不同碘流率对肾动脉CTA图像最佳触发阈值的影响

阚晓婧，郭 潆，卫淑芳，高菲菲，王鹏铭，葛英辉(河南省人民医院 河南大学人民医院放射科，河南 郑州 450003)

不同碘流率对肾动脉CTA图像最佳触发阈值的影响

阚晓婧，郭 潆，卫淑芳，高菲菲，王鹏铭，葛英辉*
(河南省人民医院 河南大学人民医院放射科，河南 郑州 450003)

目的 利用智能追踪(Smart Prep)技术探讨不同碘流率时肾动脉CTA的最佳触发阈值及其对肾CTA图像质量的影响。方法 随机选择临床需行肾动脉CTA检查的患者420例，利用Smart Prep技术进行扫描。将所有患者随机平均分入A～D组，碘流率分别为0.90、1.11、1.20和1.48 gI/s。每组随机平均分为7个亚组，分别按照不同阈值扫描，各亚组触发阈值分别为140～<150 HU、150～<160 HU、160～<170 HU、170～<180 HU、180～<190 HU、190～<200 HU和200～210 HU。采用5分制评分评价图像质量。分析各组的最佳阈值亚组，并进一步比较各最佳阈值亚组的图像质量的差异。结果 A～D组中，最佳触发扫描阈值范围分别为170～<190 HU、160～<190 HU、170～<180 HU和160～<180 HU。触发阈值为170～<180 HU时能够满足不同碘流率时肾动脉CTA的成像要求。各最佳阈值亚组间肾动脉CTA图像质量差异无统计学意义。结论 不同碘流率配合最佳扫描触发阈值可获得优良的肾CTA图像。

肾动脉；体层摄影术，X线计算机；血管造影术；智能追踪技术

64排CT具有较高的时间分辨力和空间分辨力，在肾动脉CTA中具有很大优势，但在扫描技术方面却对操作者提出了较高要求，尤其在利用智能追踪(Smart Prep)技术进行个体化扫描时，如果扫描触发阈值选择不当则会造成扫描失败[1]。本研究探讨不同碘流率对应的最佳扫描阈值，并比较不同碘流率结合最佳触发阈值对于肾动脉CTA图像质量的影响，为减少对比剂用量提供理论依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2015年9月—2016年9月临床诊断为高血压并接受肾动脉CTA、肾脏和肾上腺检查的患者420例，其中男241例，女179例，年龄25～76岁，平均(51.7±15.2)岁。将所有患者随机平均分为4组，每组105例，A组碘流率为0.90 gI/s(浓度300 mgI/ml，速率3 ml/s)；B组碘流率为1.11 gI/s(浓度370 mgI/ml，速率3 ml/s)；C组碘流率为1.20 gI/s(浓度300 mgI/ml，速率4 ml/s)；D组碘流率为 1.48 gI/s(浓度370 mgI/ml，速率4 ml/s)。每组随机平均分为7个亚组，每亚组15例，其触发阈值设定为140、150、160、170、180、190、200 HU，因CT扫描仪时间分辨率的原因，实际阈值范围分别为140～<150 HU、150～<160 HU、160～<170 HU、170～<180 HU、180～<190 HU、190～<200 HU和200～210 HU，将图像质量最佳的组作为最佳阈值亚组。本研究经医院伦理委员会审核通过，患者均签知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed VCT 64排CT扫描仪，容积扫描模式。管电压120 kV，采用自动毫安技术，电流100～500 mA，噪声指数(noise index, NI)为8，转速0.8 s/rot，螺距0.984。使用双筒高压注射器(Nemoto Dual Shot)注射对比剂。动脉期利用Smart Prep软件监控，扫描图像矩阵512×512。实时显示的轴位图像重建层厚和层间距为5 mm，重建层厚和重建间隔为0.625 mm。Smart Prep软件设置：监视延迟时间15 s，诊断延迟时间5 s，扫描间隔时间1.4 s，触发阈值按照各亚组设定。平均辐射剂量为(11.07±3.58)mSv。

