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【摘要】 目的 评估CTA对糖尿病足患者的应用价值,寻找最佳的显示方式,评估患者侧支循环情况。方法 选择符合糖尿病足诊断标准的患者45例行下肢动脉CTA检查。使用薄层横轴位图像、MIP、MPR、VRT评估成像血管状态;部分患者与DSA对照。结果 44例患者发现不同程度的下肢动脉病变;23例(59支)动脉血管闭塞后,周围有侧支循环建立。CTA对病变血管中度及以上狭窄程度的判断与DSA的符合率为97.43%,二者之间无显著差异(χ2=20.025,P=0.067);与DSA测量值最接近的是横轴位图像,VRT、MPR及MIP方式对轻度狭窄更不敏感,薄层MIP显示细小血管更清晰,VRT方式更容易将重度狭窄判读为闭塞。结论 CTA是评估糖尿病足患者经济、准确的方法;薄层横轴位图像、MIP是评估血管更有效;严重动脉病变患者侧支循环的建立与病变部位有关。
【关键词】
糖尿病;动脉硬化;CTA
CTA findings in the lower extremity arterial disease of diabetic foot and the accuracy of reconstruction modes
XU Rui,ZHANG Aili,LI Jianlong,et al.Medical Imaging Department of Rizhao People’s hospital,Rizhao 276800,China
【Abstract】 Objective To evaluate the application of CTA in the lower extremity arterial disease of diabetic foot,to find the best display mode and evaluate the capability of collateral circulation formation.Methods 45 patients conforming to standard of diabetic foot were chosen as study subjects.Axial imagings,MIP,MPR and VRT techniques were used to evaluate the target vessels.Part of the patients were compared with DSA.Results Some kinds of artery lesions were found in 44 patiends.Collateral circulation was found in 23 patients(59 arterys with occlusion).Compared with DSA,the diagnostic accuracy of CTA was 97.43% in judging the degree of medium or more server stenosis,and no significant difference was found between the two techniques(χ2=20.025,P=0.067).Axial imagings had the most similar measure value compared with DSA.MIP,MPR and VRT techniques were insensitive to mild stenosis.MIP could show more minute blood vessels.Severe stenosis could be identified incorrectly as occlusion when VRT technique was used.Conclusion CTA might be the most economic and accurate method to evaluate the lower extremity arterial disease of diabetic foot;The most effective technique to evaluate the arteries was Axial imagings and MIP;The location of the severe artery lesions was the key point in collateral circulation formation.
【Key words】
Diabetic foot; Angiosclerosis;CTA
DOI:10.3760/cma.j.issn 16738799.2010.01.10
作者单位:276800日照市人民医院影像科
糖尿病足术前明确诊断非常重要。虽然下肢血管造影是诊断血管疾病的金标准,但因其为有创性检查,且价格昂贵,难以普及。多层螺旋CT技术已经能够很好的胜任该类病变的术前筛查工作,为手术方案的制定提供了可靠的依据。本研究目的是利用CT血管造影(Computed Tomography Angiography,CTA)和DSA(Digital Subtraction Angiography)评估糖尿病足CTA的应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择下肢动脉CTA检查的45例糖尿病足患者,且图像质量较好、重建方式完备。其中男29例,女16例,平均年龄(56.15±11.22)岁;平均糖尿病史12.3年;临床表现主要为下肢发凉、肢体疼痛、溃疡、感染不愈、干性坏疽等。其中25例患者短时间内进行了DSA检查。
