关键词：门静脉造影术；体层摄影术，X线计算机
【摘要】 目的 优化正常人肝内门静脉系统螺旋CT血管成像扫描延迟时间。方法 随机选取60例正常人，15例于肝门平面稍下方作单层静脉注射动态扫描，分析门静脉主干、肝实质的时间-密度曲线。其余45例随机分入延迟时间40、50、60秒各组，行螺旋CT全肝扫描，按最大信号强度投影(MIP)法重建，作出图像质量评价。结果 (1) 正常人门静脉主干的峰值时间平均为49.5秒，肝实质的峰值时间平均为56.5秒。(2) 关于肝内门脉分支的显示，40秒组优于50秒组，50秒组优于60秒组。(3)40秒组仅2例显示肝静脉，50秒组、60秒组均显示肝静脉。结论 当采用 准直3 mm、螺距1.5、造影剂剂量2 ml/kg、注药速度3 ml/s时,欲显示肝内门脉分支，正常人最佳扫描时间为40秒；欲同时显示肝内门静脉分支及肝静脉，则以50秒最好。
Optimization of scan delay time for spiral CT angiography of portal venous system
YANG Cheng, ZHOU Xiangping, SONGBing, et al. Department of Radiology, the First University Hospital, West China University of Medical Sciences, Chengdu 610041
【Abstract】 Objective To optimize the scan delay time for spiral CT angiography of the portal venous system in normal individuals. Methods (1)60 normal individuals were randomly included into the study. 15 cases underwent single-level dynamic CT scan slightly below the portal hepatis after bolus injection of contrast media. The time-density curves of the main trunk of portal vein (MTPV) and the hepatic parenchyma (HP) were generated. (2) The remaining 45 normal individuals were randomly divided into 3 groups according to the scan delay time, which was 40s, 50s, and 60s, respectively, and whole liver spiral CT scan was done. MIP was employed for 3-D image reconstruction. Image quality was evaluated. Results (1) The times for MTPV and HP in normals to reach peak enhancement were 49.5s and 56.5s. (2) Optimal depiction of tributaries of portal vein(PV) was best obtained in 40s group, 60s group was the least optimal, while the 50s group was in-between. (3) The tributaries of hepatic veins were clearly visualized in all subjects of 50s, and 60s groups, but only in 2 subjects of 40s group. Conclusions When collimation of 3mm, pitch of 1.5, contrast media amount of 2 ml/kg and injection rate of 3 ml/s are selected, the preferred scan delay time is 40s to optimally depict the intrahepatic tributaries of PV in normal individuals. If both the tributaries of PV and hepatic vein are to be visualized simultaneously, delay time of 50s might be the better choice.
【Key words】 Portography Tomography, X-ray computed
螺旋CT经动脉门静脉造影(CT arterialportography, CTAP)对肝脏门静脉系统显示较佳，但由于经股动脉插管属侵入性检查，患者不易接受。静脉团注造影剂肝内门静脉系统螺旋CT血管成像(spiral CT angiography, SCTA)弥补了CTAP的缺点。近年国内外学者对肝内门静脉SCTA研究较多，但各学者报道扫描时相差异较大[1,2] 。笔者采用动态扫描和血管成像对60例正常人作了前瞻性研究，报告如下。
材料与方法
一、研究对象
