TimeMIP技術(shù)對提高雙下肢CTA足部區(qū)域血管成像質(zhì)量的應(yīng)用研究

孫宇飛，鐘朝輝，吳柯薇，李向明，王衛(wèi)豐

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院 放射科，北京 101100

引言

下肢血管疾病多數(shù)由糖尿病引起，病因主要與飲食習(xí)慣不良、長期缺乏鍛煉、人口老齡化有關(guān)，其中下肢遠端動脈血管病變導(dǎo)致供血不足引起的下肢閉塞、壞死最為常見[1-4]。因此對下肢動脈足背部血管狹窄程度的診斷十分重要[5-7]，下肢CT血管成像（CT Angiography，CTA）技術(shù)作為診斷下肢血管疾病的重要方法之一，是一種安全、無創(chuàng)、低成本的檢查方法，常規(guī)用于雙下肢血管成像[8]，但是由于下肢動脈狹窄造成足背部血管顯示不佳，給臨床診斷以及后處理工作者帶來了諸多的困惑，因此如何利用低的輻射劑量獲得較高的圖像質(zhì)量一直是下肢、足部血管CTA的研究方向[9]。基于時間的最大密度投影（Time Maximum Intensity Projection，TimeMIP）技術(shù)常規(guī)用于顱腦灌注掃描，通過不同時間、相同掃描模式進行血管灌注后，經(jīng)后處理軟件行多期融合，能夠明顯提升顱內(nèi)細小分支顯像，為臨床醫(yī)生提供更加全面的參考價值。本研究將TimeMIP技術(shù)應(yīng)用于下肢遠端足部血管，后通過對比常規(guī)CTA掃描圖像與TimeMIP技術(shù)處理后圖像的輻射劑量和圖像質(zhì)量，探討TimeMIP技術(shù)應(yīng)用于下肢足背部血管的可行性。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2019年6—12月在首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院臨床懷疑下肢動脈血管疾病的60名患者。經(jīng)排除標準篩選后入組患者為50例，其中男28例，女22例，年齡40～78歲（TimeMIP處理技術(shù)是在同一患者常規(guī)掃描結(jié)束后增加兩組或多組灌注掃描，將同一患者兩次掃描遠端足背血管的結(jié)果進行對比）。入組患者行常規(guī)下肢CTA掃描后，延時10 s對受檢者足部區(qū)域行160 mm寬度軸位低劑量掃描并分為實驗組（TimeMIP技術(shù)）和對照組（常規(guī)掃描）進行對比。

納入標準：① 有完整臨床資料；② 自愿參與研究且知情同意。排除標準：① 碘過敏，嚴重肝腎功能不全等碘對比劑禁忌證者；② 意識模糊者；③ 合并嚴重器質(zhì)性病變者[10]。

1.2 儀器與方法

（1）下肢CTA掃描：采用日本佳能Canon Aquilion ONE 640層掃描機，患者仰臥位，腳先進，雙手上舉過頭，掃描范圍從腹腔干水平至足底。使用雙筒高壓注射器經(jīng)患者右肘正中靜脈注射對比劑，采用劃定感興趣區(qū)自動觸發(fā)，自動觸發(fā)掃描觸發(fā)閾值為150 HU，到達閾值后延時6 s進行掃描，掃描參數(shù)管電壓80 kV，采用自動管電流技術(shù)（10～700 mAs），噪聲指數(shù)設(shè)定為15 HU，層厚1.0 mm，層間距0.8 mm，螺距0.6，球管旋轉(zhuǎn)一周時間1 s。

TimeMIP掃描：在下肢CTA掃描結(jié)束后延時10 s后行DY-Volume序列掃描，采用TimeMIP技術(shù)進行處理，掃描參數(shù)管電壓80 kV，固定管電流（15 mAs），重建層厚0.5 mm，層間距0.5 mm。

（2）注藥方法：雙筒高壓注射對比劑；采用濃度370 mgI/mL（優(yōu)維顯），對比劑總量對應(yīng)為1.5～2.0 mL/kg，注射流率按照注射時間25 s的原則，計算相應(yīng)注射速率。

（3）采用SPSS 23.0統(tǒng)計軟件進行分析，應(yīng)用獨立樣本t檢驗分析比較兩組圖像血管CT值、噪聲、信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）及輻射劑量，應(yīng)用Mann-WhitneyU檢驗法測定不同醫(yī)師評分結(jié)果的一致性，P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

1.3 圖像評價

客觀評價：分別測量常規(guī)掃描下肢CTA圖像與TimeMIP技術(shù)處理后圖像足背、足趾部動脈以及軟組織的CT值、噪聲、計算圖像SNR，并記錄有效吸收劑量，各參數(shù)均在同一層面內(nèi)重復(fù)測量3次，取平均值作為最終測量結(jié)果。SNR的計算公式為：SNR=CT血管/SD血管。