1.2 检查技术 所有病例均使用西门子16层螺旋CT系统进行检查。仰卧位,足先进,扫描范围自腹主动脉分叉至踝关节以下水平。0.75 mm准直,螺距为1,扫描时间约为20~30 s。使用非离子型对比剂100 ml,以4~6 ml/s的速度从手背静脉或肘静脉注射。使用对比剂自动跟踪技术准确判断扫描时机。
1.3 图像处理 于Wizard工作站进行3D处理。采用最大密度投影(maximal intensity projection,MIP)、容积再现技术(volume rendering technique,VRT)、多平面重建(multiplanar reconstruction,MPR)。下肢动脉分为以下节段:髂外、股浅、股深、腘、胫前、胫后、腓动脉等,共计630支动脉。每一支动脉根据狭窄程度分为5级:1级为无狭窄,2级为轻度(<50%)狭窄,3级为中度(50%~74%)狭窄,4级为重度(75%~99%)狭窄,5级为完全闭塞[1,2]。
1.4 統计学方法 用SPSS11.0软件进行统计学处理,检验水准α=0.05。
2 结果
45例患者均成功进行了CTA成像。所有图像均能成功对各血管节段进行评估。病变主要表现为不同程度的动脉狭窄或闭塞,伴有不同程度血管壁钙化。其中有44例发现不同程度的动脉病变,38例双侧均有病变,39例双侧或单侧均有严重闭塞或狭窄,左右肢体发病率相似。多数患者存在多条动脉病变,且不同程度的狭窄性病变并存。闭塞动脉中髂胫前动脉和腘动脉闭塞所占比例最大(27.14%),其次为股动脉(18.57%)和胫后动脉(15.71%)。其中腘动脉及以下动脉闭塞占78.57%(55条)。
2.1 各种重建方式的准确性及与DSA对比 25例同时进行了DSA检查的患者中,CTA各种重建方式显示病变的能力与DSA无显著性差异(χ2=20.025,P=0.067)。虽然如此,但与DSA测量值最接近的是横轴位图像(中度以上狭窄准确率为97.43%,341/350)。各种三维重建方式对轻度狭窄均不敏感,而VRT及厚层VIP方式发现闭塞动脉的例数多于其他方式。薄层块MIP能显示更多的细小血管分支。
2.2 CTA对侧支循环的显示 侧支循环以横轴位图像观察更为细致(图a),但不直观,结合厚或薄层MIP则更为准确、直观;厚层MIP及VRT能够显示粗大代偿分支,但对细小分支显示欠佳。45例中,23例(59支,占所有闭塞动脉的84.29%)动脉血管闭塞后有明显的侧支循环建立,侧支循环表现为闭塞节段血管周围(以上端为主)不规则血管网。代偿血管多数来自闭塞动脉上端的血管分支(图b),或来自同节段的伴行动脉。11例动脉血管闭塞后无明显的侧支循环建立患者中,5例闭塞位于股动脉膝关节上方约5~15 cm节段,2例位于腘动脉,2例位于胫前动脉,2例位于胫后动脉。
图a 横轴位图像观察闭塞血管(黑箭)及粗大代偿分支(白箭)更为细致
图b VRT显示左侧股动脉自股深动脉发出后闭塞,股深动脉分支代偿性粗大,至腘动脉处形成吻合网
3 讨论
多层螺旋CT的普及,极大提高了下肢动脉病变的检查能力。其空间分辨率大大提高,图像质量明显改善,可以追踪对比剂峰值以完成扫描,并能显示细小血管,结合多种计算机图像处理技术,在显示动脉腔内外病变方面优于DSA。
本组病例成功率高(100%),显示细小血管较为成功,可能与以下因素有关:使用对比剂跟踪技术准确探测对比剂峰值到达时间;使用高浓度的对比剂且注射速度较快;做好充分准备,争取固定下肢。下肢动脉阻塞性病变好发于分叉起始部位,血管壁呈广泛不规则狭窄或节段性闭塞。本组病例发现病变较多且严重狭窄或闭塞率较高,可能与入组患者均为糖尿病晚期有关。本组CTA对中度以上狭窄的准确率为97.43%,与国内仲海[4]等人的研究一致。中度以下者,可能因分辨力低于DSA而准确性稍差。但CTA能够任意角度观察病变血管的腔内外情况,且能分析较大血管病变的原因,优势非常明显。
CTA不同重建方式均有其优势。VR及MIP是目前最常用的观察血管整体的技术,MIP还可显示管壁的微小钙化,为血管造影前及手术治疗前提供良好路图,根据所采用的层块厚度的不同,可精确显示动脉的全貌及动脉细小分支;MPR可提供任意方向的重建图像,对血管定位及复杂走行血管显示较好,但必须使用很薄的层厚才能观察血管;原始横轴图像是重建的基础,信息最为丰富、准确,但图像数量巨大且不直观。本研究发现,上述各种重建方式均与DSA无明显差别。说明均足以用于准确评估下肢动脉病变。杨明[5]等发现,MIP较VR能显示更多的小血管分支,差别有显著意义。本研究未能显示该差别,可能与扫描条件及入组病例较少有关。通过对病变狭窄程度的测量发现,与DSA测量值最接近的是横轴位图像,各种三维重建方式对轻度狭窄均不敏感,而VRT及MIP方式发现闭塞动脉的例数多于其他方式。这也证实了VRT及厚层MIP方式对小血管及细弱血流(重度狭窄)显示能力略差的特点;薄层块MIP对细小血流信息非常敏感,使用也极为方便,更适合用于观察细小血管;原始横轴图像分析血管耗时且不直观,仅能在三维重建不能准确判断时使用。
CTA能精确显示侧支循环建立情况,特别是MIP,既能显示病变血管的全貌,又能显示细小血管的走行分布。本研究对闭塞血管的代偿分支发现率较高(84.29%)。股动脉在股深动脉以下水平闭塞时,股深动脉及其分支明显增粗,且可见下端多发吻合动脉网;腘动脉闭塞时,膝上、膝下内外侧动脉增粗扩上下形成丰富的动脉网;胫前动脉闭塞时,腓动脉穿支明显增粗,向相应分布区代偿供血;胫后动脉和腓动脉闭塞时,相应周围肌群内细小动脉可增粗,形成不规则网状影[6]。动脉闭塞后无明显的侧支循环建立患者中,多数闭塞位于股动脉膝关节上方动脉分支稀少部位,可能与该部位侧支血管形成困难有关,发生于小腿的动脉分支有时难以发现侧支血管,可能与闭塞动脉本身较为细小,而代偿动脉更为细小而难以发现有关。
