双源CT个性化螺距扫描方案在下肢动脉硬化闭塞症Fontaine分期中的应用研究

温泽迎，冯 博，王道清，程留慧，郭 伟

（河南中医药大学第一附属医院放射科，河南 郑州 450000）

双源CT对下肢动脉扫描速度快、准确率高且无创，在下肢动脉硬化闭塞症（peripheral arterial occlusive disease，PAOD）的诊断方面发挥着重要作用［1-2］。目前，在行下肢动脉CTA时，多采用固定的螺距扫描方案，并未根据患者病情进行个性化合理选择。研究［3］表明，对比剂在不同Fontaine分期的下肢动脉中通过时间存在较大差异，同一级下肢动脉随Fontaine分期的增加，对比剂通过时间有所延迟；若不能根据患者病情采用个性化的螺距扫描方案，可能导致数据采集时间与血管内对比剂的有效浓度时间不相吻合而造成扫描失败。螺距与辐射剂量呈正相关，对血液循环较快的患者而言，螺距过小不但会造成图像质量下降，还增加其受照剂量。本研究旨在探讨行下肢动脉双源CTA时，根据患者的Fontaine分期对螺距进行个性化选择，从而提高下肢动脉的成像质量、降低辐射剂量的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集我院2015年1月至2017年12月行下肢动脉CTA的PAOD 222例，其中，男129例，女 93例；年龄 59～76岁，平均（67.54±7.56）岁；体质量指数（BMI）17.3～30.4；该人群符合标准成人分布。排除对碘对比剂过敏及严重的肝、肾功能不全和心功能不全患者。由周围血管科2位副主任医师以上职称的医师按照Fontaine分期标准［4］对222例进行分期：Ⅰ期为轻微症状期，Ⅱ期为间歇性跛行期，Ⅲ期为静息痛期，Ⅳ期为溃疡和坏疽期。根据Fontaine分期将222例分为第1组（Ⅰ期，48例）、第2组（Ⅱ期，60例）、第 3组（Ⅲ期，60例）及第 4组（Ⅳ期，54例）；每组又随机平均分为A、B、C 3个亚组，分别采用0.6、0.8及1.0的螺距进行扫描。本研究经我院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition双源CT扫描。患者取仰卧位，足先进，双手举过头顶。扫描范围自肾下腹主动脉至足底，全程100～120 cm。扫描参数：80 kV，采用自动曝光控制系统调节扫描毫安值，层厚5 mm，重建层厚1 mm。使用高压注射器自右肘正中静脉注入非离子型对比剂碘海醇（350 mgI/mL），剂量 1.0 mL/kg体质量，流率 4.5 mL/s，随后以相同流率注射40 mL生理盐水。3组阈值触发点均为肾下腹主动脉，触发阈值160 HU，当达到触发阈值后延迟2 s开始扫描。

1.3 图像分析 将原始数据传至MMWP 9594后处理工作站（Siemens）工作站，行VR、MIP及MPR等后处理。由2位副主任医师以上职称且有多年血管诊断经验的医师采用双盲法对图像进行综合评价，对有分歧者经协商达成统一。参考相关文献［2］将下肢动脉分为单侧12个节段及肾下腹主动脉1个节段，双侧共25个节段。

图像质量从两方面进行评价：①主观图像质量评分，3分，图像质量为优，血管充盈好，血管边缘显示清晰，无静脉污染；2分为良，血管充盈良好，血管边缘显示尚清晰，无或有少量静脉污染，但不影响诊断；1分为差，血管不显示、显示不清或有明显的静脉污染（因病变引起的血管闭塞除外）。对各个亚组患者的血管图像质量进行评分，并比较差异有无统计学意义。②膝以下动脉显示率，膝以下动脉包括双侧胫前动脉、双侧胫后动脉、双侧腓动脉、双侧足背动脉及双侧足底动脉共10个血管节段，比较各个亚组双侧膝以下动脉的显示率。

辐射剂量：记录所有患者剂量长度乘积（dose length product，DLP）；根据以下公式计算有效剂量（effective dose，ED），ED（mSv）=DLP×转换系数k［k取 0.015 mSv/（mGy·cm）］。

1.4 统计学方法 采用SPSS 19.0统计软件，图像质量评价结果以±s表示。服从正态分布计量资料的组间比较行方差分析，不服从正态分布计量资料的组间比较行秩和检验，计数资料的组间比较行χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 4组 基本资料比较 4组在年龄、性别、扫描范围方面差异均无统计学意义（P=0.678，0.245，0.423）。

