DSA iFlow 彩色編碼技術(shù)在人工血透通路腔內(nèi)治療中的應(yīng)用研究

劉育齊，李承志，何子聰，林印勝，張 艷

隨著醫(yī)療水平不斷進(jìn)步，使用人工血液透析（血透）患者逐年增加，透析通路狹窄、血栓形成等問題所致通路失功能病例數(shù)也逐年增多，透析通路維護(hù)成為臨床面臨的重大課題［1］。經(jīng)皮腔內(nèi)血管成形術(shù)（percutaneous transluminal angioplasty，PTA）具有手術(shù)時(shí)間短、有效保護(hù)血管資源、對(duì)血管損傷小、快速解決內(nèi)漏狹窄等優(yōu)點(diǎn)［2-3］，已廣泛應(yīng)用于人工血透通路狹窄、閉塞性病變治療［4-8］。目前人工血透通路血流量監(jiān)測(cè)方法主要包括超聲稀釋法和血管多普勒超聲，前者最可靠，而后者最常用［9］，然而兩者均受限于特定的儀器設(shè)備、人員，通常不能在PTA 術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。美國(guó)國(guó)家腎臟基金會(huì)腎臟病生存質(zhì)量倡議（KDOQI）指南［2］中關(guān)于血透通路 PTA 理想療效為病變部位殘余狹窄＜30%，但單純二維圖像、造影角度、主觀性強(qiáng)等因素使得相關(guān)評(píng)價(jià)偏差大。如何在PTA 術(shù)中實(shí)時(shí)便捷地監(jiān)測(cè)人工血透通路血流量，指導(dǎo)進(jìn)一步手術(shù)決策，值得思考。本研究通過回顧性分析人工血透通路狹窄或閉塞性病變DSA 圖像獲取iFlow 彩色編碼技術(shù)參數(shù)與對(duì)應(yīng)血透通路血流量，分析兩者關(guān)系，以探討彩色編碼技術(shù)在PTA術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人工血透通路血流量的價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 研究數(shù)據(jù)收集

收集2016年6月至2018年6月在深圳市人民醫(yī)院接受DSA 導(dǎo)引下PTA 治療的前臂人工血透通路失功能患者25 例術(shù)前、術(shù)后DSA 圖像數(shù)據(jù)與彩色多普勒超聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，患者臨床特征見表1。DSA圖像數(shù)據(jù)收集：肱動(dòng)脈入路，經(jīng)導(dǎo)管高壓注射器注入對(duì)比劑行前臂血管DSA 造影（參數(shù)：流率3 mL/s，對(duì)比劑總量 9 mL，壓力 200 psi，圖像采集速率 7.5 幀/s，見圖1）；多普勒超聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)收集：患者前臂處于功能位，超聲探頭垂直于前臂皮膚，探頭頻率6～12 MHz，測(cè)量狹窄管腔管徑和收縮期峰值流速。

表1 25 例患者臨床特征

圖1 PTA 術(shù)程DSA 圖像采集

1.2 DSA 圖像數(shù)據(jù)處理

根據(jù)血管DSA 造影圖像，計(jì)算平均狹窄管徑d（cm），測(cè)量正常管徑 D（cm），計(jì)算管腔狹窄程度S=d/D，測(cè)量并計(jì)算累計(jì)管腔狹窄長(zhǎng)度l（cm）及在特定圖像幀數(shù)內(nèi)對(duì)比劑通過含狹窄段的距離長(zhǎng)度L（cm）（圖 2），記錄圖像采集幀頻 F（幀/s）及相應(yīng)圖像幀數(shù)N。根據(jù)速度計(jì)算公式（速度=距離/時(shí)間），計(jì)算平均血流速度 V（cm/s）=L/（N/F）；根據(jù)圓形面積計(jì)算公式（圓形面積=πr2），通過加權(quán)計(jì)算平均血管橫截面積 C（cm2）=π（d/2）2（l/L）+π（D/2）2［（L-l）/L］；根據(jù)流量計(jì)算公式（流量=橫截面積×速度），計(jì)算所有患者血流量 Q（mL/min）=V×C×60。

圖2 測(cè)量示意圖

將患者PTA 術(shù)前、 術(shù)后造影圖像傳至德國(guó)Siemens 公司 Leonardo 后處理工作站，經(jīng) Syngo iFlow 軟件處理后得到彩色編碼圖像，分別在距離狹窄或閉塞段近端10 cm 通路流入道正常管徑處、狹窄或閉塞段近端、狹窄段或閉塞段遠(yuǎn)端，各選取面積 4.7 mm2大小感興趣區(qū)（ROI），分別記為 Ref 點(diǎn)、2點(diǎn)、3 點(diǎn)，ROI 完全落在血透通路范圍內(nèi)，并避開血透通路與其他血管重疊區(qū)域（圖3、4）。以Ref 點(diǎn)為參考點(diǎn)，采集iFlow 數(shù)據(jù)并計(jì)算出2 點(diǎn)與3 點(diǎn)密度達(dá)峰時(shí)間差值（ΔTTP）。所有患者iFlow 數(shù)據(jù)采集與后處理均由2 名經(jīng)驗(yàn)豐富的介入醫(yī)師共同完成。