1997年8月至1998年5月随机选取心、肝、肺、肾功能无明显损害者共60例，男35例、女25例，年龄20～68岁。15例行动态扫描，45例随机分为团注造影剂后延迟40、50、60秒3组(每组15例)作血管成像。
二、扫描技术
采用Siemens Somatom Plus 4 VA 螺旋CT机，造影剂系先灵公司产65%的泛影葡胺(Angiografin)，采用高压注射器经前臂静脉团注。
1.动态扫描：所有病例均采用层厚5 mm，扫描周期1.5秒，剂量2 ml/kg，注射速度3 ml/s，120kV，240mAs。团注造影剂后延迟40秒于肝门平面稍下方行单层动态扫描，共20层。
2.血管成像 : 所有病例均按准直3.0 mm，床速4.5 mm/s，螺距(pitch)1.5，剂量2 ml/kg，注射速度3 ml/s，120 kV，240 mAs，1次屏气完成全肝扫描。
三、后处理
1.动态扫描：分析门静脉主干(main trunk of portal vein)、肝实质增强的时间-密度(time-density)曲线，以及峰值、峰值时间等。
2.血管成像：重建层厚1.5 mm。血管重建均采用最大信号强度投影法(maximum intensity projection， MIP)，视角15°，以X轴为基本显示轴，Z轴为补充轴，每轴建立24幅图像，逆时针方向旋转。
四、图像质量评价
根据图像显示门静脉肝内分支级别进行等级评分，显示门静脉主干为0.5分，显示1级肝内分支为1.0分，多显示1级分支等级分增加0.5分，最多显示到6级分支。图像质量评价采用盲法，请2位经验丰富的放射科医师对图像质量进行评价。采用t检验，对40、50、60秒3组所获等级分进行显著性检验。
结 果
1.正常人门静脉主干与肝实质时间-密度曲线：
见图1。
图1 15例正常人门静脉主干及肝实质平均时间-密度曲线
2.门静脉主干、肝实质峰值及峰值时间：见表1。
由图1、表1可见，门静脉主干于49.5秒左右达峰值，肝实质于56.5秒左右达峰值，门静脉主干达峰值时门静脉主干与肝实质CT值之差最大。
3.门静脉主干与肝实质CT值之差(平均值): 40秒时为85.73 HU，门静脉主干达峰值时为102.14 HU，肝实质达峰值时为71.61 HU。
4.图像质量评价结果:见表2。40秒组显示门静脉分支最好，10例显示6级,3例显示5级，2例显示4级；50秒组次之，5例显示5级,8例显示4级,2例显示3级；60秒组再次之,3例显示5级，4例显示4级,4例显示3级,4例显示2级。关于肝静脉显示情况，40秒组2例同时显示肝静脉，50秒组、60秒组均同时显示。此外，40秒组3例同时显示肝动脉及脾动脉(图2～5)。
表1 门静脉主干、肝实质峰值及峰值时间
| 部 位 | 峰值(HU) | 峰值时间(秒) | ||||
| 平均值 | 标准差 | 范围 | 平均值 | 标准差 | 范围 | |
| 门静脉主干 | 215.01 | 23.62 | 183.4～267.0 | 49.5 | 5.55 | 40.0～59.5 |
| 肝实质 | 131.75 | 9.47 | 113.0～143.8 | 56.5 | 4.81 | 46.0～62.5 |
图2 门静脉血管成像(MIP法)。正常人40秒组清晰显示肝内门静脉6级分支(
)，图像质量评分为3.5分。同时显示肝总动脉(
)、脾动脉(
)。图中数个高密度灶为血管瘤(
) 图3 门静脉血管成像(MIP法)。正常人40秒组清晰显示肝内门静脉6级分支(
)，同时可见显影较淡的肝静脉(
)，图像质量评分为3.5分 图4 门静脉血管成像(MIP法)。正常人50秒组清晰显示肝内门静脉5级分支(
)，同时显示肝静脉(
)、图像质量评分为3.0分表2 正常人螺旋CT血管成像各组图像质量评价
| 分组 | 平均等级分 | t值 | P值 |
| 40秒组 | 3.3 | ||
| 5.072① | <0.001① | ||
| 50秒组 | 2.6 | ||
| 2.383① | <0.005② | ||
| 60秒组 | 2.17 |
图5 门静脉血管成像(MIP法)。正常人60秒组清晰显示肝内门静脉4级分支(
)，同时显示肝静脉(
)，图像质量评分为2.5分讨 论
肝脏门静脉系统血管成像的关键是增强技术、扫描技术以及后处理等，增强技术中的扫描时相尤为重要。国内外学者在扫描时相的选择方面差异较大，国外Freund等[1] 采用延迟时间为30秒，国内曹永胜等[2] 采用延迟时间为50～70秒。笔者着重讨论增强技术中的扫描时相优化问题。
一、增强技术
增强技术的目的是提高靶血管与靶器官CT值之差。实验表明，团注造影剂后，门静脉主干与肝实质CT值最大差值一般达80～160 HU左右，即能不同程度地显示门脉肝内分支。成败的关键在于造影剂剂量、注药速度及扫描时间，尤其是扫描时间。
关于造影剂剂量，有人认为，注射速度相同时，造影剂剂量越大，肝脏强化越明显，峰值持续时间也越长。一般认为，造影剂总量按体重计算，采用1.5 ml/kg或2 ml/kg[3，4] 。考虑到SCTA所需造影剂剂量应偏大，故本研究采用2 ml/kg。
一般认为,造影剂剂量不变时，注药速度越快，峰值越高，峰值时间越快。但注射过快(>5 ml/s)，易造成外周静脉短暂痉挛致回心血量减少、血管破裂等并发症。严福华等[4] 采用1.5 ml/kg，注药速度为5 ml/s时，主动脉和肝实质强化程度均低于4 ml/s和3 ml/s时，并认为注药速度3 ml/s及4 ml/s无明显差异。故本研究采用3 ml/s，获得满意效果，无一例产生并发症。