采用GE ADW4.4工作站，由2名经验丰富的影像诊断医师进行后处理并对MIP图像进行评分，意见有分歧时由另1名主任医师主持协商并记录最终评分。评分标准：1分，扫描失败，图像无诊断价值；2分，仅显示肾动脉主干且图像模糊，血管边缘不光滑，诊断可靠性低；3分，显示肾动脉主干及其一级分支，血管边缘光滑；4分，显示肾动脉主干及其一、二级分支，血管边缘光滑，三级分支模糊但数量≥5支；5分，显示肾动脉主干及其一、二和三级分支，血管边缘光滑，三级分支清晰且数量≥5支。将双侧肾动脉评分较高者的评分做为该图像最终评分，图像质量最佳的组作为最佳阈值亚组。

1.3统计学分析 采用SAS 9.1.3统计分析软件。各组间患者年龄、体质量指数及各亚组间图像评分均以±s表示。采用Kruskal-Wallis秩和检验分析组间差异，以P<0.05为差异有统计学意义。各亚组评分差异有统计学意义时，选取评分均值最高组与其他组分别进行Mann-Whitney检验，如评分最高亚组与其他亚组差异有统计学意义，则评分均值最高组为最佳亚组；如评分均值最高亚组与某亚组差异无统计学意义，则将该亚组再与剩余其他亚组比较，差异均有统计学意义时将该亚组与评分均值最高亚组合并后再与其他亚组比较，差异有统计学意义后该合并亚组作为最佳亚组，以校正P值做为检验是否具有统计学意义的标准。

2 结果

A组2例患者曾接受一侧肾脏切除术、1例患者一侧肾脏严重积水；B、C组中各有1例患者曾接受一侧肾脏切除术；故以上5例仅评价一侧肾动脉。4例患者图像评价为1分(B组3例、D组1例)，主要因患者屏气不佳或扫描过程中运动，均重新扫描。各组间性别、年龄及BMI差异无统计学意义(P均>0.05)，见表1。

表1 患者一般资料(n=105)

A～D组中各不同触发阈值亚组的图像质量评分见表2。A组图像质量以170～<180 HU亚组评分最高，除180～<190 HU亚组外(P=0.377)，170～<180 HU亚组与其他亚组图像质量差异均有统计学意义，将170～<180 HU亚组与180～<190 HU亚组合并后作为拟最佳阈值亚组，拟最佳阈值亚组图像质量评分合计平均值为(4.53±0.57)分，与其他亚组差异均有统计学意义(P均<0.0024)，最佳阈值亚组为170～<190 HU亚组。B、C、D组最佳阈值亚组分别为160～<190 HU亚组、170～<180 HU组、160～<180 HU亚组，图像质量评分合计平均值分别(4.54±0.67)分、(4.67±0.49)分、(4.83±0.38)分。4组最佳阈值亚组差异无统计学意义(χ2=0.963，P=0.810；图1～4)。

4组最佳阈值均包括170～<180 HU，提示在 170～<180 HU范围的最佳触发阈值，能够满足各组肾动脉CTA成像的要求。将A～D组根据注射流率、对比剂浓度不同，分别进行最佳阈值亚组区间的比较，显示对比剂浓度相同时(A组和C组，B组和D组)，最佳阈值下限一致，但碘流率增加使最佳扫描阈值窗变窄(C组A组，D组>C组)，见图5。

图1 患者男，70岁，A组 A.肾动脉CTA MIP图像评分为5分； B.Smart Prep监测时间密度曲线示触发阈值为179.4 HU 图2 患者男，68岁，B组 A.肾动脉CTA MIP图像评分为5分； B. Smart Prep监测时间密度曲线示触发阈值为171.8 HU 图3 患者女，54岁，C组 A.肾动脉CTA MIP图像评分为5分； B. Smart Prep监测时间密度曲线示触发阈值为172.5 HU 图4 患者男，68岁，D组 A.肾动脉CTA MIP图像评分为5分； B. Smart Prep监测时间密度曲线示触发阈值为174.4 HU

