不同碘流率對腎動(dòng)脈CTA圖像最佳觸發(fā)閾值的影響

闞曉婧，郭 瀠，衛(wèi)淑芳，高菲菲，王鵬銘，葛英輝(河南省人民醫(yī)院 河南大學(xué)人民醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450003)

不同碘流率對腎動(dòng)脈CTA圖像最佳觸發(fā)閾值的影響

闞曉婧，郭 瀠，衛(wèi)淑芳，高菲菲，王鵬銘，葛英輝*
(河南省人民醫(yī)院 河南大學(xué)人民醫(yī)院放射科，河南 鄭州 450003)

目的 利用智能追蹤(Smart Prep)技術(shù)探討不同碘流率時(shí)腎動(dòng)脈CTA的最佳觸發(fā)閾值及其對腎CTA圖像質(zhì)量的影響。方法 隨機(jī)選擇臨床需行腎動(dòng)脈CTA檢查的患者420例，利用Smart Prep技術(shù)進(jìn)行掃描。將所有患者隨機(jī)平均分入A～D組，碘流率分別為0.90、1.11、1.20和1.48 gI/s。每組隨機(jī)平均分為7個(gè)亞組，分別按照不同閾值掃描，各亞組觸發(fā)閾值分別為140～<150 HU、150～<160 HU、160～<170 HU、170～<180 HU、180～<190 HU、190～<200 HU和200～210 HU。采用5分制評(píng)分評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量。分析各組的最佳閾值亞組，并進(jìn)一步比較各最佳閾值亞組的圖像質(zhì)量的差異。結(jié)果 A～D組中，最佳觸發(fā)掃描閾值范圍分別為170～<190 HU、160～<190 HU、170～<180 HU和160～<180 HU。觸發(fā)閾值為170～<180 HU時(shí)能夠滿足不同碘流率時(shí)腎動(dòng)脈CTA的成像要求。各最佳閾值亞組間腎動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 不同碘流率配合最佳掃描觸發(fā)閾值可獲得優(yōu)良的腎CTA圖像。

腎動(dòng)脈；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；血管造影術(shù)；智能追蹤技術(shù)

64排CT具有較高的時(shí)間分辨力和空間分辨力，在腎動(dòng)脈CTA中具有很大優(yōu)勢，但在掃描技術(shù)方面卻對操作者提出了較高要求，尤其在利用智能追蹤(Smart Prep)技術(shù)進(jìn)行個(gè)體化掃描時(shí)，如果掃描觸發(fā)閾值選擇不當(dāng)則會(huì)造成掃描失敗[1]。本研究探討不同碘流率對應(yīng)的最佳掃描閾值，并比較不同碘流率結(jié)合最佳觸發(fā)閾值對于腎動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量的影響，為減少對比劑用量提供理論依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年9月—2016年9月臨床診斷為高血壓并接受腎動(dòng)脈CTA、腎臟和腎上腺檢查的患者420例，其中男241例，女179例，年齡25～76歲，平均(51.7±15.2)歲。將所有患者隨機(jī)平均分為4組，每組105例，A組碘流率為0.90 gI/s(濃度300 mgI/ml，速率3 ml/s)；B組碘流率為1.11 gI/s(濃度370 mgI/ml，速率3 ml/s)；C組碘流率為1.20 gI/s(濃度300 mgI/ml，速率4 ml/s)；D組碘流率為 1.48 gI/s(濃度370 mgI/ml，速率4 ml/s)。每組隨機(jī)平均分為7個(gè)亞組，每亞組15例，其觸發(fā)閾值設(shè)定為140、150、160、170、180、190、200 HU，因CT掃描儀時(shí)間分辨率的原因，實(shí)際閾值范圍分別為140～<150 HU、150～<160 HU、160～<170 HU、170～<180 HU、180～<190 HU、190～<200 HU和200～210 HU，將圖像質(zhì)量最佳的組作為最佳閾值亞組。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核通過，患者均簽知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE LightSpeed VCT 64排CT掃描儀，容積掃描模式。管電壓120 kV，采用自動(dòng)毫安技術(shù)，電流100～500 mA，噪聲指數(shù)(noise index, NI)為8，轉(zhuǎn)速0.8 s/rot，螺距0.984。使用雙筒高壓注射器(Nemoto Dual Shot)注射對比劑。動(dòng)脈期利用Smart Prep軟件監(jiān)控，掃描圖像矩陣512×512。實(shí)時(shí)顯示的軸位圖像重建層厚和層間距為5 mm，重建層厚和重建間隔為0.625 mm。Smart Prep軟件設(shè)置：監(jiān)視延遲時(shí)間15 s，診斷延遲時(shí)間5 s，掃描間隔時(shí)間1.4 s，觸發(fā)閾值按照各亞組設(shè)定。平均輻射劑量為(11.07±3.58)mSv。