圖3 ROI 選點(diǎn)示意圖

圖4 造影圖像iFlow 后處理圖

1.3 血管多普勒超聲監(jiān)測(cè)圖像數(shù)據(jù)處理

收集所有患者PTA 術(shù)前3 d 內(nèi)及術(shù)后3 d 內(nèi)血管多普勒超聲檢查圖像數(shù)據(jù)，分別測(cè)量術(shù)前、術(shù)后血透通路狹窄點(diǎn)管腔管徑大小和收縮期峰值流速（圖 5），根據(jù)圓形面積計(jì)算公式（圓形面積=πr2），計(jì)算出橫截面積；橫截面積與收縮期峰值流速相乘得出彩色超聲血流量（G）。

圖5 多普勒超聲監(jiān)測(cè)

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，配對(duì)t 檢驗(yàn)分析對(duì)比各患者術(shù)前、 術(shù)后 ΔTTP 間、Q 間、S 間差異及 Q與 G 間差異，Pearson 相關(guān)系數(shù)分析 Q 與 S、ΔTTP間相關(guān)性，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

25 例患者均完成PTA 術(shù)前血管多普勒檢查和DSA 造影，術(shù)中2 例閉塞性病變成功開通，23例狹窄性病變中20 例成功開通，3 例病變復(fù)雜，導(dǎo)絲未能通過狹窄段，開通失敗。最終納入術(shù)前術(shù)后共47 個(gè)DSA 圖像數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)多普勒超聲監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

配對(duì)t 檢驗(yàn)分析結(jié)果顯示，PTA 術(shù)前、術(shù)后S 分別為（73.38±11.50）%、（41.03±12.19）%，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），術(shù)后管腔狹窄程度明顯縮??；Q 分別為（307.35±189.25） mL/min、（940.15±268.55） mL/min，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），術(shù)后 DSA 血流量明顯增加；G 分別為（331.31±174.72） mL/min、（990.80±246.03） mL/min，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）；Q 與 G 間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；術(shù)前、術(shù)后 ΔTTP 分別為（1.03±0.76） s、（0.18±0.12） s，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見表2。直線相關(guān)分析結(jié)果顯示，S 與Q 間呈負(fù)相關(guān)性 （r=-0.81，P＜0.001）；ΔTTP 與 Q 間呈負(fù)相關(guān)性（r=-0.65，P＜0.001）。直線回歸分析結(jié)果顯示，Q 與ΔTTP 間有直線關(guān)系（t=-5.6，P＜0.05），直線回歸方程y′=834.36-318.01x（x≥0）（0≤x≤0.12 時(shí)，y′≥800），見圖2。

表2 各參數(shù)之間配對(duì)t 檢驗(yàn)分析結(jié)果

3 討論

維持有效通路血流量是血液透析能夠順利進(jìn)行的關(guān)鍵，監(jiān)測(cè)通路血流量、及時(shí)獲取血流量變化信息，對(duì)于維護(hù)血透通路意義重大。DSA 參數(shù)彩色編碼技術(shù)作為一種圖像后處理技術(shù)，通過收集DSA造影圖像密度隨時(shí)間變化而變化信息，通過計(jì)算機(jī)算法轉(zhuǎn)變?yōu)閳D像像素，獲取血流分布、血流速度變化等功能性參數(shù)指標(biāo)［10］。研究表明，DSA 參數(shù)彩色編碼技術(shù)可客觀地反映成像血管實(shí)時(shí)血流速度［11］。Syngo iFlow 軟件由德國(guó)Siemens 公司開發(fā)、推廣，首先被用于評(píng)估神經(jīng)系統(tǒng)血管重建，實(shí)時(shí)成像評(píng)估、指導(dǎo)術(shù)中治療方案［12］。隨著技術(shù)成熟，Syngo iFlow成像技術(shù)已用于更多領(lǐng)域。有研究表明，Syngo iFlow成像技術(shù)可在術(shù)中實(shí)時(shí)測(cè)量、定量評(píng)價(jià)肝細(xì)胞癌血流動(dòng)力學(xué)變化，以判斷腫瘤栓塞程度［13］。也有研究報(bào)道將Syngo iFlow 成像技術(shù)應(yīng)用于評(píng)估下肢動(dòng)脈缺血性疾病血管腔內(nèi)介入治療前后血流動(dòng)力學(xué)改變，取得了初步經(jīng)驗(yàn)［14-15］。Zhang 等［16］將 Syngo iFlow成像技術(shù)用于評(píng)判兔下肢缺血-再灌注損傷，結(jié)果表明該技術(shù)可有效判斷缺血-再灌注損傷程度，有望為臨床肢體缺血-再灌注損傷建立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。Syngo iFlow 成像技術(shù)在評(píng)價(jià)組織灌注方面顯示出強(qiáng)大功能，可與CT 灌注成像相媲美。然而Syngo iFlow 成像技術(shù)目前尚未應(yīng)用于評(píng)價(jià)人工血透通路PTA 術(shù)療效。本研究通過回顧性分析人工血透通路狹窄或閉塞性病變DSA 圖像，獲取iFlow 彩色編碼技術(shù)參數(shù)ΔTTP 與對(duì)應(yīng)血透通路血流量Q，結(jié)果顯示ΔTTP 在PTA 術(shù)中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)人工血透通路血流量具有巨大潛力。

