DSA iFlow 彩色编码技术在人工血透通路腔内治疗中的应用研究

刘育齐，李承志，何子聪，林印胜，张 艳

随着医疗水平不断进步，使用人工血液透析（血透）患者逐年增加，透析通路狭窄、血栓形成等问题所致通路失功能病例数也逐年增多，透析通路维护成为临床面临的重大课题［1］。经皮腔内血管成形术（percutaneous transluminal angioplasty，PTA）具有手术时间短、有效保护血管资源、对血管损伤小、快速解决内漏狭窄等优点［2-3］，已广泛应用于人工血透通路狭窄、闭塞性病变治疗［4-8］。目前人工血透通路血流量监测方法主要包括超声稀释法和血管多普勒超声，前者最可靠，而后者最常用［9］，然而两者均受限于特定的仪器设备、人员，通常不能在PTA 术中实时监测。美国国家肾脏基金会肾脏病生存质量倡议（KDOQI）指南［2］中关于血透通路 PTA 理想疗效为病变部位残余狭窄＜30%，但单纯二维图像、造影角度、主观性强等因素使得相关评价偏差大。如何在PTA 术中实时便捷地监测人工血透通路血流量，指导进一步手术决策，值得思考。本研究通过回顾性分析人工血透通路狭窄或闭塞性病变DSA 图像获取iFlow 彩色编码技术参数与对应血透通路血流量，分析两者关系，以探讨彩色编码技术在PTA术中实时监测人工血透通路血流量的价值。

1 材料与方法

1.1 研究数据收集

收集2016年6月至2018年6月在深圳市人民医院接受DSA 导引下PTA 治疗的前臂人工血透通路失功能患者25 例术前、术后DSA 图像数据与彩色多普勒超声监测数据，患者临床特征见表1。DSA图像数据收集：肱动脉入路，经导管高压注射器注入对比剂行前臂血管DSA 造影（参数：流率3 mL/s，对比剂总量 9 mL，压力 200 psi，图像采集速率 7.5 帧/s，见图1）；多普勒超声监测数据收集：患者前臂处于功能位，超声探头垂直于前臂皮肤，探头频率6～12 MHz，测量狭窄管腔管径和收缩期峰值流速。

表1 25 例患者临床特征

图1 PTA 术程DSA 图像采集

1.2 DSA 图像数据处理

根据血管DSA 造影图像，计算平均狭窄管径d（cm），测量正常管径 D（cm），计算管腔狭窄程度S=d/D，测量并计算累计管腔狭窄长度l（cm）及在特定图像帧数内对比剂通过含狭窄段的距离长度L（cm）（图 2），记录图像采集帧频 F（帧/s）及相应图像帧数N。根据速度计算公式（速度=距离/时间），计算平均血流速度 V（cm/s）=L/（N/F）；根据圆形面积计算公式（圆形面积=πr2），通过加权计算平均血管横截面积 C（cm2）=π（d/2）2（l/L）+π（D/2）2［（L-l）/L］；根据流量计算公式（流量=横截面积×速度），计算所有患者血流量 Q（mL/min）=V×C×60。

图2 测量示意图

将患者PTA 术前、 术后造影图像传至德国Siemens 公司 Leonardo 后处理工作站，经 Syngo iFlow 软件处理后得到彩色编码图像，分别在距离狭窄或闭塞段近端10 cm 通路流入道正常管径处、狭窄或闭塞段近端、狭窄段或闭塞段远端，各选取面积 4.7 mm2大小感兴趣区（ROI），分别记为 Ref 点、2点、3 点，ROI 完全落在血透通路范围内，并避开血透通路与其他血管重叠区域（图3、4）。以Ref 点为参考点，采集iFlow 数据并计算出2 点与3 点密度达峰时间差值（ΔTTP）。所有患者iFlow 数据采集与后处理均由2 名经验丰富的介入医师共同完成。

图3 ROI 选点示意图

图4 造影图像iFlow 后处理图

1.3 血管多普勒超声监测图像数据处理

收集所有患者PTA 术前3 d 内及术后3 d 内血管多普勒超声检查图像数据，分别测量术前、术后血透通路狭窄点管腔管径大小和收缩期峰值流速（图 5），根据圆形面积计算公式（圆形面积=πr2），计算出横截面积；横截面积与收缩期峰值流速相乘得出彩色超声血流量（G）。

图5 多普勒超声监测

1.4 统计学分析

采用SPSS 22.0 统计软件进行数据分析。计量资料以均数±标准差（）表示，配对t 检验分析对比各患者术前、 术后 ΔTTP 间、Q 间、S 间差异及 Q与 G 间差异，Pearson 相关系数分析 Q 与 S、ΔTTP间相关性，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

25 例患者均完成PTA 术前血管多普勒检查和DSA 造影，术中2 例闭塞性病变成功开通，23例狭窄性病变中20 例成功开通，3 例病变复杂，导丝未能通过狭窄段，开通失败。最终纳入术前术后共47 个DSA 图像数据及其对应多普勒超声监测数据。

