不同掃描觸發(fā)閾值技術(shù)在256層CT頭頸動(dòng)脈成像中的應(yīng)用

李文會(huì),李 倩,張惠英,馬春梅

(1.河北省唐山市婦幼保健院 放射科,河北 唐山,063000; 2.華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院 CT室,河北 唐山,063000)

頭頸動(dòng)脈CTA中血管內(nèi)對(duì)比劑濃度決定圖像質(zhì)量，而合適的延遲時(shí)間是影響血管內(nèi)對(duì)比劑濃度的關(guān)鍵因素之一。觸發(fā)閾值不同是從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描前延遲時(shí)間不同，CT頭頸動(dòng)脈造影檢查中應(yīng)用自動(dòng)跟蹤技術(shù)時(shí)，選定合適的觸發(fā)閾值是頭頸動(dòng)脈成像成功與否的關(guān)鍵。本研究探討不同掃描觸發(fā)閾值技術(shù)在256層CT頭頸動(dòng)脈成像中的應(yīng)用，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2015年1—12月行256層螺旋CT頭頸聯(lián)合動(dòng)脈成像的患者120例。檢查前先向患者詳細(xì)告知試驗(yàn)內(nèi)容，患者同意后簽署知情同意書，并經(jīng)倫理委員會(huì)審查通過。所有患者均無嚴(yán)重肝腎功能不全、呼吸功能嚴(yán)重受損和心力衰竭。120例患者隨機(jī)分為3組。A組男20例，女20例，年齡42～78歲，平均(58.81±10.19)歲，將觸發(fā)閾值設(shè)定為150 HU; B組男18例，女22例，年齡39～79歲，平均(56.94±12.71)歲，將觸發(fā)閾值設(shè)定為120 HU; C組男18例，女22例，年齡38～77歲，平均(56.04±11.22)歲，將觸發(fā)閾值設(shè)定為90 HU。

1.2 檢查方法

所有患者檢查前均行碘過敏實(shí)驗(yàn)，觀察20 min后均未出現(xiàn)過敏反應(yīng)，囑患者掃描時(shí)避免做吞咽動(dòng)作。使用飛利浦256層螺旋CT機(jī)，掃描時(shí)患者頭先進(jìn)，仰臥于掃描床上; 范圍從主動(dòng)脈弓下緣到顱頂。掃描方法采用自動(dòng)跟蹤技術(shù)。激發(fā)閾值設(shè)為150 HU,激發(fā)層面興趣區(qū)設(shè)在主動(dòng)脈弓下緣降主動(dòng)脈內(nèi)。掃描參數(shù)為:機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度為0.27 s/r，層數(shù)為128層，管電壓120 kV，管電流設(shè)為自動(dòng)(200～400 mAs); 層厚及層間距均為0.625 mm。所有患者均右側(cè)肘靜脈留置20G靜脈針(文獻(xiàn)[1]報(bào)道，在頭頸CTA中，注射對(duì)比劑時(shí)右臂比左臂注射的圖像質(zhì)量更高)，使用一次性雙筒高壓注射器，流速4.5 mL/s。對(duì)比劑用量根據(jù)體質(zhì)量選擇(1.0 mL/kg)。注射對(duì)比劑結(jié)束后再注入30 mL生理鹽水。A組:當(dāng)監(jiān)控層面降主動(dòng)脈ROI閾值達(dá)到150 HU時(shí)計(jì)算機(jī)自動(dòng)觸發(fā)掃描; B組:當(dāng)監(jiān)控層面降主動(dòng)脈ROI閾值達(dá)到120 HU時(shí)計(jì)算機(jī)自動(dòng)觸發(fā)掃描; C組:當(dāng)監(jiān)控層面降主動(dòng)脈ROI閾值達(dá)到90 HU時(shí)計(jì)算機(jī)自動(dòng)觸發(fā)掃描。觸發(fā)掃描后機(jī)器固有延遲時(shí)間為4.4 s,之后啟動(dòng)掃描程序。