2.2 4组 图像质量的比较 对222例共5 541个下肢动脉节段（双侧）的图像质量进行统计学分析，其中第4组（FontaineⅣ期）中1例左下肢截肢（自股总动脉至足底）。第1组（FontaineⅠ期）中，A、B、C 3个亚组的下肢动脉图像质量评分差异有统计学意义（F=43.22，P=0.002），其中B组与C组差异无统计学意义（P=0.513），A组与B、C组差异均有统计学意义（均P＜0.05）（图1）；A、B、C组在膝以下的血管显示率分别为70.00%、88.75%及85.62%。第2组（FontaineⅡ期）中，3个亚组之间图像质量评分比较差异有统计学意义（F=55.17，P=0.004），其中，A组与B组差异无统计学意义（P=0.339），C组与A、B组差异均有统计学意义（均P＜0.05）；A、B、C组在膝以下的血管显示率分别为81.50%、77.00%及66.50%。第3组（FontaineⅢ期）中，3个亚组之间图像质量评分比较差异有统计学意义（F=54.27，P=0.014），其中，A组与B组差异无统计学意义（P=0.524），C组与A、B组差异均有统计学意义（均P＜0.05）；A、B、C组在膝以下的血管显示率分别为75.00%、67.00%及50.05%。在第4组（FontaineⅣ期）中，3组图像质量评分比较差异有统计学意义（F=48.54，P=0.001），其中，C组与A、B组差异均有统计学意义（均P＜0.05），且 C组膝以下动脉显示率较低，仅54.44%（图2）；A组与B组差异无统计学意义（P=0.223），2组在膝以下的血管显示率分别为76.57%、71.77%（图3）（表1，2）。

2.3 扫描时间、辐射剂量比较 3种螺距扫描的总时间、ED及DLP比较差异均有统计学意义（均P＜0.05）（表 3）。

3 讨论

PAOD是下肢动脉粥样硬化斑块形成，引起下肢动脉狭窄甚至闭塞，进而导致肢体慢性缺血的一种慢性疾病，是我国老年人致残的重要原因之一［5］。 由于双源 CT在诊断 PAOD方面有较高的准确率，因此被越来越多地应用于下肢动脉造影检查中。

目前，临床上多采用Fontaine分期法对 PAOD进行分期。 研究［6-7］表明，在影像学上，随着临床分期的增加，下肢动脉病变的程度呈加重趋势，尤其是FontaineⅡ期以上的患者，常呈单侧或双侧下肢动脉的多节段、长范围、末梢血管受累及的特点，导致其下肢血液循环时间个体差异较大。

如何选择合适的扫描时间从而在下肢动脉强化峰值平台期内完成靶血管的扫描尤为复杂和困难。Fleischmann等［3］对不同Fontaine分期患者分别在腹主动脉及腘动脉水平行同层动态增强监测，发现不同Fontaine分期患者在不同部位下肢动脉的血液循环时间存在较大差异但又有广泛的重叠，不仅从肘静脉到腹主动脉的时间跨度大，且从腹主动脉到腘动脉的时间跨度也非常大。因此，扫描时既要保证近端大动脉的增强时相，又要保证远端小动脉良好的充盈度，易出现远端动脉充盈不佳的情况而影响图像质量［8］。

图1 女，66岁，双腿间歇性跛行6个月余，Fontaine分期为Ⅱ期，螺距1.0，图像质量较好，膝以下血管显示率较高 图2 男，70岁，右下肢发凉20年，加重伴溃疡3年；Fontaine分期为Ⅳ期，螺距1.0，腘动脉以下血管显影质量差 图3 男，68岁，左下肢疼痛伴溃疡3个月余，Fontaine分期为Ⅳ期，螺距0.6，膝以下血管显影质量良好