采用GE ADW4.4工作站，由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的影像診斷醫(yī)師進(jìn)行后處理并對MIP圖像進(jìn)行評(píng)分，意見有分歧時(shí)由另1名主任醫(yī)師主持協(xié)商并記錄最終評(píng)分。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：1分，掃描失敗，圖像無診斷價(jià)值；2分，僅顯示腎動(dòng)脈主干且圖像模糊，血管邊緣不光滑，診斷可靠性低；3分，顯示腎動(dòng)脈主干及其一級(jí)分支，血管邊緣光滑；4分，顯示腎動(dòng)脈主干及其一、二級(jí)分支，血管邊緣光滑，三級(jí)分支模糊但數(shù)量≥5支；5分，顯示腎動(dòng)脈主干及其一、二和三級(jí)分支，血管邊緣光滑，三級(jí)分支清晰且數(shù)量≥5支。將雙側(cè)腎動(dòng)脈評(píng)分較高者的評(píng)分做為該圖像最終評(píng)分，圖像質(zhì)量最佳的組作為最佳閾值亞組。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SAS 9.1.3統(tǒng)計(jì)分析軟件。各組間患者年齡、體質(zhì)量指數(shù)及各亞組間圖像評(píng)分均以±s表示。采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)分析組間差異，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。各亞組評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)，選取評(píng)分均值最高組與其他組分別進(jìn)行Mann-Whitney檢驗(yàn)，如評(píng)分最高亞組與其他亞組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則評(píng)分均值最高組為最佳亞組；如評(píng)分均值最高亞組與某亞組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，則將該亞組再與剩余其他亞組比較，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義時(shí)將該亞組與評(píng)分均值最高亞組合并后再與其他亞組比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義后該合并亞組作為最佳亞組，以校正P值做為檢驗(yàn)是否具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果

A組2例患者曾接受一側(cè)腎臟切除術(shù)、1例患者一側(cè)腎臟嚴(yán)重積水；B、C組中各有1例患者曾接受一側(cè)腎臟切除術(shù)；故以上5例僅評(píng)價(jià)一側(cè)腎動(dòng)脈。4例患者圖像評(píng)價(jià)為1分(B組3例、D組1例)，主要因患者屏氣不佳或掃描過程中運(yùn)動(dòng)，均重新掃描。各組間性別、年齡及BMI差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

表1 患者一般資料(n=105)

A～D組中各不同觸發(fā)閾值亞組的圖像質(zhì)量評(píng)分見表2。A組圖像質(zhì)量以170～<180 HU亞組評(píng)分最高，除180～<190 HU亞組外(P=0.377)，170～<180 HU亞組與其他亞組圖像質(zhì)量差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，將170～<180 HU亞組與180～<190 HU亞組合并后作為擬最佳閾值亞組，擬最佳閾值亞組圖像質(zhì)量評(píng)分合計(jì)平均值為(4.53±0.57)分，與其他亞組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.0024)，最佳閾值亞組為170～<190 HU亞組。B、C、D組最佳閾值亞組分別為160～<190 HU亞組、170～<180 HU組、160～<180 HU亞組，圖像質(zhì)量評(píng)分合計(jì)平均值分別(4.54±0.67)分、(4.67±0.49)分、(4.83±0.38)分。4組最佳閾值亞組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.963，P=0.810；圖1～4)。

4組最佳閾值均包括170～<180 HU，提示在 170～<180 HU范圍的最佳觸發(fā)閾值，能夠滿足各組腎動(dòng)脈CTA成像的要求。將A～D組根據(jù)注射流率、對比劑濃度不同，分別進(jìn)行最佳閾值亞組區(qū)間的比較，顯示對比劑濃度相同時(shí)(A組和C組，B組和D組)，最佳閾值下限一致，但碘流率增加使最佳掃描閾值窗變窄(C組A組，D組>C組)，見圖5。

圖1 患者男，70歲，A組 A.腎動(dòng)脈CTA MIP圖像評(píng)分為5分； B.Smart Prep監(jiān)測時(shí)間密度曲線示觸發(fā)閾值為179.4 HU 圖2 患者男，68歲，B組 A.腎動(dòng)脈CTA MIP圖像評(píng)分為5分； B. Smart Prep監(jiān)測時(shí)間密度曲線示觸發(fā)閾值為171.8 HU 圖3 患者女，54歲，C組 A.腎動(dòng)脈CTA MIP圖像評(píng)分為5分； B. Smart Prep監(jiān)測時(shí)間密度曲線示觸發(fā)閾值為172.5 HU 圖4 患者男，68歲，D組 A.腎動(dòng)脈CTA MIP圖像評(píng)分為5分； B. Smart Prep監(jiān)測時(shí)間密度曲線示觸發(fā)閾值為174.4 HU

