动态增强CT评估糖尿病患者足底软组织血流灌注的可行性

杜 梅，倪建明，徐慧婷，华冬英，张追阳

（南京医科大学附属无锡市第二人民医院影像科，江苏 无锡 214002）

外周动脉闭塞性疾病（PAOD）通过无创检查统计发现在40～49岁人群中发生率为1.4%～1.9%。严重肢体缺血导致5年死亡率为46%；1年后严重肢体缺血导致的截肢发生率为27%[1]。足溃疡是下肢截肢最常见的前兆之一，而糖尿病周围神经病变及周围血管病变是糖尿病足溃疡形成的主要原因。由于糖尿病患者复杂的病理生理机制，下肢缺血症状往往不典型，目前反应软组织灌注的非侵入的检查方法，如：经皮氧分压检测、激光多普勒血流测定、甲襞微循环及核素扫描等，但均不能独立提供定位、定量分析[2]。近年来，CT灌注成像的发展使得进行软组织/实质器官灌注的快速定性和定量评价得以实现。最近研究中表明在健康志愿者肢体的全身CT灌注可以准确区分轻重度的血管损伤[3]。笔者对糖尿病足患者行双足CT灌注成像，旨在评价CT灌注成像定量评估足部微循环技术的可行性和可重复性。

1 材料和方法

1.1 研究对象

本研究为前瞻性，通过伦理委员会批准，所有受试者检查前均签署了知情同意。

收集2016年1月—2017年12月我院内分泌科确诊为糖尿病，并行CTA确诊过血管病变的患者纳入研究，男9例，女4例，平均年龄（63.5±11）岁。主要表现为不同程度的肢端发凉、静息痛和（或）肢端溃疡、坏疽。有充血性心力衰竭病史，既往心肌梗死病史或严重心律异常的患者排除在外。也排除了肾功能损害或严重肾损害或血清肌酸酐水平＞1.4 mg/dL或肌酐清除率（ClCr）＜60的患者以及不能配合的患者（精神疾病史，吸毒史，痴呆）。

1.2 CT灌注扫描方法

所有患者均采用配有专用双筒Medrad高压注射器的Toshiba Aquilion one 320排CT扫描机行双足软组织灌注扫描。受检者当日清晨空腹，糖尿病患者于检查前停用二甲双胍48 h。受检者采用仰卧位，足先进，足部用直角木质支架及绑带固定，扫描范围从踝部至足尖。采用20G套管针穿刺肘前静脉建立静脉通道，对比剂碘普罗胺（含碘370 mg/mL），注射流率4.0 mL/s注射40 mL，再以相同流率注射40 mL生理盐水。注射开始后20 s开始行灌注扫描。扫描参数：电压80 kV，智能电流，覆盖范围160°，扫描时间间隔3 s，总扫描时间为75 s。

1.3 图像分析

根据研究目的，仅评估足部CT灌注图像。CT灌注数据传到东芝工作站（Vitra Enterpise Suite，东芝医疗系统公司），由两位放射科医师（1位具有6年血管成像经验的介入放射学专家，1位具有放射学领域3年CT经验的医师），采用盲法使用商业CT软件（CT-Perfusion 4，Toshiba Medical Systems，Milwaukee，WI，USA）进行后处理。为了评价观察者内部的变异，两位放射科医师4～8周后重复评估灌注分析数据。

每个动态采集产生首次通过灌注彩色参数图。首先，根据图像选择一条动脉和一条静脉（图1），然后自动生成灌注伪彩图像，将感兴趣区（ROI）放置在软组织区域，在3个层面用镜像选择适宜的ROI（图2）。通过软件自动计算时间-密度曲线（TDC）及灌注参数，包括血容量（BV），血流量（BF），平均通过时间（MTT）和峰值时间（TTP）。

图1 动脉和静脉TDC。Figure 1.The TDC of the arterial and venous.

图2 男，68岁，双侧足BF、BV、MTT、TTP伪彩灌注图像。Figure 2.Male,68 years old.The BF,BV,MTT and TTP pseudo-color perfusion image of bilateral foot.

记录各组受检者肢体的灌注扫描参数。每个灌注参数值是通过考虑所有3个层面的平均值来计算的。

1.4 统计分析

采用SPSS 16.0软件进行统计学分析。连续变量的数据以表示，使用T检验比较两组患者灌注参数测量平均值，P＜0.05为差异有统计学意义。使用组内相关系数（95%置信区间）对每个观察者和两个观察者的4个灌注参数（BV，BF，MTT，TTP）的计算评估观察者内和观察者间的一致性。

2 结果

图3 A、B两位医生BV平均值的比较。Figure 3.Comparison of the average value of BV between doctor A and B.

图5 A、B两位医生MTT平均值的比较。Figure 5.Comparison of the average value of MTT between doctor A and B.