扫描时间主要决定于门静脉的峰值时间及门静脉与肝实质CT值相差较大的时间段。Rubin[5] 认为在时间-密度曲线上，从注入造影剂到靶血管CT值达峰值时所需时间为扫描延迟时间。本研究表明，正常人门静脉主干的峰值时间平均为49.5秒，肝实质峰值时间平均为56.5秒。结合时间-密度曲线(图1)，若40秒开始扫描，则门静脉主干CT值达峰值时，基本上处于整个扫描时间的中心，此时门静脉与肝实质CT值差别最大。更重要的是，扫描持续时间将门静脉主干与肝实质CT值差异较大的时间段包括在内。在血管成像中，40秒组肝内门脉显示最好，多数显示6级分支。综上，笔者认为正常人肝内门脉SCTA扫描时间以延迟40秒为好。
二、扫描技术
准直(collimation)和螺距通过层面敏感剖面 (section sensitivity profile ，SSP)影响图像空间分辨率。SSP决定Z轴方向体素的大小及特征。准直增加，SSP宽度增加，部分容积效应增加，空间分辨率下降。李铁一等[6] 认为，准直3 mm与5 mm相比，3 mm对空间分辨率影响较小。准直<3 mm，空间分辨率增加，但信噪比降低且扫描范围缩小。
螺距是X线管-探测器旋转360°病员移动的距离与层厚(准直)的比值，它直接影响SSP形态。螺距CT扫描中，SSP为钟形，通过计算机数学模拟补偿，转换成理想的形态——矩形。方法有两种：360°线性内插法、180°线性内插法。
关于准直、螺距及两种内插法对空间分辨率的影响，Derek等[7] 提出螺距影响最大，层厚次之，再次为采用180°线性内插法。Polacin等[8] 认为，当螺距等于2.0时SSP宽幅增加，显著影响图像空间分辨率。但李铁一等[6] 认为，层厚对空间分辨率影响最大，不同螺距无明显差别，180°线性内插法小于360°线性内插法。
本研究采用3 mm准直，螺距 1.5，180°线性内插法作肝脏门脉血管成像，获得良好的空间分辨率。
三、后处理
重建层厚理论上说越小越好，因为小的重建层厚可以减少部分容积效应，在三维重建中，可减少血管结构的梯状伪影。本研究重建层厚采用1.5 mm，即重建重叠50%。
血管重建以MIP、表面重建(shaded surface display,SSD)、容积显示(volume rendering，VR)常用。
Soyer等[9] 运用螺旋CTAP重建肝内门静脉后认为，在MIP、SSD及VR中，MIP最好。Freund等[1] 运用SCTA对肝内门静脉进行重建，发现MIP及SSD对脾静脉、肠系膜上静脉、门静脉及其分支均清楚显示，MIP优于SSD。故笔者采用了MIP显示肝内门脉分支。
本研究发现，延迟40秒扫描优于50秒，50秒优于60秒。质量等级评分经t检验均有显著性差异。此外，40秒组少数病人同时显示肝动脉及脾动脉。推想可能为该部分病人体重较重，造影剂量按体重计算较大，因而注射时间较长所致。
四、小结
当采用准直3 mm，螺距1.5， 注药量2 m/kg， 注药速度3 ml/s时，肝脏门静脉系统最佳延迟扫描时间平均为40秒。欲同时显示肝内门静脉及肝静脉，则以50秒开始为好。
参考文献
1 Freund M, Wesner F, Reibe F, et al. Spiral CT angiography for preoperative planning in patients with epigastric tumors: comparison witharteriography. J Comput Assist Tomogr, 1996, 20: 786-791.
2 曹永胜，顾，周康荣. 螺旋CT血管造影及三维重建的临床应用. 中华放射学杂志，1997， 31： 96-100.
3 严福华. 螺旋CT在肝占位性病变检查中的作用. 国外医学临床放射学分册， 1997， 20： 145-148.
4 严福华，曾蒙苏，周康荣. 肝脏螺旋CT检查技术参数的选择. 临床放射学杂志，1996，15：290-293.
5 Rubin GD. Spiral CT angiography. In: Fishman EK, ed. Spiral CT-principles, techniques, and clinical applications. New York: Raven Press, 1995. 198.
6 李铁一，李辉，肖国文，等. 胸部螺旋CT检查技术参数的最佳选择及应用. 中华放射学杂志，1995， 29：829-832.
7 Derek R, Elliot K, Donna M, et al. Three-dimensional volumetric display of data: effect of scan parameters upon image quality. J Comput Assist Tomogr, 1991, 15: 875-885.
8 Polacin A, Kalender WA, Marchael G. Evaluation of section sensitivity profiles and image noise in spiral CT. Radiology, 1992, 185: 29-35.
9 Soyer P, Health D, David A, et al. Three-dimensional helical CT of intrahepatic venous structures: comparison of three rendering techniques. J Comput AssistTomogr, 1996, 20: 122-127.
收稿：1998-08-13 修回：1998-11-10 , 百拇医药