雙源CT前瞻性心電門控技術在中心靜脈血管成像中的應用價值

胡祥華，盧陳英，趙中偉，陳春妙，林桂涵，蘇燕萍，紀建松

麗水市中心醫院 放射科 浙江省影像診斷與介入微創研究重點實驗室，浙江 麗水 323000

中心靜脈是指上腔靜脈及其主要分支的大靜脈，包括雙側頭臂靜脈、鎖骨下靜脈及頸內靜脈，是血液回流心臟的主要路徑[1-2]。中心靜脈通路是維持性血液透析（血透）患者建立體外循環的必備條件。中心靜脈置管的患者、心臟起搏器植入患者、血透患者，由于中心靜脈長期穿刺、局部損傷、長期置管等因素，靜脈內血流動力學發生改變，引起內膜受損，導致血栓形成，從而出現管腔狹窄或閉塞[3]，不僅會導致患側肢體腫脹及靜脈性皮膚潰爛等，嚴重影響患者生活質量，也會導致透析流量下降，使血透不充分[4]。因此及早發現中心靜脈狹窄或閉塞具有重要的臨床意義[5]。

目前，中心靜脈CTV檢查主要采用常規螺旋CT掃描，但心臟和大血管搏動對中心靜脈圖像會產生偽影，而前瞻性心電門控技術已廣泛應用于冠脈CTA的成像，但在中心靜脈的應用國內外未見報道，本研究旨在探討前瞻性心電門控技術在中心靜脈CT成像中的應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 連續選取2016年7月至2020年1月在麗水市中心醫院利用西門子第三代雙源Force CT行中心靜脈CTV檢查的患者60例，隨機分為2組，每組30例。常規組采用常規螺旋掃描模式，年齡42～81（59.3±10.5）歲，心率（75.4±13.4）次/min，BMI 為（23.9±2.1）kg/m2；前瞻性心電門控組采用前瞻性心電門控掃描模式，年齡43～79（58.3±9.9）歲，心率（75.3±13.7）次/min，BMI為（24.0±2.0）kg/m2。 排除標準：①碘對比劑過敏；②不能配合屏氣者；③心、肝、腎功能不全者；④嚴重心律不齊者。本研究為臨床前瞻性研究，通過了本院醫學倫理委員會的審查批準，所有患者知情同意。

1.2 檢查方法 采用德國西門子第三代雙源CT（SOMATOM FORCE）進行掃描，掃描范圍從下頜角至膈肌平面，掃描前對患者進行屏氣訓練。兩組均采用120 kV管電壓，有效管電流100 mAs，開啟Care Dose 4D技術，準直寬度192×0.6 mm，其他掃描參數各不相同：常規組螺距0.8，轉速0.5 s/圈；心電門控組：轉速0.25 s/圈，當心率≤70次/min，常規采用60%～70%時相觸發掃描，當心率＞70次/min， 采用30%～40%時相觸發掃描，并由系統自動重建最佳期相圖像。采用雙筒高壓注射器，經肘正中靜脈注射非離子型對比劑碘普羅胺（370 mgI/mL），注射劑量1.5 mL/kg，注射速率4.0 mL/s，注入對比劑后延遲40～50 s行靜脈期掃描。

1.3 圖像質量評價 所有入組患者重建層厚0.75 mm， 層間距0.5 mm的薄層圖像，傳送至Syngo VIA后處理工作站。使用最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重組（multi-planner reconstruction，MPR）及容積再現（volume rendering，VR）等后處理技術后進行圖像質量分析。由2位經驗豐富的放射科醫師采用雙盲法對兩組患者中心靜脈的7個分段（上腔靜脈、左頭臂靜脈、右頭臂靜脈、左鎖骨下靜脈、右鎖骨下靜脈、左頸靜脈和右頸靜脈）進行圖像質量評價，存在意見分歧時，共同協商決定，采用5 分制圖像質量評價標準[6]。 1分：管腔不能辨認，無法用于診斷；2分：血管邊緣模糊，運動偽影明顯；3分：血管邊緣中度模糊，有中度運動偽影，但不影響診斷；4分：血管邊緣稍有模糊，有輕度運動偽影；5分：血管邊緣清晰，無運動偽影。

