個性化10 s團注的雙流技術在腋動、靜脈CT血管成像同步成像中的應用

郭獻忠，鄧青山，曹國全，劉瑾瑾，王鎮章

溫州醫科大學附屬第一醫院 放射科，浙江 溫州 325015

腋靜脈穿刺技術已經在臨床廣泛開展，但因腋動靜脈的體表定位不明確，穿刺過程中的穿刺失敗率和氣胸發生率較高，且有擠壓和誤穿動脈的現象發生[1]。利用CT血管成像（CT angiography,CTA）技術來顯示腋動靜脈的解剖位置具有重要的臨床價值，目前已有報道采用腋動脈動脈期成像合并腋靜脈順行直接成像的方法，可以同時顯示較清晰的腋動、靜脈圖像，但是這種方法存在操作復雜及增加靜脈損傷等缺點[2]。近年來，CTA檢查的輻射損害和對比劑相關風險也一直是人們的關注熱點。基于劑量最優化原則，應在滿足影像診斷的前提下，提倡盡量使用低管電壓[3-4]；同時減少對比劑碘總量可降低對比劑腎病（contrast agent nephropathy,CIN）的發生風險[5]。10 s團注對比劑方案聯合80 kV管電壓可以在保證影像質量的前提下有效降低對比劑用量[6]。本研究通過對比劑雙流技術結合個性化的對比劑流速及管電壓設置，實現單側肘靜脈注射對比劑實現腋動靜脈同步成像，同時有效減少對比劑用量及輻射劑量，從而提高該檢查的安全性與便利性。

1 對象和方法

1.1 研究對象 連續收集溫州醫科大學附屬第一醫院2020年3月至2021年4月行左側腋動、靜脈CTA檢查的83例患者，男55例，女28例，年齡37～86（64.9±11.2）歲，見表1。按例數不等的完全隨機區段分組法分成A、B兩組，A組采用雙側肘靜脈注射，經右肘靜脈注射對比劑，左肘靜脈注射對比劑稀釋液；B組采用單側肘靜脈多期雙流注射方案，根據體質量設置個性化的注射流速及管電壓，經左肘靜脈注射對比劑，持續10 s，再采用對比劑雙流技術稀釋對比劑持續注射15 s。排除標準：碘對比劑過敏者、甲亢患者、哺乳期、無法配合檢查的患者。本研究經溫州醫科大學附屬第一醫院倫理委員會批準通過，所有受檢者均簽署知情同意書。

表1 2組患者一般資料

1.2 檢查方法

1.2.1 掃描方法：采用日本佳能公司320排螺旋CT行左側腋動、靜脈CTA同步成像。受檢者取仰臥位，左上肢手掌朝上伸直緊貼身旁，頭先進，掃描范圍上緣至第四頸椎水平，下緣包括主動脈弓，向頭端掃描。掃描參數：A組采用120 kV，設定智能mA掃描條件，準直器寬度0.5×64 mm，螺距53.0；B組采用個性化管電壓（MBI＜20，管電壓80 kV；20≤MBI＜24，管電壓100 kV；MBI≥24，管電壓120 kV），設定智能mA掃描條件，準直器寬度0.5×64 mm，螺距95.0；FOV為25 cm×25 cm，重建層厚0.5 mm，層間距0.5 mm，矩陣512×512，X線球管旋轉速度0.5 s/圈。采用美國Medrad公司Stellant D型雙筒高壓注射器注射碘海醇（含碘350 mg/mL）。注射方案：A組采用雙側肘靜脈注射，分別經右肘靜脈以4 mL/s的流率注射60 mL碘海醇，左肘靜脈以3 mL/s的流率注射60 mL碘海醇稀釋液（350 mg/mL碘海醇∶0.9%氯化鈉溶液=1∶9），采用智能追蹤觸發技術，感興趣區設于主動脈弓水平，觸發閾值為200 Hu，到達閾值后延遲時間3 s后開始掃描；B組采用單側肘靜脈多期雙流注射方案，根據體質量設置個性化的注射流速[（450 mgI/kg÷350 mg/m×體質量）/30 s][6]，經左肘靜脈持續注射10 s，再采用對比劑雙流技術稀釋碘海醇（350 mg/mL碘海醇∶0.9%氯化鈉溶液=1∶19）以（[450 mgI/kg÷350 mg/m×體質量）/30 s+1]的注射流速持續注射15 s，采用Sure Start技術，觀察C4 椎體水平頸總動脈濃度變化，剛剛輕微強化時，手動觸發掃描，大約4 s后曝光執行掃描。見圖1。