组别 评分A组 140～<150HU3．73±0．59 150～<160HU4．27±0．70 160～<170HU4．07±0．59 170～<180HU4．60±0．63 180～<190HU4．47±0．52 190～<200HU4．07±0．26 200～210HU4．00±0．38χ2值22．971P值0．001B组 140～<150HU3．00±0．65 150～<160HU4．17±0．46 160～<170HU4．53±0．74 170～<180HU4．56±0．80 180～<190HU4．53±0．64 190～<200HU4．00±0．65 200～210HU3．47±0．52χ2值20．811P值0．002C组 140～<150HU3．73±0．46 150～<160HU4．33±0．49 160～<170HU4．41±0．52 170～<180HU4．67±0．49 180～<190HU4．34±0．64 190～<200HU4．07±0．88 200～210HU3．93±0．80χ2值45．103P值<0．01D组 140～<150HU3．60±0．63 150～<160HU4．27±0．59 160～<170HU4．87±0．35 170～<180HU4．80±0．41 180～<190HU4．40±0．51 190～<200HU4．27±0．46 200～210HU3．80±0．68χ2值44．075P值<0．01

图5 不同注射流率、对比剂浓度的最佳触发阈值比较

3 讨论

在个体化扫描延迟时间计算中，目前应用最广泛的是小剂量同层动态测试法(Test Bolus)和智能追踪技术(Smart Prep)。但小剂量试验可增加对比剂用量[2]，且在肾动脉扫描时可能会使肾盂显示而影响图像质量。Smart Prep技术能实时监控主动脉对比剂浓度的变化并及时触发扫描，不受患者血流动力学的影响，更能体现扫描个体化原则，有效避免个体差异，获得最佳动脉期图像[3]，且不增加辐射剂量。本研究采用自动毫安技术，平均辐射剂量为(11.07±3.58)mSv，大幅降低了患者的辐射剂量[4]。

肾动脉CTA扫描成功的关键在于准确把握动脉时相，即适当的触发阈值或准确的扫描时间[5-6]。当触发阈值较低时，肾动脉内对比剂未达峰值，不能充分充盈，对比剂与血液混合不均，不仅影响图像分辨率，且易造成肾动脉狭窄的假象。当触发阈值过高的时候，肾实质，甚至肾静脉已经强化，肾动脉与强化的肾实质间对比减小，影响显示效果。因此有必要利用Smart Prep技术并找到最佳碘流率和最佳相应扫描触发阈值。碘流率对动脉成像具有较大的影响[7-8]。靶血管的强化程度更多取决于碘流率，即对比剂浓度与注射速度的乘积，其与血管强化程度呈正相关。本研究碘流率不同的各组获得的最佳扫描阈值不全相同。有研究[9]证实，相同碘流率以及扫描触发阈值可以获得相同的血管强化程度。本研究结果显示对比剂浓度相同时，碘流率增加会使最佳扫描阈值窗变窄；对比剂注射速度相同时，碘流率高者最佳扫描阈值窗增宽。提示对比剂浓度与最佳扫描阈值的底限呈正相关趋势，而对比剂注射速度与最佳扫描阈值窗呈负相关趋势。本研究各组最佳扫描阈值均包括170～<180 HU阈值亚组，提示该阈值亚组可能在一般情况下均能够得到较好的肾动脉图像，具有一定普适性。

本研究中最佳阈值亚组图像质量差异无统计学意义(χ2=0.963，P=0.810)，提示碘流率较低的组结合适当的扫描触发阈值仍可获得较好的肾动脉CTA图像，为减少对比剂浓度和剂量提供了理论基础。结合Smart Prep扫描以及最佳触发阈值区间可进一步减少对比剂浓度和剂量，从而在保证图像质量的前提下减少对比剂肾病以及过敏反应的发生[10-12]。

综上所述，采用Smart Prep技术，不同碘流率配合适当的触发阈值均能够得到优秀的肾动脉CTA图像。触发阈值设定为170～<180 HU，不同碘流率时均可获得质量满意的肾动脉CTA图像。

[1] Tang A, Billiard JS, Chagnon DO, et al. Optimal pancreatic phase delay with 64-Detector CT scanner and bolus-tracking technique. Acad Radiol, 2014,21(8):977-985.