参考文献
[1] Lawrence JA,Kim D,Kent KC,et al.Lower extremity spiral CT angiography versus catheter angiography.Radiology,1995,194(3):903908.
[2] Rieker O,Düber C,Schmiedt W,et al.Prospective comparison of CT angiography of the legs with intraarterial digital subtraction angiography.Am J Roentgenol,1996,166(2):269276.
[3] Willmann J K,Mayer D,Banyai M,et al.Evaluation of peripheral arterial bypass grafts with multidetector row CT angiography:comparison with duplex US and digital subtraction angiography.Radiology,2003,229(2):465474.
[4] 仲海,邵廣瑞,徐卓东,等.CT血管成像在下肢动脉疾病中的应用价值.实用放射学杂志,2007,23(2):157159,183.
[5] 杨明,滕皋军,刘斌,等.64层CT下肢动脉成像技术及后处理策略.介入放射学杂志,2008,17(5):353356.
[6] 张步林,朱家安,胡兵,等.糖尿病下肢动脉闭塞发生部位及侧支血管形成的超声表现.中国医学影像技术,2007,23(2):229231.
【关键词】
糖尿病;动脉硬化;CTA
CTA findings in the lower extremity arterial disease of diabetic foot and the accuracy of reconstruction modes
XU Rui,ZHANG Aili,LI Jianlong,et al.Medical Imaging Department of Rizhao People’s hospital,Rizhao 276800,China
【Abstract】 Objective To evaluate the application of CTA in the lower extremity arterial disease of diabetic foot,to find the best display mode and evaluate the capability of collateral circulation formation.Methods 45 patients conforming to standard of diabetic foot were chosen as study subjects.Axial imagings,MIP,MPR and VRT techniques were used to evaluate the target vessels.Part of the patients were compared with DSA.Results Some kinds of artery lesions were found in 44 patiends.Collateral circulation was found in 23 patients(59 arterys with occlusion).Compared with DSA,the diagnostic accuracy of CTA was 97.43% in judging the degree of medium or more server stenosis,and no significant difference was found between the two techniques(χ2=20.025,P=0.067).Axial imagings had the most similar measure value compared with DSA.MIP,MPR and VRT techniques were insensitive to mild stenosis.MIP could show more minute blood vessels.Severe stenosis could be identified incorrectly as occlusion when VRT technique was used.Conclusion CTA might be the most economic and accurate method to evaluate the lower extremity arterial disease of diabetic foot;The most effective technique to evaluate the arteries was Axial imagings and MIP;The location of the severe artery lesions was the key point in collateral circulation formation.
