4D-CTA技术在急性肺动脉栓塞中的应用▲

宋维通 韩 鹏 杨献峰 王 钟 周科峰

(1 南京大学医学院附属鼓楼医院医学影像科，江苏省南京市 210008，电子邮箱：kingswt@163.com；2 江苏省南京市高淳人民医院放射科，南京市 211300)

急性肺栓塞是临床上较为常见的一种急性心血管疾病，其发病率仅次于冠心病和脑卒中。由于急性肺栓塞缺乏特异性临床症状和体征，因此仅依靠临床表现常常难以获得准确诊断。随着近年来CT技术的快速发展，CT血管成像(CT angiography，CTA)已经逐渐取代数字减影血管造影成为诊断肺栓塞的首选影像学检查方法[1]。常规螺旋CTA检查方法有血管实时跟踪法和小剂量测试法[2]，这两种扫描方法均为单期扫描且扫描时间过长，并且由于存在触发后延迟时间以及患者屏气情况的个体差异，在肺动脉成像的应用中并不理想，容易产生其他不需要的血管的混杂成像，不利于血管的重建显示与栓塞的诊断[3-4]。因此，本研究探讨4D血管成像技术在肺动脉成像检查中的应用价值，以期提高肺动脉CTA检查的成功率及肺动脉栓塞的检出率。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2016年8月至2017年8月因剧烈胸痛怀疑为急性肺栓塞，拟在我院进行肺动脉CTA检查的患者40例。排除标准：严重肾功能不全患者，听力障碍、不能配合屏气扫描者，屏气不良、图像出现错层者，对含碘对比剂有过敏史者，严重甲亢患者。其中男23例，女17例，年龄33.8～67.4(53.2±8.6)岁。将患者按入院顺序编号后，按随机数字表法分为A、B两组，每组各20例。两组患者的性别、年龄、平均动脉压和体重等临床资料比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表1。

表1 两组患者临床资料比较

1.2 设备与方法

1.2.1 注射方案：两组患者均采用20 G红头静脉留置针穿刺肘前静脉，采用双筒高压注射器以4 ml/s速率团注非离子型对比剂欧乃派克[碘海醇(350 mgI/ml)，通用电器药业上海有限公司，国药准字：H20000599]75 ml，然后以4 ml/s注射生理盐水20 ml。

1.2.2 扫描方法：两组均采用64排宝石能谱CT(美国GE公司，型号：Discovery CT750HD)进行扫描，其中A组采用常规智能对比剂追踪法(Smart Prep)进行肺动脉CTA扫描，B组采用宝石CT的4D-CTA序列进行肺动脉扫描。A组患者于检查前4 h禁食，取仰卧位足先进姿势，双手上举过头顶，CTA扫描范围上缘包括肺尖，下缘包括肋膈角；选择Smart Prep序列，扫描参数：电压120 kV，电流250 mA，扫描层厚为5 mm，螺距为1.375，球管转速为0.6 s/圈。定位相扫描完成后，在肺动脉主干层面设置感兴趣区，触发阈值设定为80 HU。对比剂开始注射后8 s启动低剂量监测扫描程序，当肺动脉主干处感兴趣区达到阈值后启动CTA扫描并在移床准备期间通知患者屏气以完成扫描。B组患者于检查前4 h禁食，取仰卧位足先进姿势，双手举过头顶，CTA扫描范围上缘包括肺尖，下缘包括肋膈角；选择4D-VHS Chest CTA序列，扫描参数：电压100 kV，电流200 mA，扫描层厚为5 mm，螺距为1.375，球管转速为0.4 s/圈，穿梭次数(Number of Shuttle Passes)设为6。定位完成后，以4 ml/s的速度注射350 mgI/ml的非离子型对比剂欧乃派克75 ml，注射的同时启动自动语音屏气提醒并在注射延迟8 s后启动4D-CTA扫描程序。

1.2.3 图像质量分析：扫描完成后的图像传输到GE图像处理工作站(版本号ADW4.4)，由1名具有3年以上工作经验的医师进行评价。其中主观评价以肺动脉及各级分支显影良好的同时无肺静脉和胸主动脉显影为优，肺动脉显影良好的同时仅有肺静脉及左心显影为良，肺动脉显影的同时肺静脉和胸主动脉显影为差。客观评价要求在肺动脉主干、右肺上叶尖段(又名S1段)层面肺动脉、右肺下叶后基底段(又名S10段)层面肺动脉和肺动脉主干层面降主动脉内以椭圆形感兴趣区测量CT值，同时测量同层面内相同面积感兴趣区的空气处CT值标准差作为背景噪声，计算信噪比(signal to noise ratio，SNR)，SNR=CT动脉值/SD空气值。由于肺动脉周围均为近空气密度的肺组织，自然对比较强，故而无须计算对比噪声比。