1.2.2 圖像后處理：將采集所得DICOM圖像傳輸至美國GE ADW4.5后處理工作站，采用最大密度投影法（MIP）、多平面重組（MPR）、容積再現三維成像技術（VR）等后重建技術進行二維或三維圖像重建。并使用工測量工具對所得腋動、靜脈各分段進行精確測量，獲得定位穿刺所需數據，幫助確定穿刺的最佳節段。

1.2.3 圖像評價：客觀評價：在左側腋動脈、主動脈弓、左側腋靜脈、上腔靜脈等截面內測量其CT值（SI血管），ROI面積應為所測血管截面的1/3左右以避免容積效應影響，并避開血管壁鈣化。測量軟組織CT值（SI軟組織），ROI置于腋動、靜脈周圍肌群內（胸大肌、胸小肌、肩胛下肌等），ROI面積為15 mm2，測量3次取平均值，記錄每次測量CT值標準差，取其平均值作為圖像的背景噪聲（SD背景），計算對比噪聲比（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]。

主觀評價：主觀評分采用4分制CTA的血管顯示情況進行評價，由2名5年以上工作經驗的影像科醫師進行雙盲評價。1分：CT值低于250 Hu，動脈輪廓顯影模糊，對比劑引起的射線束硬化偽影嚴重，鄰近血管出現斷層現象；2分：CT值超過250 Hu，動脈輪廓欠清，對比劑引起的射線束硬化偽影較重，影響鄰近血管強化值，但無血管斷層現象出現；3分：CT值超過250 Hu，動脈輪廓顯影清晰，少量對比劑引起的射線束硬化偽影；4分：CT值超過350 Hu，動脈輪廓顯影銳利，細節顯示清晰，無對比劑引起的射線束硬化偽影。

1.2.4 輻射劑量指標：記錄每位受試者的掃描輻射劑量，包括容積CT劑量指數（volume CT dose index,CTDIvol）和劑量長度乘積（dose-length product,DLP），并計算有效劑量（effective dose,E）。E=DLP×k，k值為組織權重因子，本研究因與頸部甲狀腺重疊較多，故其k值與頸部相仿，取0.0059 mSv·mGy-1·cm-1。

1.3 統計學處理方法 用SPSS24.0軟件進行統計分析。正態分布計量資料用表示，采用t檢驗；非正態分布計量資料用M（P25，P75）表示，采用曼-惠特尼Z檢驗；計數資料用頻數和百分比表示，采用χ2檢驗。2名醫師主觀評分的一致性用Kappa檢驗，Kappa值＞0.75為一致性較好；Kappa值為0.40～0.75為一致性一般；Kappa值＜0.40為一致性較差。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 圖像質量主觀評價的比較 兩名醫師對圖像主觀評價指標Kappa值為0.791，具有較高的一致性。兩組的主觀評分差異無統計學意義（Z=-0.584，P=0.559）。

2.2 患者輻射劑量及對比劑用量的比較 B組的E值和對比劑用量顯著低于A組，差異有統計學意義（P＜0.05）；B組的CTDIvol、DLP顯著低于A組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表2。

表2 2組CTA檢查中輻射劑量和圖像質量的比較

2.3 圖像的客觀指標差異 A、B兩組的腋動脈CT值差異無統計學意義（P＞0.05），B組腋動脈的SNR及CNR較A組低，差異有統計學意義（P＜0.05）；B組的腋靜脈CT值顯著高于A組，差異有統計學意義（P＜0.05）；A、B兩組腋靜脈的SNR和CNR差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表3。

