容积CT CT血管成像减影效果的比较

姜雪，李王佳，郭浩明，郑婉琳，张艳，吕发金

重庆医科大学附属第一医院放射科，重庆 400016；

CT血管成像（CTA）是头颈血管疾病的常用影像诊断方法，容积 CT数字减影血管造影技术（volume computed tomographic digital subtraction angiography，VCTDSA）[1-2]与匹配蒙片去骨（matched mask bone elimination，MMBE）[3-6]是两种常用的后处理技术。MMBE目前使用较为广泛[7-9]；VCTDSA作为一种新技术，研究多集中在其对疾病（主要是动脉瘤）的诊断效能方面[10-12]，而对图像质量方面的评估较少。既往研究对同步和非同步扫描MMBE法以及同步MMBE法和VCTDSA法的图像质量进行对比，但研究中未涉及多个工作站的对比[13-14]，而各工作站的减影技术不同，图像质量会存在差异。本研究拟对比VCTDSA法（GE AW 4.6工作站）和MMBE法（Siemens Syngovia工作站）评价正常人头颈CTA的减影效果，为两种减影方式的质量评估提供依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2016年9月—2017年7月重庆医科大学附属第一医院30名行头颈CTA检查显示正常者的影像及临床资料。排除标准：①严重颅内及头颈血管疾病，如肿瘤、脑出血、血管闭塞等；②运动或金属伪影干扰。30名受试者中，男12名，年龄46～82岁，平均（59±11）岁；女18名，年龄27～75岁，平均（59±12）岁。

1.2 仪器与方法 采用GE Discovery HD750 CT机，患者取仰卧位，先以小剂量团注测试，后按照头颈部VCTDSA的顺序扫描患者。扫描参数：管电压100 kV（平扫）、120 kV（增强），管电流250～450 mA，层厚及层间距均为5 mm，螺距 0.969，视野20 cm×20 cm～24 cm×24 cm。原始图像重建层厚为0.625 mm。使用高压注射器（Medrad Stelant公司）经肘静脉先注射对比剂碘普罗胺（含碘370 mg/ml），然后跟注生理盐水，流速均为4.0 ml/s。小剂量团注测试、CTA检查的对比剂用量分别为 4.0、45.0～55.0 ml，生理盐水用量分别为15.0 ml、40.0 ml[1]。

1.3 图像后处理 将 VCTDSA图像分别导入 GE AW 4.6工作站和Siemens Syngovia工作站，由同一名操作者对其进行减影后处理，并在完成减影后存图以供评价。减影过程中记录各工作站对头颈CTA的自动减影时间、手动减影时间、总减影时间，不计算图像储存时间。所存容积再现（VR）图像和最大密度投影（MIP）包括，①整体图：包括自动减影原始图像、手动减影图像、下切上视图；②100层图（图1）：包括上切上视图、左切左视图、左切下拉左视图、右切右视图、右切下拉右视图、后切后视图、前切下拉前视图，其中100层图主要为根据原始图像层数选取颈内动脉海绵窦段及其以上共100层的图像，保证两种减影方法所使用的100层图相同。

图1 A～G分别为VCTDSA后处理100层图，其中A为上切上视图，主要显示血管为整体的Willis环，包括双侧大脑前动脉、大脑中动脉、后动脉及前后交通动脉；B为左切左视图，主要显示血管为大脑前动脉近段；C为左切下拉左视图，主要显示血管为右侧大脑中动脉；D为右切右视图，主要显示血管为大脑前动脉近段；E为右切下拉右视图，主要显示血管为左侧大脑中动脉；F为后切后视图，主要显示血管为大脑前循环；G为前切下拉前视图，主要显示血管为大脑后循环

上述图像主要显示的血管为：①整体图：（a）自动减影原始图像和手动减影图像：主动脉弓及双侧颈总动脉、颈内外动脉、椎动脉、部分锁骨下动脉；（b）下切上视图：上矢状窦及双侧桥静脉；②100层图：（a）上切上视图：整体的Willis环，主要包括双侧大脑前动脉、大脑中动脉、后动脉及前后交通动脉；（b）左切左视图、右切右视图：大脑前动脉近段；（c）左切下拉左视图：右侧大脑中动脉；（d）右切下拉右视图：左侧大脑中动脉；（e）后切后视图：大脑前循环；（f）前切下拉前视图：大脑后循环。