3.1 螺距对下肢动脉CTA的影响 螺距是指机架旋转1周扫描床移动的距离与准直器宽度的比值，螺距增大，单位时间覆盖的扫描范围越长，扫描速度越快，且辐射剂量越低。在本研究中，对于扫描范围较长且病变较轻的FontaineⅠ期的PAOD患者而言，若使用较小的螺距（0.6），扫描时间较长为（34.79±2.64）ms，易错过血管内对比剂有效浓度期而造成扫描失败或成像质量的下降，且可能会出现较明显的静脉污染；而使用较大螺距（1.0）可缩短扫描时间至（19.29±1.65）ms，提高扫描成功率［9］，并减少有效辐射剂量［10］。但临床症状较重的患者，如大部分FontaineⅢ或Ⅳ期患者，小腿部及足部血管存在不同程度的重度狭窄甚至血管闭塞并周围侧支循环形成的情况，膝以下动脉循环较差，有可能会因螺距过大、扫描速度过快，造成远端血管内对比剂未达到峰值，从而导致末梢血管不显影或显影较差。在本研究中，当螺距为1.0时，膝以下血管尤其是足部血管的显示率较低，仅50.5%（Ⅲ期）及54.44%（Ⅳ期）；若采用0.6的小螺距，膝以下动脉则可得到充分的充盈，较好地显示阻塞血管及其周围细小的侧支循环。另一方面，螺距增大会造成单位容积内光子量减少，影响图像的密度分辨力。研究［10］表明，当螺距增大到一定程度时，量子噪声明显增加，密度分辨力明显减低。当观察膝以上大血管时，较大的螺距不会对图像诊断造成较大影响；但膝以下小的血管分支，对密度分辨力的要求较高，螺距过大，图像质量必然受到影响。因此，对FontaineⅢ或Ⅳ期的患者，可适当减小螺距，降低扫描速度，使小腿部分及足部血管内的对比剂达到最佳状态，提高图像质量。

3.2 自动触发阈值监测点的选择 在本研究中，监测点选在肾下腹主动脉平面，且扫描开始平面与监测平面保持一致，主要是考虑到若选在腘动脉平面，监测平面与扫描开始平面之间跨度较大，且选择不同的螺距均会对扫描时间造成干扰，从而增加研究结果误差。

表1 4组图像质量评分比较（分，±s）

表1 4组图像质量评分比较（分，±s）

亚组 第1组（n=48） 第2组（n=60） 第3组（n=60） 第4组（n=54）A 组 56.00±4.30 60.85±5.12 60.85±5.12 55.77±5.54 B 组 61.25±5.49 62.45±5.73 56.45±6.44 53.16±4.73 C 组 62.43±5.39 56.73±4.81 55.20±6.79 51.16±4.23 F值 43.22 55.17 54.27 48.54 P值 0.002 0.004 0.014 0.001（PB/C=0.513） （PA/B=0.339） （PA/B=0.524） （PA/B=0.223）

表2 4组膝以下动脉显示率比较（%）

表3 不同螺距扫描时间及辐射剂量的比较（±s）

表3 不同螺距扫描时间及辐射剂量的比较（±s）

注：A、B、C 组螺距分别为 0.6、0.8、1.0。DLP，剂量长度乘积；ED，有效剂量。

亚组 扫描时间（s） DLP（mGy） ED（mSv）A组（n=74） 34.79±2.64 328.89±20.40 4.93±0.30 B组（n=74） 25.31±1.22 268.28±14.26 4.02±0.21 C组（n=74） 19.29±1.65 227.51±32.95 3.41±0.39 F值 39.66 152.39 152.39 P值 0.000 0.000 0.000

3.3 对比剂用量及流率的选择 PAOD常合并不同程度的肾功能不全，对比剂浓度用量过高则会增加肾毒性的风险［8］，因此要尽可能减少对比剂用量，本研究对比剂剂量为1.0 mL/kg体质量。对比剂用量较少时，流率也应相应调整。研究［3］认为，POAD行CTA时，对比剂从注射开始到引流结束可持续35s或以上。本研究采用的流率是4.5 mL/s，这样，既能保证一定的注射压力，又能减少对比剂的不良反应。另外，由于对比剂用量较少，对图像质量有一定损害，笔者采用80 kV低电压技术，不但可减少辐射剂量，还能增加图像CT值［11-15］，在一定程度上对图像质量进行补偿。

本研究的局限性：下肢动脉循环时间除了与病情相关外，还与患者的心功能、年龄、性别等因素相关［16］，本研究未分析这些因素。

总之，下肢动脉CTA扫描的理想目标是在对比剂强化峰值的平台期完成股-髂动脉、股-腘动脉、小腿部动脉及足部动脉所有完整信息的采集，尽量避免不合理的扫描时间对图像质量的影响。鉴于PAOD不同Fontaine分期血液循环时间存在较大的个体差异，有必要根据患者的实际情况评估其下肢循环时间，从而选择合适的扫描时间（螺距），达到血管对比剂充盈的最佳状态，最佳显示阻塞血管及其周围细小的侧支循环，提高下肢动脉CTA扫描成功率，减少辐射剂量。