胸部血管CTA成像技术

胸部血管CTA成像技术

螺旋CT血管成像（CTA）自应用于临床以来，因其检测时间短、创伤性小、影像后处理技术多样，已在全身各个部位大、中血管中得到普遍应用。作为一种诊断手段，已体现出取代传统血管造影的趋势。多层螺旋CT（MSCT）的问世，不仅使螺旋CT的时间分辨率得以提高，其空间分辨率以及影像后处理技术也得到很大改进。从而使CTA的影像质量和评价的准确度得到很大的改善和提高。肺血管疾病，尤其是肺栓塞以及中央型肺癌严重影响着病人的处理与预后，而MSCTA在检出这些疾病中有积极的作用。此外，MSCTA在肺静脉系统的异常小也有独到的应用价值。

第一节肺血管系统解剖和变异

一、肺动脉

1．正常解剖肺动脉主干位于心包内，为一粗短的动脉干。起自右心室，在升主动脉前方向左后上方斜行，至主动脉弓下分为左、右肺动脉（图1）。左肺动脉较短，水平向左，在左主支气管前方横行，在肺门处分又为升支和降支，分别营养左肺上叶和左肺下叶。右肺动脉较长，水平向右，经升主动脉和上腔静脉的后方达右肺门，分3支进入右肺上、中、下叶。

2．解剖变异肺动脉系统先天性变异包括肺动脉发育不良、肺动脉起源异常（如肺动脉吊带）、特发性肺动脉扩张等。

图1 肺动脉

二、肺静脉

1．正常解剖肺静脉左右各二，分别称为左、右上肺静脉和左、右下肺静脉（图2）。起自肺门、分别注入左心房。正常情况下肺静脉孔左右各两个，右肺静脉孔径大于左肺静脉、上肺静脉孔径大于下肺静脉。不同时相肺静脉孔口径大小不一样。右上肺静脉平均长约15mm，收集右肺上叶和中叶的静脉血，包含4个主要的分支：尖支、前支、后支和中叶支。右下肺静脉平均长12mm，收集右肺下叶的血液，位于右上肺静脉的下后方，由上支和底段

总静脉汇合而成。底段总静脉由底段上静脉和底段下静脉汇合而成。左上肺静脉平均长20mm，由左上肺段静脉汇集而成，通常由尖后支、前支、舌支组成。左下肺静脉平均长15mm，收集下肺各基底段的静脉血液，由上支和底段总静脉构成。底段总静脉绝大多数由底段上、下静脉组成，少数由底段上下静脉和后静脉组成。

2．变异肺静脉的变异主要包括肺静脉数目的变异及肺静脉汇入点的变异。（1）肺静脉数目的变异同时亦引起肺静脉孔的变异。最常见类型是右肺静脉为包含上、中、下肺静脉的三分支型。（2）肺静脉汇入点的变异主要指部分或伞部的肺静脉未汇入正常的左心房，而是直接汇入右心房及其属支。

图2 肺静脉

第二节扫描前的准备工作

一、病人准备

1．登记员预约时提前告知：患者检查前4-8小时禁食；48小时内禁用双胍类药物，如二甲双胍、苯乙双胍等；高血压患者可正常服用降血压药物；详细阅读检查同意书，了解检查可能对患者造成的不良影响；检查时必须有家属陪同。

2．医生询问病史及查体：检查患者有严重的心、肝、肾功能异常者禁用；有糖尿病，溶血性贫血，出血、凝血机制异常者禁用；有青霉素、磺胺药、其他药物过敏史及吃海带等食物过敏，或眨复发作的急性喉头水肿、荨麻疹、皮肤划痕征阳性者慎用。

3．家属签知情同意书：护士向陪人以及可以合作的患者再次讲使用造影剂后可能发生的情况并请陪人或监护人双方（家长/患者）填写对比剂知情同意书，并与CT申请一起长期保存。

4．静脉留置针：一般选择患者右侧手上臂桡静脉或肘静脉为穿刺点，选用18G的静脉留针。进检查室前去除胸罩、项链、胸部的首饰、金属钮扣等金属物。

5．摆位：病人仰卧位，身体置于床面中间，两臂上举抱头。根据机型扫描基准线一般放置于胸腔入口处。训练病人吸气和屏气要领。

6. 训练呼吸: 由于患者通常可耐受的屏气时间在20s以内，还有考虑到患者开始屏气到屏气稳定需要时间，故MDCT胸部检查应尽可能在此段时间内完成扫描。准备扫描前向患者做好解释工作，消除其紧张情绪，有助于配合检查。预先训练好患者正确的呼吸配合方法，