【Key words】
Diabetic foot; Angiosclerosis;CTA
DOI:10.3760/cma.j.issn 16738799.2010.01.10
作者单位:276800日照市人民医院影像科
糖尿病足术前明确诊断非常重要。虽然下肢血管造影是诊断血管疾病的金标准,但因其为有创性检查,且价格昂贵,难以普及。多层螺旋CT技术已经能够很好的胜任该类病变的术前筛查工作,为手术方案的制定提供了可靠的依据。本研究目的是利用CT血管造影(Computed Tomography Angiography,CTA)和DSA(Digital Subtraction Angiography)评估糖尿病足CTA的应用价值。
1 资料与方法
1.1 一般资料 选择下肢动脉CTA检查的45例糖尿病足患者,且图像质量较好、重建方式完备。其中男29例,女16例,平均年龄(56.15±11.22)岁;平均糖尿病史12.3年;临床表现主要为下肢发凉、肢体疼痛、溃疡、感染不愈、干性坏疽等。其中25例患者短时间内进行了DSA检查。
1.2 检查技术 所有病例均使用西门子16层螺旋CT系统进行检查。仰卧位,足先进,扫描范围自腹主动脉分叉至踝关节以下水平。0.75 mm准直,螺距为1,扫描时间约为20~30 s。使用非离子型对比剂100 ml,以4~6 ml/s的速度从手背静脉或肘静脉注射。使用对比剂自动跟踪技术准确判断扫描时机。
1.3 图像处理 于Wizard工作站进行3D处理。采用最大密度投影(maximal intensity projection,MIP)、容积再现技术(volume rendering technique,VRT)、多平面重建(multiplanar reconstruction,MPR)。下肢动脉分为以下节段:髂外、股浅、股深、腘、胫前、胫后、腓动脉等,共计630支动脉。每一支动脉根据狭窄程度分为5级:1级为无狭窄,2级为轻度(<50%)狭窄,3级为中度(50%~74%)狭窄,4级为重度(75%~99%)狭窄,5级为完全闭塞[1,2]。
1.4 統计学方法 用SPSS11.0软件进行统计学处理,检验水准α=0.05。
2 结果
45例患者均成功进行了CTA成像。所有图像均能成功对各血管节段进行评估。病变主要表现为不同程度的动脉狭窄或闭塞,伴有不同程度血管壁钙化。其中有44例发现不同程度的动脉病变,38例双侧均有病变,39例双侧或单侧均有严重闭塞或狭窄,左右肢体发病率相似。多数患者存在多条动脉病变,且不同程度的狭窄性病变并存。闭塞动脉中髂胫前动脉和腘动脉闭塞所占比例最大(27.14%),其次为股动脉(18.57%)和胫后动脉(15.71%)。其中腘动脉及以下动脉闭塞占78.57%(55条)。
2.1 各种重建方式的准确性及与DSA对比 25例同时进行了DSA检查的患者中,CTA各种重建方式显示病变的能力与DSA无显著性差异(χ2=20.025,P=0.067)。虽然如此,但与DSA测量值最接近的是横轴位图像(中度以上狭窄准确率为97.43%,341/350)。各种三维重建方式对轻度狭窄均不敏感,而VRT及厚层VIP方式发现闭塞动脉的例数多于其他方式。薄层块MIP能显示更多的细小血管分支。
2.2 CTA对侧支循环的显示 侧支循环以横轴位图像观察更为细致(图a),但不直观,结合厚或薄层MIP则更为准确、直观;厚层MIP及VRT能够显示粗大代偿分支,但对细小分支显示欠佳。45例中,23例(59支,占所有闭塞动脉的84.29%)动脉血管闭塞后有明显的侧支循环建立,侧支循环表现为闭塞节段血管周围(以上端为主)不规则血管网。代偿血管多数来自闭塞动脉上端的血管分支(图b),或来自同节段的伴行动脉。11例动脉血管闭塞后无明显的侧支循环建立患者中,5例闭塞位于股动脉膝关节上方约5~15 cm节段,2例位于腘动脉,2例位于胫前动脉,2例位于胫后动脉。
图a 横轴位图像观察闭塞血管(黑箭)及粗大代偿分支(白箭)更为细致
图b VRT显示左侧股动脉自股深动脉发出后闭塞,股深动脉分支代偿性粗大,至腘动脉处形成吻合网
3 讨论
多层螺旋CT的普及,极大提高了下肢动脉病变的检查能力。其空间分辨率大大提高,图像质量明显改善,可以追踪对比剂峰值以完成扫描,并能显示细小血管,结合多种计算机图像处理技术,在显示动脉腔内外病变方面优于DSA。