1.3 统计学分析 采用Stata SE 12.1软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示，比较采用t检验；计数资料以例数和百分比表示，比较采用χ2检验。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组的扫描图像显影 A组患者经重建后均能良好显示肺动脉主干，但仅有6例能单独显示肺动脉而没有肺静脉和胸主动脉的混杂显示(主观评价为优)，8例肺动脉和肺静脉同时显影(主观评价为良)，6例肺动脉、肺静脉、胸主动脉同时显影(主观评价为差)。B组患者均能找到可以单独显示肺动脉及各级分支的期相，同时没有肺静脉和胸主动脉的混杂显示(主观评价均为优)。见图1～图4。

图1 4D-CTA扫描肺动脉主干峰值期显示主动脉无对比剂图2 最大密度投影重建左右肺动脉主干及分支图3 Smart Prep-CTA扫描肺动脉、主动脉同时显影图4 三维重建肺动脉、肺静脉和胸主动脉同时显影

2.2 两组肺动脉主干、右肺S1段肺动脉、右肺S10段肺动脉、肺动脉主干层面降主动脉的CT值和SNR值的比较 两组患者肺动脉主干处的CT值和SNR值比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)；B组患者右肺S1段、S10段肺动脉的CT值和SNR值均高于A组(均P<0.05)；A组患者肺动脉主干层面降主动脉的CT值和SNR值均高于B组(均P<0.05)。见表2。

表2 两组肺动脉主干、右肺S1段肺动脉、右肺S10段肺动脉、肺动脉主干层面降主动脉的CT值和SNR的比较(x±s)

3 讨 论

排除呼吸运动的影响，在对比剂用量较大的情况下本研究的两种扫描技术均能满足临床诊断的需要，但是4D-CTA扫描技术比Smart Prep技术在肺动脉精确显影期相上有明显的优势。这是由于4D-CTA采用往复穿梭式多期扫描技术，且每期数据采集时间极短，因此4D-CTA扫描能精确捕获对比剂到达肺动脉的峰值期相，并且没有任何肺静脉和主动脉的混杂成像。由于4D-CTA模式中单期数据采集的时间非常短，因此对不能进行呼吸配合的昏迷患者扫描时，图像质量受呼吸运动影响也较小，极少出现图像错位、不连续等影响检查质量的问题，提高了肺动脉成像的检查成功率和肺栓塞检出率。由于本研究对比剂用量相对较大、注射时间较长，因此对比剂峰值期维持时间也较长，使Smart Prep技术能相对较好地完成肺动脉CT血管造影技术扫描；但是由于Smart Prep技术的数据采集时间较长，因此本研究中仅有6例(30%)患者的扫描能够完美显示肺动脉而没有显示其他血管，特别是肺静脉的混杂显示。

CTA作为一种快捷的临床检查手段，已经在临床中得到普及。但在肺动脉成像中，由于肺的动静脉血液回流时间过快(仅有数秒)，因此扫描的起始时间和采集时间特别重要。扫描时间的早晚、扫描速度的快慢都会影响肺动脉及其分支内血栓的显示[5]。在进行常规肺动脉成像检查时，监测点感兴趣区通常设定在肺动脉主干，但由于跟踪扫描与临床扫描前存在延迟时间(球管旋转加速时间与扫描床移动加速时间)且扫描采集时间过长，通常难以在肺动脉峰值且没有肺静脉期相时完成扫描。即使跟踪点设定在上腔静脉以抵消临床扫描前的准备延迟时间，但由于不同患者的心率和血流速度存在差异，仍然有许多患者因不能精确显现出肺动脉期相而影响临床的精确诊疗[6]。4D-CTA技术是一种新型的CT扫描方法，该方法在球管、探测器连续旋转的同时，采用扫描床来回往复不停地移动，X射线连续发射、探测器连续采集数据的方法进行动态扫描，采集同一检查部位的多期图像，从而从多期扫描中找到准确显示肺动脉的最佳期相。本研究结果显示，两组患者在肺动脉主干处的CT值和SNR值比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)；B组右肺S1段、S10段肺动脉的CT值和SNR值均高于A组(均P<0.05)；A组肺动脉主干层面降主动脉的CT值和SNR值均高于B组(均P<0.05)。提示针对高度可疑的急性肺栓塞患者，采用4D-CTA扫描模式能够更准确地显现出肺动脉显影的期相，从而更有利于急性肺动脉栓塞的诊断。

本研究不足之处在于4D-CTA虽然能够很好地显现肺动脉显影的期相，但是由于4D-CTA是采用多期连续扫描的方式，患者在多个期相均受到电离辐射，增加了患者的受照剂量与吸收剂量，但小剂量测试法可以精确测定对比剂到达目标区域的时间，因此如果采用小剂量测试法与4D-CTA技术相结合，就可以减小穿梭次数的数值，在保证检查成功率和图像质量的同时减小患者的受照辐射剂量，并能减少对比剂用量，这将是未来的研究方向[7]。同时由于有多期扫描的特性，4D-CTA技术可能在胸痛三联征的诊断中也具有较大的应用潜力，或可成为今后的研究方向。

综上所述，对高度怀疑为急性肺动脉栓塞的患者或者高龄患者，采用4D-CTA技术进行诊断比Smart Prep技术更有优势。