个性化10 s团注的双流技术在腋动、静脉CT血管成像同步成像中的应用

郭献忠，邓青山，曹国全，刘瑾瑾，王镇章

温州医科大学附属第一医院 放射科，浙江 温州 325015

腋静脉穿刺技术已经在临床广泛开展，但因腋动静脉的体表定位不明确，穿刺过程中的穿刺失败率和气胸发生率较高，且有挤压和误穿动脉的现象发生[1]。利用CT血管成像（CT angiography,CTA）技术来显示腋动静脉的解剖位置具有重要的临床价值，目前已有报道采用腋动脉动脉期成像合并腋静脉顺行直接成像的方法，可以同时显示较清晰的腋动、静脉图像，但是这种方法存在操作复杂及增加静脉损伤等缺点[2]。近年来，CTA检查的辐射损害和对比剂相关风险也一直是人们的关注热点。基于剂量最优化原则，应在满足影像诊断的前提下，提倡尽量使用低管电压[3-4]；同时减少对比剂碘总量可降低对比剂肾病（contrast agent nephropathy,CIN）的发生风险[5]。10 s团注对比剂方案联合80 kV管电压可以在保证影像质量的前提下有效降低对比剂用量[6]。本研究通过对比剂双流技术结合个性化的对比剂流速及管电压设置，实现单侧肘静脉注射对比剂实现腋动静脉同步成像，同时有效减少对比剂用量及辐射剂量，从而提高该检查的安全性与便利性。

1 对象和方法

1.1 研究对象 连续收集温州医科大学附属第一医院2020年3月至2021年4月行左侧腋动、静脉CTA检查的83例患者，男55例，女28例，年龄37～86（64.9±11.2）岁，见表1。按例数不等的完全随机区段分组法分成A、B两组，A组采用双侧肘静脉注射，经右肘静脉注射对比剂，左肘静脉注射对比剂稀释液；B组采用单侧肘静脉多期双流注射方案，根据体质量设置个性化的注射流速及管电压，经左肘静脉注射对比剂，持续10 s，再采用对比剂双流技术稀释对比剂持续注射15 s。排除标准：碘对比剂过敏者、甲亢患者、哺乳期、无法配合检查的患者。本研究经温州医科大学附属第一医院伦理委员会批准通过，所有受检者均签署知情同意书。

表1 2组患者一般资料

1.2 检查方法

1.2.1 扫描方法：采用日本佳能公司320排螺旋CT行左侧腋动、静脉CTA同步成像。受检者取仰卧位，左上肢手掌朝上伸直紧贴身旁，头先进，扫描范围上缘至第四颈椎水平，下缘包括主动脉弓，向头端扫描。扫描参数：A组采用120 kV，设定智能mA扫描条件，准直器宽度0.5×64 mm，螺距53.0；B组采用个性化管电压（MBI＜20，管电压80 kV；20≤MBI＜24，管电压100 kV；MBI≥24，管电压120 kV），设定智能mA扫描条件，准直器宽度0.5×64 mm，螺距95.0；FOV为25 cm×25 cm，重建层厚0.5 mm，层间距0.5 mm，矩阵512×512，X线球管旋转速度0.5 s/圈。采用美国Medrad公司Stellant D型双筒高压注射器注射碘海醇（含碘350 mg/mL）。注射方案：A组采用双侧肘静脉注射，分别经右肘静脉以4 mL/s的流率注射60 mL碘海醇，左肘静脉以3 mL/s的流率注射60 mL碘海醇稀释液（350 mg/mL碘海醇∶0.9%氯化钠溶液=1∶9），采用智能追踪触发技术，感兴趣区设于主动脉弓水平，触发阈值为200 Hu，到达阈值后延迟时间3 s后开始扫描；B组采用单侧肘静脉多期双流注射方案，根据体质量设置个性化的注射流速[（450 mgI/kg÷350 mg/m×体质量）/30 s][6]，经左肘静脉持续注射10 s，再采用对比剂双流技术稀释碘海醇（350 mg/mL碘海醇∶0.9%氯化钠溶液=1∶19）以（[450 mgI/kg÷350 mg/m×体质量）/30 s+1]的注射流速持续注射15 s，采用Sure Start技术，观察C4 椎体水平颈总动脉浓度变化，刚刚轻微强化时，手动触发扫描，大约4 s后曝光执行扫描。见图1。