1.3 圖像后處理

將各組原始數(shù)據(jù)均傳至EBW(Extended Brilliance Work-space)4.0.2.145工作站進(jìn)行圖像處理。將原始數(shù)據(jù)傳至工作站后，第一步先逐層觀察橫斷位圖像，然后再使用后處理軟件進(jìn)行圖像后處理，每組圖像都使用VR、MIP、MPR三種重建方法，重建時(shí)要結(jié)合多角度旋轉(zhuǎn)、剪切、自動(dòng)去骨等多種方式，并且調(diào)整窗寬、窗位，以得出的最佳圖像圖像為準(zhǔn)。

1.4 觀察指標(biāo)

① 頭頸動(dòng)脈增強(qiáng)后CT值:在橫斷位圖像上測(cè)量3組圖像中頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈處CT值，測(cè)量時(shí)避開軟斑塊及鈣化，感興趣區(qū)大小約占管腔面積的50%以上，每段血管中選擇3點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，取平均值進(jìn)行記錄。② 延遲時(shí)間:在時(shí)間密度曲線上記錄從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描所用時(shí)間。③ 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià):所有頭頸動(dòng)脈圖像評(píng)價(jià)工作由均由2名副主任醫(yī)師采用雙盲法進(jìn)行評(píng)分。分為優(yōu)、良、中、差4級(jí)。評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[2]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

統(tǒng)計(jì)分析軟件使用SPSS 17.0。圖像質(zhì)量評(píng)分采用非參數(shù)秩和檢驗(yàn)，對(duì)3組圖像中頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈處CT值、從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描所用時(shí)間進(jìn)行方差分析(ANOVA),組間兩兩比較使用LSD法,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

將3組圖像中頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈處CT值進(jìn)行比較。頸總動(dòng)脈兩兩比較顯示,A組與B組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義; A組與C組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00); B組與C組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00)。其次大腦中動(dòng)脈兩兩比較顯示,A組與B組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義; A組與C組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00); B組與C組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.00)。見表1。A組從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描所用平均時(shí)間(延遲時(shí)間)為(12.26±1.57) s,B組為(10.23±2.24) s,C組為(7.76±3.49) s。B組、C組延遲時(shí)間顯著短于A組,C組顯著短于B組(P=0.00)。A、B、C組每組40例，各評(píng)價(jià)80根血管。3組頭頸動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果見表2。

表1 3組不同節(jié)段動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑CT值對(duì)比 HU

與A組相比,*P<0.05; 與B組相比,#P<0.05。

表2 3組頭頸動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分情況

3 討 論

監(jiān)測(cè)層面內(nèi)感興趣區(qū)的選擇也影響著圖像質(zhì)量。文獻(xiàn)[3]報(bào)道，監(jiān)測(cè)點(diǎn)在主動(dòng)脈弓部時(shí)頭頸部血管強(qiáng)化最好，重建后各級(jí)分支顯示滿意。螺旋CT頭頸動(dòng)脈成像時(shí)感興趣區(qū)一般選在主動(dòng)脈弓下緣層面升主動(dòng)脈區(qū)，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)由于在造影檢查是普遍優(yōu)先選擇上肢肘正中靜脈注射對(duì)比劑，對(duì)比劑在體內(nèi)循環(huán)過程是經(jīng)過頭臂靜脈、上腔靜脈進(jìn)入右心房，再進(jìn)入右心室，經(jīng)肺動(dòng)脈進(jìn)入肺循環(huán)，然后經(jīng)肺靜脈進(jìn)入左心房，最后經(jīng)左心室進(jìn)入升主動(dòng)脈(體循環(huán))。主動(dòng)脈弓層面升主動(dòng)脈緊鄰上腔靜脈及頭臂靜脈，而上腔靜脈及頭臂靜脈內(nèi)迅速增強(qiáng)的對(duì)比劑濃度往往會(huì)產(chǎn)生明顯的線束硬化偽影，影響臨近的升主動(dòng)脈，使升主動(dòng)脈CT值達(dá)到觸發(fā)閾值而觸發(fā)掃描，而此時(shí)對(duì)比劑尚未進(jìn)入左心室，此時(shí)觸發(fā)掃描可能得到的頭頸部動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑濃度充盈不良，血管增強(qiáng)效果不明顯的圖像，血管內(nèi)密度不均勻，管壁毛糙，不光滑，嚴(yán)重時(shí)將明顯影響診斷工作。將監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)在升主動(dòng)脈區(qū)，由于升主動(dòng)脈搏動(dòng)，有可能使監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置出現(xiàn)偏移。故本研究中于監(jiān)控層面主動(dòng)脈弓下緣降主動(dòng)脈區(qū)域選取感興趣區(qū)，以避免上腔靜脈內(nèi)高濃度對(duì)比劑產(chǎn)生的偽影而影響感興趣區(qū)CT值。注射對(duì)比劑時(shí)，應(yīng)用對(duì)比劑團(tuán)注追蹤技術(shù)，在對(duì)比劑濃度上升期和高濃度對(duì)比劑持續(xù)期采集圖像，在使用雙筒高壓注射器注射對(duì)比劑完畢后，以相同速率無縫隙追加生理鹽水30 mL沖洗上腔靜脈，可以防止頭臂靜脈及上腔靜脈內(nèi)造影劑濃度過高而產(chǎn)生偽影，而且可以將對(duì)比劑以相同注射壓力迅速進(jìn)入體循環(huán)。

