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主动脉双能量CTA:检查流程与注意事项

2021-09-26 14:34

执行DECT血管造影检查主要是为了更好地区分碘和钙。在较低的管电压下,碘的增强效果比骨组织更加明显。



双能量 (Dual Energy;DE)主动脉CTA是一种同时使用两个不同管电压的X线球管对主动脉及其分支进行成像的血管造影检查。 

执行DECT血管造影检查主要是为了更好地区分碘和钙。在较低的管电压下,碘的增强效果比骨组织更加明显。利用这种效果,能够从骨结构的血管(和钙化斑块)中将碘体素分离出来。 


与单能CTA检查相比,DE CTA具有以下优点: 

  • 能够以自动、可重现的方式去除复杂的骨结构,而且不会清除其他组织中可能具有重要意义的信息;尤其值得一提的是,这种检查基本不会意外去除整条血管 

  • 标记和去除钙化斑块,以改进钙化和管腔的显示效果 


为了优化DE检查,务必理解影响图像质量的因素并了解如何进行技术微调以获得最佳结果。请参考以下工作流程步骤中的“提示”部分。 


适应症   

主动脉双能量CTA检查的适应症包括: 

  • 疑似主动脉病变或主动脉主要分支病变,包括动脉瘤、壁内血肿或夹层 

  • 通过手术或支架置入修复腹主动脉瘤(AAA)的术前成像 

  • 作为肝切除、肝移植和门体分流术的术前检测 

  • 可疑肠系膜缺血、脉管炎和不明失血评估 

  • 创伤性血管损伤 

  • 在血管内支架置入前后;术后检查以评估支架置入情况;以及检查是否出现渗漏 

  • 腹部大血管静脉血栓形成或闭塞,例如,肠系膜静脉系统或全身静脉系统,包括下腔静脉(IVC)血栓和肝静脉血栓(Budd-Chiari综合症)


如果体内有金属植入物,例如脊柱假体和血管支架,则在一定程度上不适合进行双能量CTA检查。高密度的长金属支架通常会产生图像模糊和条状伪影,因此利用DE算法可能无法恰到好处地去除骨组织。 如果有去除金属伪影的相关技术,可以与双能量技术联合使用。


病人准备 / 基本护理
用户应实施下列关怀步骤: 
  • 病人CT检查同意书 
  • 包含相应临床病史的书面请求 
  • 如果有的话,上次测试的报告 
  • 碘造影剂的禁忌症 
  • 病人在检查之前补充足够的水份 
  • 在进入CT房间之前建立静脉通道 
  • 右手肘前静脉中0.0478英寸(1.2毫米)或更粗的静脉留置针 
  • 在动力注射之前,应测试并用盐水冲洗注射部位,以找到正确的注射点并降低溢出风险 

指导说明 

为确保病人全力配合,在进行检查之前应提供清晰的说明和指导非常重要。 

为了避免产生运动伪影,应当指导病人在吸气之后屏住呼吸。如有必要,指导病人进行练习。 

但是,急性胸痛和呼吸困难的病人可能无法遵从。在这些情况下,建议进行浅呼吸。  


病人定位 / 方法 

以下技术将充分考虑到病人的舒适性,并提供最佳检查图像质量: 

  • 头先进或足先进,仰卧,头部以适当物品加以支撑,例如头臂支架 

  • 手臂举过头顶,舒适地靠在头臂支架上 

  • 病人的躯体必须保持平躺,不能弯曲 

  • 感兴趣区位于扫描区域中心,通过激光标记居中 


以下图示显示仰卧定位(病人的头先进入机架): 



提示
DE成像的最佳显示野受球管B的较小扫描区域限制。双能量信息仅可用于此区域。 
由于DE结果很容易受图像噪声、射束硬化和交叉散射伪影的影响。当病人定位于扫描区域中央时,图像质量将达到最佳。 
  • 应将检查部位定位在扫描区域内 
  • 建议使用两个定位像扫描(AP和侧位),以便于使相关解剖结构居中 
  • DE采集可将侧面定位像作为参考,通过检卡上的上移或下移按钮调整检查床高度;无需重复定位像扫描  


感兴趣区可借助激光标记灯居中,检查AP和侧面定位像后可对居中情况进行调整。 

检查方案 / 扫描方案 
所有默认双能量扫描方案均以DE作为前缀。为便于将相关解剖结构置于扫描区域中央,所有DE方案都预先定义了在AP和侧位进行的两种定位像扫描。  
默认的西门子方案在优化图像质量、扫描时间和病人剂量这三方面之间取得了良好平衡。首次开始执行DE检查时,建议使用西门子默认方案。
  • DE_BodyAngio_BoneRem 
  • DE_BodyAngioFast_BoneRem 

     
选择性光子屏蔽的临床影响   
选择性光子屏蔽能够更加灵活地优化DE检查和病人的扫描参数。使用选择性光子屏蔽,可使用较低的剂量保持对比度-噪声比,从而改善结果图像中的DE信号:  
  • 检查体形纤瘦的病人时,可使用80 / Sn140 kV(或70/Sn10kV、80/Sn150kV)组合进一步降低剂量。 
  • 如果使用100 / Sn140 kV(或100/Sn150kV)组合,保留的剂量足以改善DE图像评估结果,特别是在对体形高大的病人进行成像时。 

     