1.2.2 图像后处理：将采集所得DICOM图像传输至美国GE ADW4.5后处理工作站，采用最大密度投影法（MIP）、多平面重组（MPR）、容积再现三维成像技术（VR）等后重建技术进行二维或三维图像重建。并使用工测量工具对所得腋动、静脉各分段进行精确测量，获得定位穿刺所需数据，帮助确定穿刺的最佳节段。

1.2.3 图像评价：客观评价：在左侧腋动脉、主动脉弓、左侧腋静脉、上腔静脉等截面内测量其CT值（SI血管），ROI面积应为所测血管截面的1/3左右以避免容积效应影响，并避开血管壁钙化。测量软组织CT值（SI软组织），ROI置于腋动、静脉周围肌群内（胸大肌、胸小肌、肩胛下肌等），ROI面积为15 mm2，测量3次取平均值，记录每次测量CT值标准差，取其平均值作为图像的背景噪声（SD背景），计算对比噪声比（contrast noise ratio,CNR）及信噪比（signal noise ratio,SNR）。CNR=（SI血管-SI背景）/SD背景，SNR=SI血管/SD背景[2]。

主观评价：主观评分采用4分制CTA的血管显示情况进行评价，由2名5年以上工作经验的影像科医师进行双盲评价。1分：CT值低于250 Hu，动脉轮廓显影模糊，对比剂引起的射线束硬化伪影严重，邻近血管出现断层现象；2分：CT值超过250 Hu，动脉轮廓欠清，对比剂引起的射线束硬化伪影较重，影响邻近血管强化值，但无血管断层现象出现；3分：CT值超过250 Hu，动脉轮廓显影清晰，少量对比剂引起的射线束硬化伪影；4分：CT值超过350 Hu，动脉轮廓显影锐利，细节显示清晰，无对比剂引起的射线束硬化伪影。

1.2.4 辐射剂量指标：记录每位受试者的扫描辐射剂量，包括容积CT剂量指数（volume CT dose index,CTDIvol）和剂量长度乘积（dose-length product,DLP），并计算有效剂量（effective dose,E）。E=DLP×k，k值为组织权重因子，本研究因与颈部甲状腺重叠较多，故其k值与颈部相仿，取0.0059 mSv·mGy-1·cm-1。

1.3 统计学处理方法 用SPSS24.0软件进行统计分析。正态分布计量资料用表示，采用t检验；非正态分布计量资料用M（P25，P75）表示，采用曼-惠特尼Z检验；计数资料用频数和百分比表示，采用χ2检验。2名医师主观评分的一致性用Kappa检验，Kappa值＞0.75为一致性较好；Kappa值为0.40～0.75为一致性一般；Kappa值＜0.40为一致性较差。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量主观评价的比较 两名医师对图像主观评价指标Kappa值为0.791，具有较高的一致性。两组的主观评分差异无统计学意义（Z=-0.584，P=0.559）。

2.2 患者辐射剂量及对比剂用量的比较 B组的E值和对比剂用量显著低于A组，差异有统计学意义（P＜0.05）；B组的CTDIvol、DLP显著低于A组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 2组CTA检查中辐射剂量和图像质量的比较

2.3 图像的客观指标差异 A、B两组的腋动脉CT值差异无统计学意义（P＞0.05），B组腋动脉的SNR及CNR较A组低，差异有统计学意义（P＜0.05）；B组的腋静脉CT值显著高于A组，差异有统计学意义（P＜0.05）；A、B两组腋静脉的SNR和CNR差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