頭頸動(dòng)脈CTA中血管內(nèi)對(duì)比劑濃度決定圖像質(zhì)量,CT值在250～450 HU時(shí)可以滿足診斷，濃度過低表示血管造影效果差，而增強(qiáng)水平過高不利于軟斑塊和鈣化的診斷[6],也會(huì)低估細(xì)小血管的狹窄[7]; CT值約為370 HU時(shí)適合顯示血管內(nèi)斑塊[7]。

3組頭頸動(dòng)脈圖像中頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CT值比較,A、B組與C組頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CT值比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),血管內(nèi)CT值代表其內(nèi)的對(duì)比劑濃度，表明C組圖像中頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈對(duì)比劑濃度明顯低于A、B組。A、B圖像質(zhì)量無明顯差異，圖像質(zhì)量良好,C組圖像質(zhì)量明顯較A、B組差，而且其平均圖像質(zhì)量未達(dá)到優(yōu)良水平。由此可見，觸發(fā)閾值為120 HU和150 HU時(shí)所得圖像的頭頸動(dòng)脈各段血管內(nèi)對(duì)比劑濃度和頭頸動(dòng)脈圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，均可以滿足診斷要求。采用90 HU作為觸發(fā)閾值進(jìn)行256層螺旋頭頸動(dòng)脈成像時(shí)所得圖像中頭頸動(dòng)脈各段血管內(nèi)對(duì)比劑濃度明顯降低，圖像質(zhì)量較差。

對(duì)比劑在動(dòng)脈血管內(nèi)循環(huán)速度快，而且受患者心臟功能差異的影響，導(dǎo)致延遲時(shí)間難以確定。觸發(fā)閾值不同則從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描前延遲時(shí)間不同。決定掃描成敗的主要因素是掃描的延遲時(shí)間[4]。解剖位置上頭臂干與頭臂靜脈及上腔靜脈相鄰，如果觸發(fā)閾值過低，掃描前延遲時(shí)間過短，對(duì)比劑還在注射，頭臂靜脈及上腔靜脈大量對(duì)比劑會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重偽影，周圍血管腔內(nèi)病變的顯示勢(shì)必受到影響，而且延遲時(shí)間太短，掃描時(shí)頭頸動(dòng)脈管腔內(nèi)對(duì)比劑尚未達(dá)到峰值濃度，對(duì)比劑未能與血液均勻混合，圖像質(zhì)量差; 延遲時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)，管腔內(nèi)對(duì)比劑濃度高峰已經(jīng)過去，周圍組織強(qiáng)化，密度增高，圖像信噪比降低，同樣無法獲得高質(zhì)量圖像。因此合適觸發(fā)閾值非常重要，尤其是頭部動(dòng)脈血管分支較多且細(xì)小，解剖復(fù)雜，如果把握住合適的掃描時(shí)機(jī)，動(dòng)脈血管顯影良好而靜脈顯影少，將有利于診斷工作的進(jìn)行。有文獻(xiàn)報(bào)道[5],16層CT頸動(dòng)脈CTA的理想監(jiān)測(cè)閾值為80 HU。與16層CT相比,256層CT掃描速度明顯增快，本研究將最低觸發(fā)閾值設(shè)在90 HU,希