1.4 图像评价 由 2名有经验的放射科住院医师采用盲法分别对2个工作站减影后所存图像进行质量评价，意见不一致时协商达成一致。评价标准：I级：血管全段显示好，无杂质干扰血管显示；II级：血管近段显示好，远段显示尚可，或少量杂质干扰血管显示；III级：血管近段或局部显示较差，或中量杂质干扰血管显示，但尚能进行影像诊断；IV级：血管显示差，出现中断或大量杂质干扰血管显示，无法做出影像学诊断。具体分级见图2。

图2 A～D均为VCTDSA后处理的整体图中的下切上视图，主要显示血管为上矢状窦及双侧桥静脉。A（VCTDSA）由于上矢状窦及双侧桥静脉显示好，边缘光整、清晰，被评为I级；B（VCTDSA）由于上矢状窦和部分桥静脉被少量头皮杂质干扰，血管少部分显示欠清晰，不影响诊断，被评为II级；C（MMBE）由于血管受颅骨影响整段出现伪影，上矢状窦及双侧桥静脉大部分显示欠佳，尚能判断无狭窄，被评为III级；D（VCTDSA）由于上矢状窦和双侧桥静脉被大量皮肤杂质干扰，无法做出影像学诊断，被评为IV级

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，计量资料服从正态分布，以±s表示。2个工作站自动减影时间、手动减影时间、总减影时间比较采用配对样本t检验；2个工作站减影后的图像等级评价采用两个相关样本的秩和检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两种方法减影时间的差异 VCTDSA法和MMBE法的自动减影、手动减影及总减影时间差异均有统计学意义（P<0.01），见表1。

2.2 两种方法图像质量评价 整体图中的自动减影原始图像、手动减影图像和下切上视图，VCTDSA法和MMBE法的图像质量差异有统计学意义；100层图中的上切上视图、右切下拉右视图、后切后视图、前切下拉前视图，VCTDSA法和MMBE法的图像质量差异有统计学意义；总体比较，采用两种后处理技术，图像质量差异有统计学意义，见表2。

30名受试者采用两种减影技术各获得 300张MIP图（整体图+100层图），其中采用VCTDSA法，I级、II级、III级、IV级图像数分别为 252张、13张、8张和27张，采用MMBE法I级、II级、III级、IV级图像数分别为248张、31张、13张和8张，两者图像质量差异有统计学意义（Z=-3.125，P=0.002）。部分受试者图片见图3。

表1 30名正常受试者头颈CTA采用VCTDSA法与MMBE 法进行后处理的减影时间比较（ ±s ，s）

表1 30名正常受试者头颈CTA采用VCTDSA法与MMBE 法进行后处理的减影时间比较（ ±s ，s）

注：VCTDSA：容积CT数字减影血管造影；MMBE：匹配蒙片去骨

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表2 30名正常受试者头颈CTA采用VCTDSA法与MMBE法进行后处理的图像质量评价结果（名）

图3 女，65岁。A、B为VCTDSA自动减影原始图像（VR、MIP），C、D为MMBE法自动减影原始图像（VR、MIP）。A由于遮挡过多，图像质量被评为IV级，C由于双侧颈内动脉破裂孔段、海绵窦段、床突段及双侧横窦显示欠佳被评为III级，两者MIP图均显示较好，为I级；E为VCTDSA法手动减影局部放大VR图，F为MMBE法手动减影局部放大VR图。E双侧颈内动脉破裂孔段、海绵窦段、床突段及双侧横窦显示可，少许海绵窦干扰，而F双侧颈内动脉破裂孔段、海绵窦段、床突段及双侧横窦（箭头）显示较差，伪影重

3 讨论

3.1 VCTDSA法与MMBE法的基本原理 VCTDSA是在X线管曝光起始点匹配平扫及增强的两组数据，后者减去前者，从而仅剩对比剂充盈的血管图像。MMBE则是在平扫图像中设定一个阈值，高于该阈值者视为骨组织，从而提取一组骨蒙片，再使用增强图像与其匹配减影，在增强图像中去掉骨组织。