本研究所有患者介入手術(shù)均經(jīng)肱動(dòng)脈途徑，對(duì)狹窄性和閉塞性病變開通成功患者，均予一次性全程治療人工血透通路，治療前后造影均采用相同參數(shù)高壓注射，經(jīng)肱動(dòng)脈血管鞘行前臂血管造影，統(tǒng)一造影圖像標(biāo)準(zhǔn)，以避免靜脈端入路造影導(dǎo)管對(duì)圖像的干擾。本研究基于術(shù)中DSA 造影圖像計(jì)算出DSA 血流量，即PTA 術(shù)中血透通路實(shí)時(shí)血流量，與基于DSA 造影圖像后處理所獲iFlow 彩色編碼相關(guān)參數(shù)ΔTTP 相對(duì)應(yīng)，保證了兩者間相關(guān)性分析的可信度。DSA 血流量Q 與彩色超聲血流量G 比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意（P=0.01）。本研究認(rèn)為，存在這種差異的主要原因：①DSA 造影與彩色超聲監(jiān)測(cè)處于不同時(shí)間點(diǎn)，病變進(jìn)展所致血管狹窄程度不同；②DSA監(jiān)測(cè)血流量計(jì)算方法存在精度偏差，計(jì)算所得血流量數(shù)據(jù)與實(shí)際血流量間存在一定偏差。但本研究通過加權(quán)計(jì)算平均血管橫截面積、 平均血流速度，進(jìn)而計(jì)算出血流量值，最大程度接近了實(shí)際值，且DSA 血流量與彩色超聲血流量間差異并不大。余少斌等［17］基于超聲稀釋法對(duì)213 例狹窄與非狹窄性血透通路血流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，結(jié)果顯示狹窄性、非狹窄性病變平均血流量分別為 320（290～370） mL/min、895（600～1 205） mL/min。本研究所測(cè)術(shù)前、術(shù)后 DSA血流量與之大體相近，直線相關(guān)分析也顯示DSA 血流量Q 與管腔狹窄程度S 呈負(fù)相關(guān)性。由此可見，本研究中DSA 血流量計(jì)算方法可行，能有效評(píng)估人工血透通路血流量。

本研究結(jié)果顯示ΔTTP 與Q 間具有良好負(fù)相關(guān)性，揭示了利用iFlow 相關(guān)參數(shù)ΔTTP 評(píng)估人工血透通路血流量具有較高的臨床價(jià)值。目前對(duì)于人工血透通路血流量的正常值尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，低血流量易導(dǎo)致血透通路失功能，高流量則易出現(xiàn)嚴(yán)重盜血現(xiàn)象及并發(fā)心功能不全等。有研究表明，內(nèi)漏血流量個(gè)體差異大（300～3 000 mL/min）［18］。丁紅等［19］、余少賦等［17］研究表明，低流量組（＜800 mL/min）和高流量組（≥1 500 mL/min）患者并發(fā)癥發(fā)生率明顯高于中等流量組（800～1 500 mL/min）。本研究顯示DSA 血流量Q 與達(dá)峰時(shí)間差值ΔTTP 間有直線關(guān)系（t=-5.6，P＜0.05），直線回歸方程y′=834.36-318.01x（x≥0）。按照丁紅等［19］、余少賦等［17］研究推薦，人工血透通路血流量應(yīng)控制在中等流量組（800～1 500 mL/min），當(dāng)達(dá)峰時(shí)間差值 ΔTTP＜0.12 時(shí)，血流量＞800 mL/min。因此，本研究認(rèn)為PTA 治療人工血透通路狹窄或閉塞性病變時(shí)，狹窄近、遠(yuǎn)端密度達(dá)峰時(shí)間差值ΔTTP＜0.12 的治療效果較為理想。

本研究結(jié)論認(rèn)為，DSA iFlow 彩色編碼成像技術(shù)獲得的前臂人工血透通路相關(guān)參數(shù)ΔTTP，對(duì)評(píng)估人工透析通路血流量有較高的參考價(jià)值，為PTA治療人工血透通路失功能過程中實(shí)時(shí)有效地評(píng)估血流量提供了一種新方法。