表3 2組CTA檢查中客觀圖像質量的比較

3 討論

CTA檢查時，通常對比劑注射完成之后還會再注射一定量的0.9%氯化鈉溶液，以提高對比劑利用率，一次檢查過程中，0.9%氯化鈉溶液估計可以替代12～20 mL對比劑[7-9]，同時沖洗滯留在靜脈內的對比劑，來減少高濃度對比劑引起的射線束硬化偽影[8]，但因為對比劑的黏稠性，一時難以祛盡，仍有大量對比劑黏附在血管壁上，并沒有人認為這部分黏附在血管上的對比劑還有多大用處。本研究中B組采用單側肘靜脈多期雙流注射方案，第一期通過10 s團注對比劑來實現動脈期的動脈強化，短的注射持續時間，為腋靜脈留下充足的沖洗時間，減少射線束硬化偽影，第二期通過雙筒高壓注射器雙流技術自動稀釋對比劑并持續注射直到掃描結束，可有效保證目標腋靜脈的最低強化值，加上第一期黏附在靜脈壁上的對比劑，使腋靜脈獲得管壁高亮中心次亮的強化效果（見圖1A），將滯留在腋靜脈內的對比劑也利用起來，可以說幾乎實現了對比劑100%的利用率。本研究證實B組的腋靜脈CT值顯著高于A組，而A組采用雙側肘靜脈注射，經右肘靜脈注射對比劑，左肘靜脈注射對比劑稀釋液，同樣也可以同時得到較高濃度的腋動靜脈清晰圖像。但由于右肘靜脈未經0.9%氯化鈉溶液沖洗，大大降低了對比劑的利用率，高濃度的對比劑滯留在右側腋靜脈，也會因射線束硬化偽影而影響到左側腋動靜脈的影像質量，同時因為需提前配制稀釋對比劑、雙上肢同時預埋留置針等缺點，一定程度上限制其在臨床中的應用推廣。

據相關報道對比劑腎病的發生風險與對比劑用量的多少存在一定的相關性[5]。B組采用10 s團注大大減少了對比劑的用量，但過短的注射持續時間無疑會增加對靶血管充盈峰值把握的難度。本研究認為10 s團注時間可以使目標動脈獲得一個與之持續時間相仿的均勻、穩定的峰值平臺，雖然受血流動力的影響，其峰值平臺持續時間會低于10 s[10]，但稍低于峰值濃度的持續時間依然可以保持10 s甚至超過，那么靶血管初始強化5 s后為達峰中點時間，模仿DSA的連續步進式的掃描模式，利用順血流方向同步追蹤掃描，可以實現度峰值強化濃度的精準把握。另外，B組的上腔靜脈CT值顯著低于A組，是由A組稀釋對比劑的濃度高于B組稀釋對比劑濃度造成。

血管強化值隨患者體質量變化而變化[11-12]，其他因素不變，動脈的強化值會因體質量增加而變低[10]。本研究通過調節注射流速來平衡體質量對強化效果的影響，設計對比劑注射流速=（450 mgI/kg÷對比劑濃度×體質量）/30 s。利用碘的K緣效應[13-14]，低管電壓更有利于碘對X射線的吸收衰減，其強化效果更加明顯[11]。前期研究中發現，采用低管電壓技術時，部分患者腋動脈區域呈條狀暗區，可能由于受肩部骨骼及肌肉群的影響，系射線衰減過多造成，MBI越大越明顯，AB兩組的腋動脈強化值較主動脈弓均略有下降，通過BMI來調整檢查的管電壓，改善這種不同層面的血管強化差異。A組腋動脈的CT值雖然略高于B組，但差異無統計學意義，說明通過個性化10 s團注結合雙流技術可以在降低對比劑用量的同時有效保證血管的強化效果。同時，通過對管電壓的個性化設計，也大幅降低了中小體型患者的檢查輻射劑量。

CNR和SNR是評價圖像質量的最有效客觀指標，CNR＞8認為是血管圖像質量為優[15]。同時血管CT值大于250 Hu以上，均可以滿足臨床診斷需求[16]。本研究中，兩組CTA檢查的腋動、靜脈均能滿足診斷需求。另外，由于B組的腋靜脈與腋動脈CT值的巨大差異，在三維重建時，通過重建閾值的顏色調整即可輕松區分，大大提高對該檢查的重建工作效率（見圖1B）。

本研究存在一定的局限，首先，樣本量較少，個體差異可能導致數據之間有較大的差異，對結果有一定影響；其次，腋動脈CNR均有所下降，但并不影響診斷。

綜上所述，腋動脈、靜脈CTA同步成像時，利用雙筒高壓注射器的多期雙流技術，采用單側肘靜脈多期雙流注射方案有效提高對比劑的利用率，結合個性化的流速及管電壓調節，在保證圖像質量的前提下，大幅降低了該檢查的對比劑用量和輻射劑量，具有較高的臨床應用價值。