即平静呼吸后屏气，以防止息者因屏气能力不足而产生呼吸移动伪影，造成图像重组时大的阶梯或错层状伪影，影响重组图像的质量。

7．连接高压注射器：告知患者检查时由于注射对比剂流速较快，会出现一过性的注射侧手臂发凉，全身发热等现象，均属正常反应，要提前做好心理准备。

8．检查结束后，告知患者继续在候诊处等候15-20分钟，以观察有无过敏反应，假如期间有任何不适如：瘙痒、皮疹、潮红、恶心、呕吐等，请立即告知医务人员。

二、设备准备

1．高压注射器：开启并调试高压注射器，一般要求使用双筒高压注射器，安装高压注射器针筒等检查前准备工作。

2．造影剂：对比剂注射流率直接决定靶血管内对比剂的浓度。注射流率过快，容易造成血管破裂、对比剂外渗及针头滑脱等意外，并且加大了对比剂的用量，患者不易耐受，而过慢则达不到满意的动脉强化程度。目前，胸部扫描采用造影剂浓度为300-370mgI/ml，剂量为25-60ml，注射流速为4.0-5.5ml/s。

检查前在恒温箱里放置当日检查所需的对比剂，进行对比剂加温到37℃，当对比剂温度达到后，将对比剂注入高压注射器针筒，安装外连接管，排气待用。

第三节检查体位和扫描范围

一、扫描体位

仰卧位，身体置于床面中间，两臂上举抱头，检者腋中线与水平线重合，人体正中矢状线与床正中线重合。

二、扫描范围

一般胸部扫描范围自胸腔入口向下到肺下界膈面，在一次屏气状态下完成。

第四节胸部CTA的扫描方法

一、合理的扫描方式

肺动脉血管成像扫描方常用螺旋容积扫描，扫描方向常选用从头侧向足侧扫描，部分学者认为应从足侧向头侧扫描，认为正常呼吸时肺底活动度最大，肺尖部最小，因此先扫完肺底部层面，可以减少患者屏气能力的差异所致扫描后期呼吸运动伪影．同时还可以避免早期肺血管内高浓度对比剂掩盖小的血栓和上腔静脉高浓度对比剂周围产生条状伪影，影响上肺血管的观察。扫描范围从肺底到肺尖部。层厚0.33-1.25mm，80-120KV,150mAs，因扫描设备不同，扫描参数之间也存在一定的差异。原则是用最合适的扫描参数，根据扫描时设备的移床时间、扫描速度（即时间分辨率）设定优化扫描方案。这样可以有效的减少患者辐射剂量，得到良好的图像质量。

二、选择合适的扫描延迟时间

扫描延迟时间是指开始注射对比剂至开始扫描的时间。肺循环时间短而快，错峰时间短，因此扫描延迟时间非常重要，确定扫描延迟时间的常用方法有三种。1.经验法；2.小剂量团注实验法；3.阈值智能跟踪法。

1. 经验法：根据经验肺动脉强化峰值时间，直接输入延迟时间，常用肺动脉延迟时为10-15s；肺静脉延迟时间为16-20s。但该方法局限性较大，患者血液循环之间存在很大的差异，对肺动脉峰值时间影响较大。故不建议用该方法行肺血管CT成像扫描。

2.小剂量团注实验法：采用团注法，经肘静脉注入小剂量对比剂（15-20ml），注射速率应与正式扫描注射速率一致，在感兴趣层面进行同层动态扫描，计算对比剂到达靶血管强化

峰值时间，为扫描延迟时间，该方法的优点：肺血管强化峰值时间准确，不易出现扫描过早或过晚情况出现，缺点：操作较复杂，患者接受辐射剂量较血管阈值发大，对比剂用量相对较大。

3. 阈值智能跟踪扫描法：先扫描定位像，在气管隆突下2cm肺动脉感兴趣区层面；在左心房层面选择肺静脉感兴趣层面，然后在肺动脉或左心房内置入感兴趣区（ROI），当感兴趣区阈值达到预设值时自动或手动触发扫描（肺动脉80HU，左心房80HU）。如图3。

图3 肺动脉感兴趣区设定图

三、窗宽、窗位的选择

分别取3种不同的灰阶。①肺窗，窗宽为1200Hu，窗位为550Hu，目的在于观察肺实质，②纵隔窗，窗宽为400Hu，窗位为40Hu，目的在于观察肺循环血管及纵隔结构．③血管窗，根据每例患者主肺动脉强化程度的不同，调节不同的灰阶（以纵隔窗为基础）至栓子显示最清晰。国外有学者提出将略小于2倍肺动脉平均值作为窗宽，肺动脉平均值的1/2设定为窗位，有助于提高肺动脉栓塞的检出率。

第五节后处理技术

将扫描得到的图像发送到后台工作站，图像分析在工作站进行。目前图像后处理方法有以下几种。

目前随着后处理软件的改进，操作起来已不费时。如图4-6。

图4 肺动脉VR图图5 肺静脉VR图

图6 肺动静脉合并图

4．表面遮盖显示重组(surface shaded display，SSD)是利用容积数据中物体表面的信号，建立物体表面轮廓形态，仅仅利用10%数据所产生的表面图像，信息少，空间层次一般，解剖细节不易辨认，目前已基本被VR取代。