患病足组与正常足组MTT、TTP差异有统计学意义，而两组间BV及BF差异没有统计学意义，结果见表1。A、B两位医生BV、BF、MTT、TTP测得平均值如图3～6，两个观察者间相关系数分别为0.833、0.882、0.839、0.869，均明显＞0.75。观察者内也取得良好的一致性。

图4 A、B两位医生BF平均值的比较。Figure 4.Comparison of the average value of BF between doctor A and B.

图6 A、B两位医生TTP平均值的比较。Figure 6.Comparison of the average value of TTP between doctor A and B.

表1 2组双足足底软组织灌注参数均数比较（）

表1 2组双足足底软组织灌注参数均数比较（）

3 讨论

糖尿病足溃疡是导致截肢、影响糖尿病足溃疡的预后以及住院费用提高主要病因之一。根据《中国2型糖尿病防治指南》的建议根据周围神经病变筛查方法及静息状态ABI≤0.9的患者或静息状态≥0.9，但运动后降低15%～20%即可诊断为合并有PAOD[4]。然而，糖尿病患者的下肢缺血症状常不典型，目前临床上对糖尿病合并PAOD仍沿用Fontaine分级或Rutherford分级对缺血的严重程度进行分类。通过临床检查（症状改善，脉搏检查），跑步机步行距离，ABI，PVR，双相超声（特别推荐用于术后静脉移植物随访）和CT/MR血管造影或DSA检查的结合来评估病情及血运重建的成功与否[5]。目前影像学成像方法只能评估大血管病变，就糖尿病患者的足部灌注而言，诊断价值有限。尽管大血管疾病程度相似，但不同程度的侧支循环的建立可能影响灌注。由于灌注异常的早期检测可能转化为更积极的治疗和潜在更好的预后，所以临床上能寻找一种客观检查方法对Fontaine分级进行补充更有意义。

最近，由于CT的迅速发展，由结构成像向功能成像的转变，引入了灌注计算机断层扫描技术，通过生成TDC图，允许快速定性和定量评估组织/实质灌注。处理CT灌注成像数据的数学模型包括非去卷积模型和去卷积模型，由于去卷积数学模型中对比剂注射速度可降至4 mL/s并得到良好灌注图像而得到广泛应用，需要使用商业软件采用复杂的算法来生成灌注图[6]。灌注CT已被发现可用于脑缺血和梗塞的非侵入性诊断，也有被用于评价肿瘤患者对治疗的反应[7-8]。最近有研究为了评估肢体缺血情况，学者对健康志愿者进行模拟血管阻塞期间行足灌注，采用“快速团注”CT灌注，以提供轻重度血管损伤之间的区别[3]。据我们所知，以前的研究没有评估糖尿病患者足部CT灌注的可重复性和可行性。本研究旨在探讨足部多排螺旋CT灌注成像对评估糖尿病足足底软组织灌注可行性及灌注特点。

关于可重复性，一些内在和外在因素有助于测量的可变性。内在因素包括足部血管，心输出量和体积分布，而外在因素包括由于观察者变异造成的误差，以及与采集参数（包括kV，mAs和切片准直）有关的变异性。为了尽量减少影响变异性的外在因素，由相同的放射科医师监督CT图像获取，相同的放射技师使用固定的扫描参数和相同的高压泵注射。组内相关系数均＞0.75，观察者内及观察者间均得到良好的一致性。

与正常足相比，MTT和TTP差异有统计学意义。MTT可能与糖尿病患者下肢大血管病变及微循环障碍，血液通过小动静脉之间短路回流有关；与孔繁星等[9]研究表明PAOD患者MTT较对照组延长一致。TTP病变足由于血管病变导致血流速度变慢，也与患者身高、体质量有一定关系。

本研究局限性是研究样本量不大，而且缺乏志愿者的正常对照值，评估结果不可避免存在一定误差。同时未将临床症状与足部灌注异常进行相关分析。其次，就图像质量而言，运动伪影是可能影响灌注图的图像质量的主要问题。虽然进行下肢时的督导可以让患者配合而保持静止，但对于糖尿病患者来说，保持足部静止75 s并不是件容易的事情，有2例患者由于足部运动伪影过大，而被剔除在外。因为足部的任何实质性的移动都会在组织之间的边界处产生线性伪超灌注结构，CT衰减差异很大。由于采集后进行图像校正是非常困难的，为了减少这种伪影的产生的最好方法是应用固定装置后获取固定双足的图像。然而，必须考虑到由于绑带可能会引起的受压皮肤处血流灌注的改变。再者，造影剂本身是灌注CT应用的另一个主要问题，尤其是因为糖尿病患者，由于全身微血管病变导致肾功能损害，更要警惕造影剂造成的肾毒性的危险因素之一。最后，足部CT灌注与患者相当的辐射照射有关。一些笔者提出，X线照射后伤口愈合受损和延迟，所以必须合理使用[10-11]。

总之，本研究表明足部CT灌注是一种可行的和可重复的技术。通过提供关于足部微循环的信息，对糖尿病患者足部组织血流灌注状态进行准确评价，制订诊疗计划、监测疗效和评估预后具有重要意义。