3.2 VCTDSA法的优点 手动减影后的整体图及下切上视图，VCTDSA法优于MMBE法。VCTDSA法手动减影的图像中近骨血管（颈内动脉破裂孔段、海绵窦段、床突段及上矢状窦）及Willis环显示好，上述血管为颅内血管疾病的好发部位[15-16]，若怀疑病变位于此处，则VCTDSA法有助于诊断血管疾病。而MMBE手动减影的图像中近骨血管显示较差，伪影较多，其原因为它们均与骨头紧贴，对比剂充盈的血管和骨头阈值相近时可能会误认为骨头而被减掉，此外，当颈内静脉、颈外静脉对比剂充盈较好、密度较高时，邻近的锁骨下动脉也可能受到影响而被减去小部分。吕发金等[12]提出，MMBE减影时近骨血管可出现边缘的伪影，或许会导致血管的假性狭窄，或者漏诊其他血管病变，如动脉瘤等。

本研究结果与张丽娟等[13-14]的结果一致，该研究认为VCTDSA法减影图像质量优于同步MMBE。张丽娟等[13]对猪前肢进行同步和非同步扫描，并分别比较同步与非同步扫描MMBE减影图像质量以及同步MMBE与VCTDSA减影图像质量。本研究较该研究有所改进：①本研究纳入正常人的头颈CTA检查图像，而非模型，实用性更强；②张丽娟等[13]研究的主要结论是同步扫描可以提高MMBE法减影的图像质量，重在扫描技术本身，而本研究中的所有受试者均通过同一种扫描方式，控制了该变量，重在减影技术的研究；③张丽娟等[13]认为VCTDSA可以避免同步MMBE技术的部分不足，但仅限于模型，而本研究从减影时间、图像质量（血管显示及杂质干扰情况）等方面对VCTDSA及MMBE两种减影技术进行评估，结果更丰富。在后续研究中，张丽娟等[14]还评估了GE AW4.4工作站的VCTDSA法和MMBE法对头颈的减影效果，以及对动脉瘤的显示，但是该研究仅局限于一个工作站，各工作站均有自己的优劣势，本研究着重研究了不同工作站的两种图像后处理技术。

3.3 MMBE法的优点 自动减影后的整体原始图像，MMBE法优于VCTDSA法。自动减影后的原始图像，VCTDSA法留有较多皮肤及肺尖动脉，遮挡大多头颈血管，显示较差，增加了后续手动减影的工作量和减影时间，直接导致 VCTDSA所花费的总时间过长。MMBE法后续手动减影工作量小，缩短了总减影时间。

3.4 100层图像及 MIP图像的比较 100层图像VCTDSA法略优于MMBE法，其原因可能是后者的后切后视图受到海绵窦的影响较前者大，两者均可清晰显示头颈血管。Huang等[17]通过 MIP图评价减影图像的噪声，而Venema等[6]认为，当MMBE去骨效果欠佳时，MIP图对血管的显示较好。邹志敏等[18]研究显示，MIP成像的优点在于可显示脑血管的细节。本研究中，VCTDSA法及MMBE法的MIP图均可清晰显示头颈血管，评分多为I级，可辅助诊断。

3.5 本研究的局限性 ①作为初步探索 2个工作站不同减影方式的减影效果，所纳入的受试者均为正常人，且大体扫描较好，伪影较少，未显示扫描较差者的对比结果；②2个工作站投入使用的时间不同，可能在自动减影时间上有所影响。

总之，MMBE法较VCTDSA法对头颈CTA的减影后处理更节约时间。VCTDSA法对近骨血管及Willis环显示好，当怀疑病变位于此处时，VCTDSA法可作为首选。两种减影方式的 MIP图像均显示较好，可辅助诊断。本研究仅针对正常人，后续研究将通过对比 VCTDSA法及 MMBE法对颅内血管疾病（动脉瘤、动静脉畸形、静脉栓塞等）的减影效果，为两种减影方式质量评估方面提供更多数据。