由每条射线上密度最大的像素重组而成，其优势是能反映组织的实际CT值，可很好地显示肺血管的全貌，显示中央肺血管的管径、行径情况，其缺点是影像缺乏空间深度感，对复杂结构，尤其是结构重叠区域的三维关系的显示有一定限度。

上述后处理技术各有优势，如MIP能够显示更多的次级血管分支．但因其反映的是像素的最大密度值，因此周围高密度的结构可能影响对肺动脉的观察，为了能更清晰地显示肺动脉必须进行大量耗时的编辑剪切工作。MPB和CPR更容易显示肿瘤与临近组织的关系，而且操作可以互动进行，简便容易，但其空间立体感不强。SSD技术的优势在于其良好的空间立体感，对肺动脉利肿瘤空间关系的显示比MIP更加直观，容易理解；但受阈值影响很大，在血管内强化不佳时不能获得优良的三维影像。VR技术既有很好的空间立体感，又有一定的显示血管系统的能力，更重要的是能够显示病变的范围、位置以及其与血管的关系。VE可实现在血管腔内的飞跃，用于发现官腔狭窄、闭塞或血栓等改变。笔者的经验是在进行肺栓塞检查时，可首选MPR技术；在进行中央型肺癌检查时，可选择VR和SSD技术；在进行肺隔离症和动静脉畸形检查时，可选择MIP和VR技术显示。

第六节图像存储与打印

胸部血管成像后处理图像存储没有硬性的规定，对于正常胸部血管成像选择一些特征性后理图像即可。对于有疾病的胸部血管成像，存储第一张图像一般选择胸部血管成像正前位图像，这样临床医师在观察血管图像时对于某一患者的胸部血管就有了初步印象，更利于理解斜位VR图像、MIP图像及病变局部放大图像。此外，图像存储应遵循以最少的后处理图像最清楚地显示血管性病变，避免图像后处理时可能出现的重叠假象。其次，图像存储时可以先整体显示，利于显示病变在胸部血管成像位置及空间分布；之后可以对病变局部显示，以观察病变的细微结构。

一般CT后处理图像打印于CT胶片上，现在也有打印于彩色相纸上，各有利弊。打印排版上一般选择3X3或3X4规格，这样显示在CT胶片上的后处理图像比较利于医师的观察；在图像排列上，第一张一般选择胸部血管正前位图像，后面排列显示胸部血管疾病的后处理图像，同一胸部血管病变的VR图像、MIP图像及MRP图像应逐次排放，横向上对于这一病

变的信息量比较大，图像比较丰富；纵向上对于多个病变显示的更加有条理。

第七节扫描主要事项

肺血管检查注意事项：因胸部CTA检查受患者性别，年龄，呼吸运动，心脏功能，心理素质等因素影响较大，因此在检查前，应充分了解病史，耐心细致，做好检查前准备工作，取得患者最大限度的配合，部分患者心功能差，心脏射血不足，检查时适当增加注射流速和对比剂用量。图像质量受扫描层厚、重组间隔、螺距、电压、电流等多种因素的影响，应根据患者情况适当调整。

第八节各型设备扫描要点

因各厂家CT机型不同，扫描方法各有差异，以下以GE32排64层，飞利浦256层，西门子双源CT为例。

GE32排64层，分别120KV.400mA.0.5 s/rot，扫描范围从肺尖至肺底，准直器宽，螺距64X0.625mm/1.375，重建层厚0.625mm重建间隔0.625mm，扫描野；Large,采用标准重建算法，静脉注射370g/ml碘制剂50-70ml，感兴区至于肺动脉内，采用触发域值80HU（延迟时间13-15秒），肺静脉将感兴趣区至于主动脉内，同样采用采用触发域值80HU（延迟时间15-20秒）。

飞利浦256：分别120KV.400mA.0.33 s/rot，扫描范围从肺尖至肺底，准直器宽，螺距128X0.625mm/0.993，重建层厚1mm重建间隔0.5mm，扫描野350mm,采用标准重建算法，肺动脉静脉注射370g/ml碘制剂50ml，感兴区至于上腔静脉内，采用触发域值100HU（延迟时间5-10秒），肺静脉将感兴趣区置于胸主动脉，静脉注入370g/ml碘制剂60-70ml，同样采用采用触发域值80-100HU（延迟时间15-20秒）

西门子双源：分别80KV.120mAs.0.28s/rot，扫描范围从肺尖至肺底，准直器宽128x0.6mm，螺距2.1，重建层厚0.6mm，重建算法为I30medum smooth，Window：Mediashrum；静脉注射370g/ml碘制剂30ml，感兴区至于肺动脉内，采用触发域值80HU（延迟时间10-15秒），由于双源CT扫描速度快，时间分辨率高，可以获得单纯的肺动脉图像或单纯的肺静脉图像，也可同时获取肺动脉和静脉图像的混合。