組別 評(píng)分A組 140～<150HU3．73±0．59 150～<160HU4．27±0．70 160～<170HU4．07±0．59 170～<180HU4．60±0．63 180～<190HU4．47±0．52 190～<200HU4．07±0．26 200～210HU4．00±0．38χ2值22．971P值0．001B組 140～<150HU3．00±0．65 150～<160HU4．17±0．46 160～<170HU4．53±0．74 170～<180HU4．56±0．80 180～<190HU4．53±0．64 190～<200HU4．00±0．65 200～210HU3．47±0．52χ2值20．811P值0．002C組 140～<150HU3．73±0．46 150～<160HU4．33±0．49 160～<170HU4．41±0．52 170～<180HU4．67±0．49 180～<190HU4．34±0．64 190～<200HU4．07±0．88 200～210HU3．93±0．80χ2值45．103P值<0．01D組 140～<150HU3．60±0．63 150～<160HU4．27±0．59 160～<170HU4．87±0．35 170～<180HU4．80±0．41 180～<190HU4．40±0．51 190～<200HU4．27±0．46 200～210HU3．80±0．68χ2值44．075P值<0．01

圖5 不同注射流率、對比劑濃度的最佳觸發(fā)閾值比較

3 討論

在個(gè)體化掃描延遲時(shí)間計(jì)算中，目前應(yīng)用最廣泛的是小劑量同層動(dòng)態(tài)測試法(Test Bolus)和智能追蹤技術(shù)(Smart Prep)。但小劑量試驗(yàn)可增加對比劑用量[2]，且在腎動(dòng)脈掃描時(shí)可能會(huì)使腎盂顯示而影響圖像質(zhì)量。Smart Prep技術(shù)能實(shí)時(shí)監(jiān)控主動(dòng)脈對比劑濃度的變化并及時(shí)觸發(fā)掃描，不受患者血流動(dòng)力學(xué)的影響，更能體現(xiàn)掃描個(gè)體化原則，有效避免個(gè)體差異，獲得最佳動(dòng)脈期圖像[3]，且不增加輻射劑量。本研究采用自動(dòng)毫安技術(shù)，平均輻射劑量為(11.07±3.58)mSv，大幅降低了患者的輻射劑量[4]。

腎動(dòng)脈CTA掃描成功的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確把握動(dòng)脈時(shí)相，即適當(dāng)?shù)挠|發(fā)閾值或準(zhǔn)確的掃描時(shí)間[5-6]。當(dāng)觸發(fā)閾值較低時(shí)，腎動(dòng)脈內(nèi)對比劑未達(dá)峰值，不能充分充盈，對比劑與血液混合不均，不僅影響圖像分辨率，且易造成腎動(dòng)脈狹窄的假象。當(dāng)觸發(fā)閾值過高的時(shí)候，腎實(shí)質(zhì)，甚至腎靜脈已經(jīng)強(qiáng)化，腎動(dòng)脈與強(qiáng)化的腎實(shí)質(zhì)間對比減小，影響顯示效果。因此有必要利用Smart Prep技術(shù)并找到最佳碘流率和最佳相應(yīng)掃描觸發(fā)閾值。碘流率對動(dòng)脈成像具有較大的影響[7-8]。靶血管的強(qiáng)化程度更多取決于碘流率，即對比劑濃度與注射速度的乘積，其與血管強(qiáng)化程度呈正相關(guān)。本研究碘流率不同的各組獲得的最佳掃描閾值不全相同。有研究[9]證實(shí)，相同碘流率以及掃描觸發(fā)閾值可以獲得相同的血管強(qiáng)化程度。本研究結(jié)果顯示對比劑濃度相同時(shí)，碘流率增加會(huì)使最佳掃描閾值窗變窄；對比劑注射速度相同時(shí)，碘流率高者最佳掃描閾值窗增寬。提示對比劑濃度與最佳掃描閾值的底限呈正相關(guān)趨勢，而對比劑注射速度與最佳掃描閾值窗呈負(fù)相關(guān)趨勢。本研究各組最佳掃描閾值均包括170～<180 HU閾值亞組，提示該閾值亞組可能在一般情況下均能夠得到較好的腎動(dòng)脈圖像，具有一定普適性。

本研究中最佳閾值亞組圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.963，P=0.810)，提示碘流率較低的組結(jié)合適當(dāng)?shù)膾呙栌|發(fā)閾值仍可獲得較好的腎動(dòng)脈CTA圖像，為減少對比劑濃度和劑量提供了理論基礎(chǔ)。結(jié)合Smart Prep掃描以及最佳觸發(fā)閾值區(qū)間可進(jìn)一步減少對比劑濃度和劑量，從而在保證圖像質(zhì)量的前提下減少對比劑腎病以及過敏反應(yīng)的發(fā)生[10-12]。

綜上所述，采用Smart Prep技術(shù)，不同碘流率配合適當(dāng)?shù)挠|發(fā)閾值均能夠得到優(yōu)秀的腎動(dòng)脈CTA圖像。觸發(fā)閾值設(shè)定為170～<180 HU，不同碘流率時(shí)均可獲得質(zhì)量滿意的腎動(dòng)脈CTA圖像。

[1] Tang A, Billiard JS, Chagnon DO, et al. Optimal pancreatic phase delay with 64-Detector CT scanner and bolus-tracking technique. Acad Radiol, 2014,21(8):977-985.