本组病例成功率高(100%),显示细小血管较为成功,可能与以下因素有关:使用对比剂跟踪技术准确探测对比剂峰值到达时间;使用高浓度的对比剂且注射速度较快;做好充分准备,争取固定下肢。下肢动脉阻塞性病变好发于分叉起始部位,血管壁呈广泛不规则狭窄或节段性闭塞。本组病例发现病变较多且严重狭窄或闭塞率较高,可能与入组患者均为糖尿病晚期有关。本组CTA对中度以上狭窄的准确率为97.43%,与国内仲海[4]等人的研究一致。中度以下者,可能因分辨力低于DSA而准确性稍差。但CTA能够任意角度观察病变血管的腔内外情况,且能分析较大血管病变的原因,优势非常明显。
CTA不同重建方式均有其优势。VR及MIP是目前最常用的观察血管整体的技术,MIP还可显示管壁的微小钙化,为血管造影前及手术治疗前提供良好路图,根据所采用的层块厚度的不同,可精确显示动脉的全貌及动脉细小分支;MPR可提供任意方向的重建图像,对血管定位及复杂走行血管显示较好,但必须使用很薄的层厚才能观察血管;原始横轴图像是重建的基础,信息最为丰富、准确,但图像数量巨大且不直观。本研究发现,上述各种重建方式均与DSA无明显差别。说明均足以用于准确评估下肢动脉病变。杨明[5]等发现,MIP较VR能显示更多的小血管分支,差别有显著意义。本研究未能显示该差别,可能与扫描条件及入组病例较少有关。通过对病变狭窄程度的测量发现,与DSA测量值最接近的是横轴位图像,各种三维重建方式对轻度狭窄均不敏感,而VRT及MIP方式发现闭塞动脉的例数多于其他方式。这也证实了VRT及厚层MIP方式对小血管及细弱血流(重度狭窄)显示能力略差的特点;薄层块MIP对细小血流信息非常敏感,使用也极为方便,更适合用于观察细小血管;原始横轴图像分析血管耗时且不直观,仅能在三维重建不能准确判断时使用。
CTA能精确显示侧支循环建立情况,特别是MIP,既能显示病变血管的全貌,又能显示细小血管的走行分布。本研究对闭塞血管的代偿分支发现率较高(84.29%)。股动脉在股深动脉以下水平闭塞时,股深动脉及其分支明显增粗,且可见下端多发吻合动脉网;腘动脉闭塞时,膝上、膝下内外侧动脉增粗扩上下形成丰富的动脉网;胫前动脉闭塞时,腓动脉穿支明显增粗,向相应分布区代偿供血;胫后动脉和腓动脉闭塞时,相应周围肌群内细小动脉可增粗,形成不规则网状影[6]。动脉闭塞后无明显的侧支循环建立患者中,多数闭塞位于股动脉膝关节上方动脉分支稀少部位,可能与该部位侧支血管形成困难有关,发生于小腿的动脉分支有时难以发现侧支血管,可能与闭塞动脉本身较为细小,而代偿动脉更为细小而难以发现有关。
参考文献
[1] Lawrence JA,Kim D,Kent KC,et al.Lower extremity spiral CT angiography versus catheter angiography.Radiology,1995,194(3):903908.
[2] Rieker O,Düber C,Schmiedt W,et al.Prospective comparison of CT angiography of the legs with intraarterial digital subtraction angiography.Am J Roentgenol,1996,166(2):269276.
[3] Willmann J K,Mayer D,Banyai M,et al.Evaluation of peripheral arterial bypass grafts with multidetector row CT angiography:comparison with duplex US and digital subtraction angiography.Radiology,2003,229(2):465474.
[4] 仲海,邵廣瑞,徐卓东,等.CT血管成像在下肢动脉疾病中的应用价值.实用放射学杂志,2007,23(2):157159,183.
[5] 杨明,滕皋军,刘斌,等.64层CT下肢动脉成像技术及后处理策略.介入放射学杂志,2008,17(5):353356.
[6] 张步林,朱家安,胡兵,等.糖尿病下肢动脉闭塞发生部位及侧支血管形成的超声表现.中国医学影像技术,2007,23(2):229231.