配对t 检验分析结果显示，PTA 术前、术后S 分别为（73.38±11.50）%、（41.03±12.19）%，差异有显著统计学意义（P＜0.001），术后管腔狭窄程度明显缩小；Q 分别为（307.35±189.25） mL/min、（940.15±268.55） mL/min，差异有显著统计学意义（P＜0.001），术后 DSA 血流量明显增加；G 分别为（331.31±174.72） mL/min、（990.80±246.03） mL/min，差异有显著统计学意义（P＜0.001）；Q 与 G 间差异有统计学意义（P＜0.05）；术前、术后 ΔTTP 分别为（1.03±0.76） s、（0.18±0.12） s，差异有显著统计学意义（P＜0.001），见表2。直线相关分析结果显示，S 与Q 间呈负相关性 （r=-0.81，P＜0.001）；ΔTTP 与 Q 间呈负相关性（r=-0.65，P＜0.001）。直线回归分析结果显示，Q 与ΔTTP 间有直线关系（t=-5.6，P＜0.05），直线回归方程y′=834.36-318.01x（x≥0）（0≤x≤0.12 时，y′≥800），见图2。

表2 各参数之间配对t 检验分析结果

3 讨论

维持有效通路血流量是血液透析能够顺利进行的关键，监测通路血流量、及时获取血流量变化信息，对于维护血透通路意义重大。DSA 参数彩色编码技术作为一种图像后处理技术，通过收集DSA造影图像密度随时间变化而变化信息，通过计算机算法转变为图像像素，获取血流分布、血流速度变化等功能性参数指标［10］。研究表明，DSA 参数彩色编码技术可客观地反映成像血管实时血流速度［11］。Syngo iFlow 软件由德国Siemens 公司开发、推广，首先被用于评估神经系统血管重建，实时成像评估、指导术中治疗方案［12］。随着技术成熟，Syngo iFlow成像技术已用于更多领域。有研究表明，Syngo iFlow成像技术可在术中实时测量、定量评价肝细胞癌血流动力学变化，以判断肿瘤栓塞程度［13］。也有研究报道将Syngo iFlow 成像技术应用于评估下肢动脉缺血性疾病血管腔内介入治疗前后血流动力学改变，取得了初步经验［14-15］。Zhang 等［16］将 Syngo iFlow成像技术用于评判兔下肢缺血-再灌注损伤，结果表明该技术可有效判断缺血-再灌注损伤程度，有望为临床肢体缺血-再灌注损伤建立评价标准。Syngo iFlow 成像技术在评价组织灌注方面显示出强大功能，可与CT 灌注成像相媲美。然而Syngo iFlow 成像技术目前尚未应用于评价人工血透通路PTA 术疗效。本研究通过回顾性分析人工血透通路狭窄或闭塞性病变DSA 图像，获取iFlow 彩色编码技术参数ΔTTP 与对应血透通路血流量Q，结果显示ΔTTP 在PTA 术中实时监测人工血透通路血流量具有巨大潜力。

本研究所有患者介入手术均经肱动脉途径，对狭窄性和闭塞性病变开通成功患者，均予一次性全程治疗人工血透通路，治疗前后造影均采用相同参数高压注射，经肱动脉血管鞘行前臂血管造影，统一造影图像标准，以避免静脉端入路造影导管对图像的干扰。本研究基于术中DSA 造影图像计算出DSA 血流量，即PTA 术中血透通路实时血流量，与基于DSA 造影图像后处理所获iFlow 彩色编码相关参数ΔTTP 相对应，保证了两者间相关性分析的可信度。DSA 血流量Q 与彩色超声血流量G 比较，差异有统计学意（P=0.01）。本研究认为，存在这种差异的主要原因：①DSA 造影与彩色超声监测处于不同时间点，病变进展所致血管狭窄程度不同；②DSA监测血流量计算方法存在精度偏差，计算所得血流量数据与实际血流量间存在一定偏差。但本研究通过加权计算平均血管横截面积、 平均血流速度，进而计算出血流量值，最大程度接近了实际值，且DSA 血流量与彩色超声血流量间差异并不大。余少斌等［17］基于超声稀释法对213 例狭窄与非狭窄性血透通路血流量进行监测，结果显示狭窄性、非狭窄性病变平均血流量分别为 320（290～370） mL/min、895（600～1 205） mL/min。本研究所测术前、术后 DSA血流量与之大体相近，直线相关分析也显示DSA 血流量Q 与管腔狭窄程度S 呈负相关性。由此可见，本研究中DSA 血流量计算方法可行，能有效评估人工血透通路血流量。

本研究结果显示ΔTTP 与Q 间具有良好负相关性，揭示了利用iFlow 相关参数ΔTTP 评估人工血透通路血流量具有较高的临床价值。目前对于人工血透通路血流量的正常值尚无统一标准，低血流量易导致血透通路失功能，高流量则易出现严重盗血现象及并发心功能不全等。有研究表明，内漏血流量个体差异大（300～3 000 mL/min）［18］。丁红等［19］、余少赋等［17］研究表明，低流量组（＜800 mL/min）和高流量组（≥1 500 mL/min）患者并发症发生率明显高于中等流量组（800～1 500 mL/min）。本研究显示DSA 血流量Q 与达峰时间差值ΔTTP 间有直线关系（t=-5.6，P＜0.05），直线回归方程y′=834.36-318.01x（x≥0）。按照丁红等［19］、余少赋等［17］研究推荐，人工血透通路血流量应控制在中等流量组（800～1 500 mL/min），当达峰时间差值 ΔTTP＜0.12 时，血流量＞800 mL/min。因此，本研究认为PTA 治疗人工血透通路狭窄或闭塞性病变时，狭窄近、远端密度达峰时间差值ΔTTP＜0.12 的治疗效果较为理想。

本研究结论认为，DSA iFlow 彩色编码成像技术获得的前臂人工血透通路相关参数ΔTTP，对评估人工透析通路血流量有较高的参考价值，为PTA治疗人工血透通路失功能过程中实时有效地评估血流量提供了一种新方法。