在注射造影剂14 s后已经接近峰值，且峰值在330 Hu左右。图C显示在注射造影剂14 s后，继续监测了24 s左右才达峰值。从以上数据可以看出，PAOD患者对比剂通过时间的个体差异极大，任何固定扫描时间的CT血管成像方法均不能准确把握对比剂浓度高峰。图1　对比剂注射14 s后采集的峰值图

1.2.2对比剂注射方式采用美国美德瑞达公司双筒高压注射器经上肢静脉注射非离子型对比剂碘比乐(碘浓度：370 mgI/mL )。两组均先以4.5 mL/s的速率注射50 mL碘比乐，再以4.0 mL/s的速率注射50 mL碘比乐，最后以4.0 mL/s的速率注射总量30 mL的生理盐水。

1.2.3扫描后处理扫描完成后将原始数据传送到Vitra Workstation后处理工作站，进行最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)、 多平面重建(multiplanar reconstruction, MPR)、容积重建(volume reconstruction, VR)等后处理。

1.2.4图像质量评价和分析按照文献[6-7]提供的分析方法，并根据笔者与2位有经验的放射诊断医师讨论的具体情况加以调整，将下肢动脉分为四部分：第一部分包括主-髂部(肾下段腹主动脉、双侧髂总动脉、双侧髂外动脉)共计5段动脉；第二部分包括股-腘部(双侧股总动脉、双侧股浅、双侧股深动脉及双侧腘动脉)共计8段动脉；第三部分包括膝下部(双侧胫前动脉、双侧胫腓干、双侧胫后动脉、双侧腓动脉，其中胫前动脉、胫后动脉、腓动脉分为近、中、远段等3个节段)共计20段动脉；第四部分包括足部(双侧足背动脉、足底内侧动脉、足底外侧动脉)共计6段动脉。 所有图像由两位在血管影像方面有多年工作经验的放射科医师采用双盲法(隐藏患者的临床信息)进行独自分析，意见不一致时协商确定。

图像质量评分标准从四个方面进行评价：(1)横断面上分别3次测量两组患者在髂总动脉中段、股腘动脉中段、胫前动脉中段和足背动脉的CT值，求得平均CT值并加以比较。(2)根据动脉边缘显示清晰度对每段动脉进行质量评分，0分：血管不显示；1分：血管边缘能显示，但有明显变形或阶梯状伪影；2分：血管边缘显示清晰，但轻度变形或有阶梯状伪影；3分：血管边缘显示清晰，无肉眼可见的变形或伪影。(3)根据动脉分支情况对每段动脉进行质量评分，0分：未能显示；1分：显示主干；2分：显示直接分支；3分：显示2级分支；4分：显示3级分支以上。(4)有无静脉早期显影评分，分为0~2级，0分为无静脉显示；1分为静脉显影很淡，不影响动脉诊断；2分为静脉早期显影，严重影响动脉诊断。

2结果

2.1两组患者的延迟时间的比较自动触发组的平均延迟时间为(25±6)s，明显早于手动触发组[(32±5)s]，P=0.002。

2.2两种触发方式显示动脉血管边缘和最远端动脉分支级别的比较自动触发组和手动触发组对主-髂部及股-腘部动脉区域血管的显示能力差异无统计学意义；但两组对膝下部及足部动脉的显示情况差异有统计学意义(P<0.05)，手动触发组显示血管边缘光滑度质量和动脉分支情况评分均优于自动触发组。见表1及图2。

±s)

手动触发组(A)显示血管边缘光滑度质量和动脉分支情况均优于自动触发组(B)，尤其小腿动脉及足部动脉的显示情况，并且手动触发组4个动脉层面的CT值均高于自动触发组。图2　A为手动触发采集的图像B为自动触发采集的图像

2.3两组患者的静脉干扰评分比较两组主-髂动脉、股-腘动脉、膝下部和足部四个部分的图像均没有明显的静脉干扰，两组间静脉干扰评分差异没有统计学意义(P>0.05)。见表2及图2。

±s)

2.4两组患者在4个动脉层面的CT值比较在主-髂部动脉、股-腘部动脉和膝下部动脉层面，两组患者的CT值差异无统计学意义；在足背动脉层面，两组患者的CT值差异有统计学意义(P<0.05)，且手动触发组4个动脉层面的CT值均高于自动触发组。见表3、图2。