表3 2组CTA检查中客观图像质量的比较

3 讨论

CTA检查时，通常对比剂注射完成之后还会再注射一定量的0.9%氯化钠溶液，以提高对比剂利用率，一次检查过程中，0.9%氯化钠溶液估计可以替代12～20 mL对比剂[7-9]，同时冲洗滞留在静脉内的对比剂，来减少高浓度对比剂引起的射线束硬化伪影[8]，但因为对比剂的黏稠性，一时难以祛尽，仍有大量对比剂黏附在血管壁上，并没有人认为这部分黏附在血管上的对比剂还有多大用处。本研究中B组采用单侧肘静脉多期双流注射方案，第一期通过10 s团注对比剂来实现动脉期的动脉强化，短的注射持续时间，为腋静脉留下充足的冲洗时间，减少射线束硬化伪影，第二期通过双筒高压注射器双流技术自动稀释对比剂并持续注射直到扫描结束，可有效保证目标腋静脉的最低强化值，加上第一期黏附在静脉壁上的对比剂，使腋静脉获得管壁高亮中心次亮的强化效果（见图1A），将滞留在腋静脉内的对比剂也利用起来，可以说几乎实现了对比剂100%的利用率。本研究证实B组的腋静脉CT值显著高于A组，而A组采用双侧肘静脉注射，经右肘静脉注射对比剂，左肘静脉注射对比剂稀释液，同样也可以同时得到较高浓度的腋动静脉清晰图像。但由于右肘静脉未经0.9%氯化钠溶液冲洗，大大降低了对比剂的利用率，高浓度的对比剂滞留在右侧腋静脉，也会因射线束硬化伪影而影响到左侧腋动静脉的影像质量，同时因为需提前配制稀释对比剂、双上肢同时预埋留置针等缺点，一定程度上限制其在临床中的应用推广。

据相关报道对比剂肾病的发生风险与对比剂用量的多少存在一定的相关性[5]。B组采用10 s团注大大减少了对比剂的用量，但过短的注射持续时间无疑会增加对靶血管充盈峰值把握的难度。本研究认为10 s团注时间可以使目标动脉获得一个与之持续时间相仿的均匀、稳定的峰值平台，虽然受血流动力的影响，其峰值平台持续时间会低于10 s[10]，但稍低于峰值浓度的持续时间依然可以保持10 s甚至超过，那么靶血管初始强化5 s后为达峰中点时间，模仿DSA的连续步进式的扫描模式，利用顺血流方向同步追踪扫描，可以实现度峰值强化浓度的精准把握。另外，B组的上腔静脉CT值显著低于A组，是由A组稀释对比剂的浓度高于B组稀释对比剂浓度造成。

血管强化值随患者体质量变化而变化[11-12]，其他因素不变，动脉的强化值会因体质量增加而变低[10]。本研究通过调节注射流速来平衡体质量对强化效果的影响，设计对比剂注射流速=（450 mgI/kg÷对比剂浓度×体质量）/30 s。利用碘的K缘效应[13-14]，低管电压更有利于碘对X射线的吸收衰减，其强化效果更加明显[11]。前期研究中发现，采用低管电压技术时，部分患者腋动脉区域呈条状暗区，可能由于受肩部骨骼及肌肉群的影响，系射线衰减过多造成，MBI越大越明显，AB两组的腋动脉强化值较主动脉弓均略有下降，通过BMI来调整检查的管电压，改善这种不同层面的血管强化差异。A组腋动脉的CT值虽然略高于B组，但差异无统计学意义，说明通过个性化10 s团注结合双流技术可以在降低对比剂用量的同时有效保证血管的强化效果。同时，通过对管电压的个性化设计，也大幅降低了中小体型患者的检查辐射剂量。

CNR和SNR是评价图像质量的最有效客观指标，CNR＞8认为是血管图像质量为优[15]。同时血管CT值大于250 Hu以上，均可以满足临床诊断需求[16]。本研究中，两组CTA检查的腋动、静脉均能满足诊断需求。另外，由于B组的腋静脉与腋动脉CT值的巨大差异，在三维重建时，通过重建阈值的颜色调整即可轻松区分，大大提高对该检查的重建工作效率（见图1B）。

本研究存在一定的局限，首先，样本量较少，个体差异可能导致数据之间有较大的差异，对结果有一定影响；其次，腋动脉CNR均有所下降，但并不影响诊断。

综上所述，腋动脉、静脉CTA同步成像时，利用双筒高压注射器的多期双流技术，采用单侧肘静脉多期双流注射方案有效提高对比剂的利用率，结合个性化的流速及管电压调节，在保证图像质量的前提下，大幅降低了该检查的对比剂用量和辐射剂量，具有较高的临床应用价值。