[2] Hoshino T, Ichikawa K, Hara T, et al. Optimization of scan timing for aortic computed tomographic angiography using the test bolus injection technique. Acta Radiol, 2016,57(7):829-836.

[3] 闞曉婧，羅天友，呂發(fā)金，等．智能追蹤技術(shù)觸發(fā)閾值對腎動(dòng)脈CT血管成像的影響．中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù)，2008，24(5)：721-724．

[4] Liu Y, Liu A, Liu L, et al. Feasibility of spectral imaging with low-concentration contrast medium in abdominal CT angiography of obese patients. Int J Clin Pract, 2016,70(Suppl 9B):B37-B43.

[5] Fleischmann D, Chin AS, Molvin L, et al. Computed tomography angiography: A review and technical update. Radiol Clin North Am, 2016,54(1):1-12.

[6] Stenzel F, Rief M, Zimmermann E, et al. Contrast agent bolus tracking with a fixed threshold or a manual fast start for coronary CT angiography. Eur Radiol, 2014,24(6):1229-1238.

[7] 宮鳳玲，于鵬，陳偉彬，等．膈下動(dòng)脈CT成像中碘總量固定不同碘流率對成像的影響．山東大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)，2015，53(11)：50-54．

[8] Fleischmann D. CT angiography: Injection and acquisition technique. Radiol Clin North Am, 2010,48(2):237-247.

[9] 余美，馬躍，王玉科，等．不同低對比劑注射方案對冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量影響的初步研究．中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志，2015，26(11)：779-783．

[10] Sun Z, Fu Q, Cao L, et al. Intravenous N-acetylcysteine for prevention of contrast-induced nephropathy:A meta-analysis of randomized, controlled trials. PLoS One, 2013,8(1):e55124.

[11] 張功霖,趙衛(wèi).對比劑腎病的預(yù)防及危險(xiǎn)分層的研究進(jìn)展.中國介入影像與治療學(xué),2012,9(12):889-892.

[12] 吳青霞,朱紹成,謝瑞剛,等.應(yīng)用低管電壓能譜CT成像降低腎動(dòng)脈CTA對比劑用量.中國醫(yī)學(xué)影像技術(shù),2013，29(2):280-284.

Effect on threshold of triggered angiographic acquisition of renal artery CTA by different iodine flow rate

KANXiaojing,GUOYing,WEIShufang,GAOFeifei,WANGPengming,GEYinghui*
(DepartmentofRadiology,HenanProvincialPeople'sHospital,HenanUniversityPeople'sHospital,Zhengzhou450003,China)

Objective To evaluate the effect on threshold of triggered angiographic acquisition by different iodine flow rate on renal artery CTA using Smart Prep tracking technique. Methods A total of 420 patients were randomly divided into A—D group with iodine flow rate of 0.90 gI/s， 1.11 gI/s， 1.20 gI/s， 1.48 gI/s on average respectively. And each group were divided 7 subgroups with threshold 140—<150 HU, 150—<160 HU, 160—<170 HU, 170—<180 HU, 180—<190 HU, 190—<200 HU, 200—210 HU respectively. The quality of the images were graded from 1—5 by 2 radiologists. The best image quality subgroups were achieved, and the scores were compared among the best image quality subgroups. Results Image quality of renal CTA in each group were best performed with a threshold of 170—<190 HU, 160—<190 HU, 170—<180 HU, 160—<180 HU respectively. When the threshold were 170—<180 HU, image quality were good with all iodine flow rate groups. There was no significant difference among the scores of the best image quality subgroups (allP>0.05). Conclusion Different iodine flow rate with appropriate threshold can acquire better image quality of renal CTA.

Renal artery; Tomography, X-ray computed; Angiography; Monitored-triggered technique

闞曉婧(1981—)，女，河南洛陽人，博士，主治醫(yī)師。研究方向：CT技術(shù)臨床應(yīng)用。E-mail: 15890089993@163.com

葛英輝，河南省人民醫(yī)院 河南大學(xué)人民醫(yī)院放射科，450003。E-mail: cjr.geyinghui@vip.163.com

2016-11-30

2017-04-04

10.13929/j.1003-3289.201611154

R814.42; R322.61

A

1003-3289(2017)07-1076-04