表3两组在4个不同水平横断面的

项目自动触发组(n=35)手动触发组(n=35)P值髂总动脉398.1±100418.6±800.366股腘动脉391.1±84419.4±920.211胫前动脉312.9±85327.5±780.473足背动脉200.1±67244.0±560.006

3讨论

下肢动脉病变患者的CTA检查中，确定扫描延迟时间至关重要。目前，下肢CTA扫描延迟时间的确定主要采用两种方法，即自动阈值团注触发扫描技术[8-9]和小剂量对比剂团注试验技术[10]。前者的扫描过程中往往不能准确把握患者的最佳启动扫描时间，导致启动时间过早或过晚；后者通过小剂量试验来确定每个个体的最佳延迟扫描时间，但是，小剂量试验不仅增加了对比剂用量，还增加了患者的辐射剂量，而且两次扫描延长了检查时间。

本研究采用实时目测时间密度曲线图手动触发扫描技术，扫描的基本步骤同于目前临床常用的自动跟踪扫描技术[8-9]，只是在扫描的启动时间上更具个体性。从研究结果可以看出，自动触发组的平均延迟时间早于手动触发组。两组患者的造影剂注射方式均采用双期高速率静脉团注法[11-12]。故本次研究中两组患者的图像质量均能满足于临床诊断的要求，尤其体现在两组患者的图像中均未出现明显的静脉干扰，说明两种触发方式均未出现触发过晚的现象。在CT值方面，在腹主-髂动脉、股-腘动脉和小腿动脉动脉层面，两组患者的CT值差异无统计学意义，而在足背动脉层面，两组CT值差异有统计学意义(P<0.05)，并且手动触发组的四部分平均CT值均高于自动触发组。

结合静脉像与动脉CT值的结果可以看出，两种触发扫描方式的主要差别在于，自动触发方式不能够有效地针对每位患者的个体差异，多数患者的实际启动时间较个体最佳启动时间过早。但下肢腹-髂部和股-腘部动脉主干较粗，且距离峰值监测层面较近，两组病例在启动扫描时，两部分动脉内造影剂都能达到较好的充盈效果，分支也得到好的显示，故在两组动脉的质量评价中没有显著差异(P>0.05)。而腘动脉以下分成3支动脉，血流速度必然减缓[13]，且PAOD患者腘动脉上方的血管常存在不同程度的狭窄甚至阻塞，更加减缓了膝下动脉的流速。因此，配合目前高排数、扫描快的螺旋CT，在膝下动脉的最佳峰值到达之前检查已经完成，导致膝下动脉造影剂密度值偏低，分支未能充盈显示，动脉边缘的密度分辨率欠佳。而目测实时时间密度曲线图手动触发扫描技术，可以有效地针对每位患者的个体差异，监测过程中密切关注时间密度曲线图中的阈值波动，待曲线到达峰值趋于稳定开始下降则启动扫描，有效地解决了自动阈值触发扫描过程中的启动过早的问题。本研究中手动触发组全程下肢动脉的平均CT值较自动触发组高，也是由于手动触发组膝下动脉得到充分充盈，提高了膝下动脉边缘的密度分辨率，使得远端分支的显示效果明显好于自动触发组。

需要注意的是，实时阈值手动触发扫描方式虽然理论上可以个体化地选择最佳触发时间，但是有些时候亦与操作者的经验有关。实际工作中，操作者还需要考虑患者的心功能、体质量、病理生理变化、血管病变情况、注射对比剂速度等多方面因素的影响，对触发时间进行相应调整。当经验不足的操作者碰到心功能较差的患者时，阈值达峰需要较长时间，容易因操作者个人主观因素而导致提前触发扫描。当患者有心率过高等时，血管造影剂的峰值较常规患者低，经验不足的操作者易发生过长等待峰值时间的情况，导致触发扫描过晚。

下肢动脉血管CTA的理想目标是在接近一次血液循环的时间内将髂动脉、股腘动脉、小腿动脉及其足部动脉完整采集，避免周围静脉和软组织对下肢动脉血管的污染。对比剂团注后确定扫描时间至关重要，扫描时间的长短也是反映图像质量优劣的关键。目测时间密度曲线图手动触发扫描可以合理地确定延时扫描时间，是下肢动脉CTA成像技术中较为理想的成像方案，在临床诊断中具有重要的临床价值，值得在临床中推广。

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中图分类号R814.42

文献标志码A

通讯作者陆秀良，E-mail: lu.xiuliang@zs-hospital.sh.cn