[2] Hoshino T, Ichikawa K, Hara T, et al. Optimization of scan timing for aortic computed tomographic angiography using the test bolus injection technique. Acta Radiol, 2016,57(7):829-836.

[3] 阚晓婧，罗天友，吕发金，等．智能追踪技术触发阈值对肾动脉CT血管成像的影响．中国医学影像技术，2008，24(5)：721-724．

[4] Liu Y, Liu A, Liu L, et al. Feasibility of spectral imaging with low-concentration contrast medium in abdominal CT angiography of obese patients. Int J Clin Pract, 2016,70(Suppl 9B):B37-B43.

[5] Fleischmann D, Chin AS, Molvin L, et al. Computed tomography angiography: A review and technical update. Radiol Clin North Am, 2016,54(1):1-12.

[6] Stenzel F, Rief M, Zimmermann E, et al. Contrast agent bolus tracking with a fixed threshold or a manual fast start for coronary CT angiography. Eur Radiol, 2014,24(6):1229-1238.

[7] 宫凤玲，于鹏，陈伟彬，等．膈下动脉CT成像中碘总量固定不同碘流率对成像的影响．山东大学学报(医学版)，2015，53(11)：50-54．

[8] Fleischmann D. CT angiography: Injection and acquisition technique. Radiol Clin North Am, 2010,48(2):237-247.

[9] 余美，马跃，王玉科，等．不同低对比剂注射方案对冠状动脉CTA图像质量影响的初步研究．中国临床医学影像杂志，2015，26(11)：779-783．

[10] Sun Z, Fu Q, Cao L, et al. Intravenous N-acetylcysteine for prevention of contrast-induced nephropathy:A meta-analysis of randomized, controlled trials. PLoS One, 2013,8(1):e55124.

[11] 张功霖,赵卫.对比剂肾病的预防及危险分层的研究进展.中国介入影像与治疗学,2012,9(12):889-892.

[12] 吴青霞,朱绍成,谢瑞刚,等.应用低管电压能谱CT成像降低肾动脉CTA对比剂用量.中国医学影像技术,2013，29(2):280-284.

Effect on threshold of triggered angiographic acquisition of renal artery CTA by different iodine flow rate

KANXiaojing,GUOYing,WEIShufang,GAOFeifei,WANGPengming,GEYinghui*
(DepartmentofRadiology,HenanProvincialPeople'sHospital,HenanUniversityPeople'sHospital,Zhengzhou450003,China)

Objective To evaluate the effect on threshold of triggered angiographic acquisition by different iodine flow rate on renal artery CTA using Smart Prep tracking technique. Methods A total of 420 patients were randomly divided into A—D group with iodine flow rate of 0.90 gI/s， 1.11 gI/s， 1.20 gI/s， 1.48 gI/s on average respectively. And each group were divided 7 subgroups with threshold 140—<150 HU, 150—<160 HU, 160—<170 HU, 170—<180 HU, 180—<190 HU, 190—<200 HU, 200—210 HU respectively. The quality of the images were graded from 1—5 by 2 radiologists. The best image quality subgroups were achieved, and the scores were compared among the best image quality subgroups. Results Image quality of renal CTA in each group were best performed with a threshold of 170—<190 HU, 160—<190 HU, 170—<180 HU, 160—<180 HU respectively. When the threshold were 170—<180 HU, image quality were good with all iodine flow rate groups. There was no significant difference among the scores of the best image quality subgroups (allP>0.05). Conclusion Different iodine flow rate with appropriate threshold can acquire better image quality of renal CTA.

Renal artery; Tomography, X-ray computed; Angiography; Monitored-triggered technique

阚晓婧(1981—)，女，河南洛阳人，博士，主治医师。研究方向：CT技术临床应用。E-mail: 15890089993@163.com

葛英辉，河南省人民医院 河南大学人民医院放射科，450003。E-mail: cjr.geyinghui@vip.163.com

2016-11-30

2017-04-04

10.13929/j.1003-3289.201611154

R814.42; R322.61

A

1003-3289(2017)07-1076-04