主觀評價：由兩名具有5年以上工作經(jīng)驗的放射科醫(yī)師在不知分組的前提下對各組圖像質(zhì)量進行4分法評分[11]，評分標準：4分：能夠顯示踝部、足背部、足趾部血管，血管顯示清晰、連續(xù)、邊緣銳利；3分：踝部、足背部血管顯示清晰、連續(xù)，但不能顯示下級血管；2分：踝部、足背部血管或顯示不清晰、不連續(xù)、纖細，但不影響分析；1分：只顯示踝部血管，下級血管未顯示，影響分析，完全不能診斷。

1.4 輻射劑量

檢查結(jié)束后，CT機自動生成輻射劑量的報告數(shù)據(jù)，用劑量長度乘積乘以腿部轉(zhuǎn)換系數(shù)k來計算ED。[k=0.0008 mSv/（mGy.cm）][12]。

2 結(jié)果

2.1 圖像主觀評價

兩組圖像經(jīng)MIP、VR處理后主觀評分經(jīng)Mann-WhitneyU檢驗差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表1。

表1 兩組圖像質(zhì)量結(jié)果分析

2.2 圖像客觀評價

實驗組的足背、足趾部動脈CT值均高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），見表2。軟組織CT值兩者沒有明顯差別無統(tǒng)計意義，可見TimeMIP技術(shù)在不影響正常組織的情況下明顯提高了血管內(nèi)的CT值。實驗組足背和足趾的SNR均高于對照組，經(jīng)檢驗無統(tǒng)計學(xué)差異（P>0.05），見表3。

表2 足背、足趾動脈及軟組織CT值比較（HU）

表3 足背、足趾動脈噪聲、SNR比較

2.3 輻射劑量評價

TimeMIP掃描序列掃描條件及范圍都采用一致掃描，有效輻射劑量在雙下肢CTA基礎(chǔ)上僅增加0.019 msv，見圖1。

圖1 輻射劑量評價掃描圖像

3 討論與總結(jié)

下肢動脈疾病是嚴重危害人類健康的一類血管性病變，其涵蓋廣泛，后期主要表現(xiàn)為血管下肢甚至閉塞、動脈瘤形成，易造成遠端肢體缺血甚至壞死，其中以糖尿病下肢動脈血管疾病最為常見[11-12]。下肢血管檢查分為：彩色多普勒、MSCTA和DSA，影像學(xué)檢查是明確病變、制定治療方案的重要依據(jù)和前提。研究證明，MSCTA 對下肢血管性疾病的診斷具有高度準確性和可靠性[13-15]，但對遠端足背部血管顯示較差。

TimeMIP算法是一種新的圖像后處理技術(shù)，常用于頭顱灌注掃描，通過將多期CT灌注掃描圖像進行融合，可在一定程度上減少CT掃描時間和對比劑抵達時間不匹配對血管顯影所造成的影響，使傳統(tǒng)CT灌法掃描圖像上因為對比劑的達峰時間參差不齊而顯示不清的遠端較小血管充分顯示，能夠更好地分辨出血管顯示欠佳的原因。本研究中TimeMIP圖像上的血管顯示出更加充盈，管腔內(nèi)對比劑密度更加均勻，管腔內(nèi)外對比度和管壁銳利度更高，遠端細小的側(cè)支血管也能清晰顯影，更加準確、直觀地展示了檢查范圍內(nèi)局部缺血組織的血管空間關(guān)系，這與之前TimeMIP技術(shù)應(yīng)用在顱腦缺血性病變的研究結(jié)果相吻合[16-18]。

研究數(shù)據(jù)表明，低kV 掃描較高kV 掃描噪聲會明顯增加[19-21]，本次研究采用80 kV管電壓進行掃描，組織噪聲增加，所以SNR經(jīng)檢驗無統(tǒng)計學(xué)意義。但結(jié)果顯示實驗組血管內(nèi)CT值明顯高于對照組，由此可見TimeMIP技術(shù)應(yīng)用于下肢足部血管中能夠提高血管內(nèi)造影劑的CT值，對下肢足部遠端血管狹窄程度能夠做出準確評估。

本研究相比未利用TimeMIP技術(shù)的圖像可以更加直觀、全面、清晰準確地顯示病變區(qū)足背部血管走行及分支，有利于影像醫(yī)生對狹窄程度進行準確分級，為臨床對糖尿病或其他下肢動脈疾病術(shù)前評價和篩選提供重要診斷依據(jù)，指導(dǎo)臨床醫(yī)生制定正確的治療方案。但由于本次研究樣本數(shù)較少，部分患者病史、皮溫不一致，以及缺少對患者足部軟組織灌注情況的觀察，且研究時間較短，這將是我們下一步研究的方向。

所以，TimeMIP技術(shù)在沒有明顯增加輻射劑量、對比劑用量的情況下，提高了足部遠端血管的圖像質(zhì)量，適合臨床應(yīng)用。