1.4 輻射劑量 記錄CT自動計算得到的容積CT劑量指數（computed tomographic dose index，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length poduct，DLP）。并根據ED（mSv）=DLP×k公式，換算成有效劑量（effective dose，ED），其中換算因子k= 0.017[7]。

1.5 統計學處理方法 采用SPSS24.0軟件進行統計學分析。采用χ2檢驗比較兩組患者性別的差異；正態分布計量資料以±s 表示，2組比較采用獨立樣本t檢驗；非正態分布計量資料以M（P25，P75）表示，2組比較采用非參數檢驗。應用Kappa檢驗評價2名醫師評分的一致性，Kappa值＞0.7為一致性較好，0.4≤Kappa≤0.7為一致性中等，Kappa＜0.4為一致性差[8]。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本臨床資料 2組患者性別、年齡、BMI、心率和掃描長度差異均無統計學意義（P＞0.05），前瞻性心電門控組的掃描時間顯著大于常規組的掃描時間，差異有統計學意義（P＜0.01）。見表1。

表1 2組患者的基本臨床資料（每組n=30）

2.2 輻射劑量比較 常規組和前瞻性心電門控組患者的DLP、CTDIvol、ED結果差異均無統計學意義（P＞0.05），應用前瞻性心電門控技術沒有增加輻射劑量，見表2。

2.3 圖像質量比較 2名醫師對圖像質量評分的一致性較好（Kappa=0.785），圖像質量采用非參數檢驗，比較2組患者共420段（2組×30例×7段）的中心靜脈圖像質量，在上腔靜脈段及左、右頭臂靜脈段圖像質量前瞻性心電門控組好于常規組，差異有統計學意義（P＜0.05）。2組患者的左、右頸靜脈段和鎖骨下靜脈段圖像質量評分均較好，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表3和圖1。

表2 2組患者的輻射劑量比較（每組n=30，±s）

3 討論

中心靜脈作為血液回流心臟的重要路徑，其是否通暢至關重要，因各種原因引起中心靜脈狹窄（central venous stenosis，CVS），都可以導致患側肢體腫脹，靜脈行皮膚潰爛等。CVS產生的原因很多，例如長期置管而不斷地刺激靜脈內膜導致內膜增生、腫瘤局部侵犯中心靜脈血管壁、臨近的正常或病變組織壓迫血管腔等。由于大多數CVS患者合并有其他基礎性疾病，一般臨床癥狀較為危重，因此盡早發現或檢查出CVS或閉塞至關重要。

表3 2組患者的圖像質量評分比較（每組n=30）

圖1 2組患者經典圖像

中心靜脈超聲檢查由于具有無創、經濟、方便等優點得到廣泛應用，特別是對靜脈的診斷有著較高的敏感性和特異性，但也存在一定的局限性，如對操作醫師的水平具有高度依賴性，且對血管整體的顯示能力較差，同時由于骨和含氣的肺組織影響，超聲對上腔靜脈、雙側頭臂靜脈及部分鎖骨下靜脈顯示能力較差，從而限制了超聲的使用[9]；DSA檢查是目前判斷中心靜脈管腔是否存在狹窄、閉塞的金標準[10]，并且可以在檢查的過程中根據病情等具體情況，直接進行介入治療。但由于DSA屬于有創性檢查，且須有額外的靜脈置管注射對比劑，造影劑劑量大，一般患者需要住院檢查且檢查費用較高，在無介入手術治療指征時應用受到限制[11]。MRI雖然是一種無輻射、無創的檢查，但由于對技術員的要求較高，檢查費用高、掃描時間長、部分患者具有禁忌證（如體內有心臟起搏器、鐵磁性植入物、幽閉恐懼癥等），影響因素較多，假陽性率也比較高，因此限制了其在臨床應用的推廣。研究顯示，多層螺旋CT血管造影（multi-slice spiral CT arteriography，MSCTA）檢測良性胸廓中心靜脈阻塞[12]及動靜脈內瘺狹窄[13]方面與DSA一致性較好，且具有較高密度分辨率和空間分辨率，屬無創性的檢查方法，再配合強大的各種后處理功能，可以實現血管的三維重建、管腔及周圍解剖結構的造影圖像，進一步提高了特異度和靈敏度[14]，因此MSCTA已成為診斷中心靜脈血管疾病重要的影像學檢查手段。