望可以找到頭頸動(dòng)脈血管內(nèi)對(duì)比劑濃度達(dá)到峰值的最早時(shí)間，又不至于因血管圖像CT值過低導(dǎo)致檢查失敗。3組對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描前延遲時(shí)間,3組差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。延遲時(shí)間內(nèi)對(duì)比劑在持續(xù)注射，縮短延遲時(shí)間將相應(yīng)減少對(duì)比劑使用的總量。近年來，在頭頸動(dòng)脈病變?cè)\斷和治療中頭頸CTA的應(yīng)用越來越廣泛,CT血管成像時(shí)患者必須注射對(duì)比劑，對(duì)比劑不良反應(yīng)越來越被重視。目前因注射對(duì)比劑引起的對(duì)比劑腎病已經(jīng)成為急性腎功能不全的第3大原因[8]。本研究中，觸發(fā)閾值為90 HU組掃描延遲時(shí)間最短，其有效對(duì)比劑用量也最少，但應(yīng)用該掃描條件進(jìn)行256層螺旋CT頭頸動(dòng)脈成像時(shí)得到的圖像頭頸動(dòng)脈各段血管內(nèi)對(duì)比劑濃度較其他兩組明顯降低，圖像質(zhì)量較差，因此不建議使用。觸發(fā)閾值為120 HU和150 HU時(shí)所得頭頸動(dòng)脈圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，觸發(fā)閾值為120 HU組從對(duì)比劑開始注射到掃描開始所用時(shí)間較150 HU組縮短約2 s,注射速率為4.5 mL/s,相應(yīng)對(duì)比劑用量可以減少約9 mL?？梢缘贸觯|發(fā)閾值為120 HU(B組)時(shí)，得到的頭頸動(dòng)脈圖像能夠滿足診斷要求，還能縮短從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描前延遲時(shí)間，相應(yīng)也減少了對(duì)比劑用量。

總之，在256層螺旋CT頭頸動(dòng)脈成像中將120 HU作為監(jiān)測(cè)觸發(fā)閾值時(shí)，可以在保證圖像質(zhì)量的前提下縮短從對(duì)比劑開始注射到觸發(fā)掃描前延遲時(shí)間，并相應(yīng)減少了對(duì)比劑用量。

[1] 臧晨宏.左臂和右臂靜脈注射對(duì)頭頸部CTA圖像質(zhì)量的影響[J].天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào),2010,16(4):667-668.

[2] 劉建新,姜健,王霄英,等.100 kVp條件下頭頸CTA檢查中碘克沙醇(270 mgI/mL)個(gè)性化注射方案的成像效果初探[J].放射學(xué)實(shí)踐,2014,29(4):369-372.

[3] 姚利華,卞柳利,李君,等.頭頸部3D-CTA智能觸發(fā)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的合理選擇[J].中國(guó)臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2014,25(4):293-295.

[4] Cademartiri F,Mollet N R,van derLugt A,et al.Intravenous contrast material administration at helical 16-detector row CT coronary angiography:effect of iodine concentration on vascular attenuation[J].Radiology,2005,236(2):661-665.

[5] 費(fèi)曉璐,李坤成,嚴(yán)漢民.冠狀動(dòng)脈CTA從成像中高對(duì)比劑增強(qiáng)效果對(duì)狹窄成像準(zhǔn)確度影響的量化評(píng)價(jià)研究[J].中國(guó)醫(yī)療設(shè)備,2008,23(10):144-147.

[6] Utsunomiya D,Awai K,Sakamoto T,et al.Cardiac 16-MDCT for anatomic and functional analysis:assessment of a biphasie contrast injection protocol[J].AJR,2006,187:638-644.

[7] 繆熙音,周建軍,陳剛,等.16層螺旋CT頸動(dòng)脈成像:智能觸發(fā)閾值的合理選擇[J].放射學(xué)實(shí)踐雜志,2007,22(9):922-925.

[8] Mc Cullough P A.Contrast-induced acute kidney injury[J].Am Coll Cardiol,2008,51(15):1419-1428.