在常規螺旋CT掃描時，會出現各種不同的圖像偽影，除去CT機本身性能造成的偽影，最常見的偽影就是運動偽影，它包括呼吸運動和心臟搏動偽影，在胸部掃描時最常見。心臟搏動所產生的偽影不僅僅存在于心臟和大血管，還存在于與其鄰近的結構，其中包括本研究提到的中心靜脈，運動偽影出現的結果常會使圖像變模糊，影響診斷，最終導致延誤病情。雖然螺旋CT掃描具有較高的時間、空間分辨率和大范圍容積掃描特點，能在單次屏氣狀態下極短時間內完成大范圍的掃描，并且能有效地減少呼吸運動偽影，但是在整個掃描周期內，心臟搏動可達到數次以上，不能凍結心臟來消除心臟及血管搏動偽影，特別是與其相鄰的結構。心電門控技術是目前抑制心臟運動偽影的最有效方法，包括回顧性心電門控技術和前瞻性心電門控技術，已廣泛應用于心臟特別是冠狀動脈疾病的檢查[15]。前瞻性心電門控技術采用步進性的掃描方式，與心電同步，僅在R-R間期內固定的時相觸發掃描，在移床過程和非預設的R-R間期的時相內，X線球管是不產生X射線的。回顧性心電門控掃描是在采集多個全心動周期的掃描數據，并同步記錄受檢者的心電信號，再對所采集的原始數據進行回顧性重建獲得最佳圖像。因此回顧性心電門控掃描技術在記錄心電圖的同時進行全程掃描使輻射劑量過高，而前瞻性心電門控技術可有效降低輻射劑量[16]。

西門子第三代雙源CT具有超高的時間分辨率（63 ms）和空間分辨率（0.13 LP/cm），由于系統內含有兩套X線球管和對應的兩套96 排探測器系統，一次掃描可以覆蓋192×0.6 mm的寬度，確保在5～6 個心動周期內就可以完成中心靜脈CTV成像。本研究顯示前瞻性心電門控組患者平均掃描時間（9.91±0.95）s，常規組患者平均掃描時間為（3.29±0.41）s，前瞻性心電門控組患者掃描時間明顯多于常規組，但在圖像質量評價方面，上腔靜脈、左頭臂靜脈、右頭臂靜脈的圖像質量評分明顯高于常規組，而常規組患者的圖像質量差于前瞻性心電門控組，主要原因是心臟血管搏動偽影，其次是肺部的呼吸運動偽影，說明采用前瞻性心電門控技術可以有效減少心臟血管搏動偽影，提高頭臂靜脈和上腔靜脈段的圖像質量，尤其是上腔靜脈段。而兩組頸內靜脈和鎖骨下靜脈圖像質量均較好，組間差異無統計學意義，說明前瞻性心電門控組的圖像質量并未受掃描時間延長的影響，這可能是鎖骨下靜脈和頸靜脈距離肺和心臟大血管較遠，受運動偽影干擾較少有關。

本研究尚存在一些不足：僅從檢查技術的角度評價常規掃描方式與門控掃描方式的優劣勢，未涉及診斷中心靜脈狹窄的準確率；未能將回顧性心電門控掃描方式納入對比，缺乏全面性。

綜上所述，心電門控技術的應用可以顯著減少心血管搏動偽影對中心靜脈尤其是上腔靜脈段的干擾，可在不增加患者受到的輻射劑量的前提下，極大地改善圖像質量。