关联的管电流
为了以适当的低放射剂量获得最佳的结果,球管电流在默认情况下以固定比率与对应的x线球管关联。用户只能修改球管A的有效mAs值,球管B对应的值将根据预定义的比率自动调整。 

下表显示SOMATOM Definition Flash上的DE_BodyAngio_BoneRem方案使用/不使用选择性性光子屏蔽(指明为Sn)时的球管电流比率:


静脉注射

根据使用的扫描方案,扫描持续时间可以比使用单能量的传统CTA检查长一些。建议使用较长时间的造影剂团注。

强烈建议使用生理盐水冲洗静脉管路,以获得更均一的增强效果。 

下表显示所使用的典型注射方案。下表中列出的值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 



可以使用以下公式来估计造影剂容积: 

* 这些值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 


提示
交叉散射伪影随病人的身体直径和螺距的增大而增加。为了尽量减少这些伪影和图像噪声,建议采取以下措施*: 
  • 建议仅对身体直径小于35 cm的纤瘦病人使用80 kV / Sn 140 kV(或70/Sn10kV80/Sn150kV组合。 

  • 可以降低螺距以改善交叉散射校正效果。 

  • 降低了螺距之后,可升高低kV的有效mAs,以使用更高的剂量来将噪声降至最低。 

  • CARE Dose 4D应始终激活,以便根据病人的体形、厚度和组织密度自动调节剂量。  

* 这些值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 

检查计划 / 概要
DE CTA采集在主动脉及其分支不透明度均一的动脉期中进行。骨去除算法的效果取决于目标血管的最佳造影剂增强和CTA数据集中的最小噪声。可使用手动或自动团注跟踪来确定扫描容积中的团注到达时间。 

下面的定位像显示整个胸部DE采集的扫描范围(粉红框)以及主动脉弓团注跟踪的断层位置(红线): 


检查计划 / 范围设置
默认方案中定义了两个定位像: 
第一个定位像,侧位,头向至尾向扫描 
第二个定位像,前后位,尾向至头向扫描 

从主动脉弓以上到髂嵴或耻骨联合,40到60 cm的扫描范围通常即已足够。检查腹主动脉时,扫描范围通常从横膈以上开始,到耻骨联合以下结束,如下图所示。这两个定位像中的范围框相互关联,并将精确定义用于CTA的同一个扫描体。


通过检查侧面定位像并使用检查卡上的上移或下移按钮进行调整,可将感兴趣区域居中。 


检查计划 / 团注定时 

动脉增强效果佳,静脉污染低,这对于CT血管造影检查很重要。静脉造影剂注射到达目标血管解剖部位所需的时间存在很大变异。通常执行团注定时以评估病人个体特异的循环时间。 


使用以下技术执行团注定时: 

  • CARE Bolus

  • 测试团注 

在CARE Bolus中,需要使用自动跟踪软件监测扫描容积中团注何时到达(根据参考血管中的衰减情况)。当血管增强达到预定HU水平时,就会自动触发CTA采集。  

使用测测试团注功能时,首先要以CTA采集所用的相同流率进行小剂量造影剂团注(如10 - 15 ml)。在同一断层位置执行一系列低剂量扫描,以监测感兴趣断层中的团注到达情况。使用这些序列图像生成时间密度曲线,然后使用曲线峰值来确定CTA采集的扫描延迟。


造影剂增强与图像质量

骨去除算法的有效性以及MIP图像的质量在很大程度上取决于CTA采集的最佳造影剂增强。必须小心操作,以使造影剂在目标血管中保持均一的不透明性。以下图像是使用相同的默认DE参数创建的,它们展示了结果图像上的造影剂增强效果:

 

(1) 本检查增强不理想,导致 MIP图像噪声较强,骨碎片更明显  
(2) 本检查的造影剂增强优异、均一, 因此骨去除彻底,血管详情极为清晰  


CARE Bolus

CARE Bolus是推荐使用的确定下肢动脉循环时间的方法。

监测扫描定位于髂动脉分叉以上的腹主动脉水平。必须在血管中设置好ROI;必须避免接触主动脉壁的任何钙化部分。使用140 kV设置时,触发阈值可设置为基准以上100 - 150 HU之间。达到该阈值后,CTA采集就会自动触发。 

如果病人下肢出现严重动脉闭塞,则会影响到血液流向闭塞远端。为了改善远端流出血管的显示效果,建议确保整个扫描的扫描持续时间为20 - 30秒。可在CARE Bolus中设定5 - 10秒的附加扫描延迟,以便稍后触发螺旋CTA采集。 

尽管监测扫描和造影剂注射同时启动,但可以预设置15秒的启动延迟,以便稍后再启动监测扫描。这样将可防止病人受到不必要的照射。 

在定位像中,红线代表扫描容积开始点以上的监测扫描位置。第一个和最后一个监测扫描图像显示造影剂团注到达。ROI(蓝色圆圈)在腹主动脉中放置良好。


(1) 定位像  (2) 首次监测扫描图像  (3) 最后一次监测扫描图像 

增强曲线显示每次后续监测扫描后密度会上升,直至达到触发阈值150 HU。注意,监测扫描在注射开始10秒后启动(红色箭头),CTA扫描在注射开始大约25秒后触发(蓝色箭头)。



图像重建 / 轴位  

完成采集后,CT图像利用采集的原始数据进行重建。常规的工作流程通常需要生成厚轴位断层以便查看和记录。此外,还需要重建重叠的薄轴位断层,然后用于进一步的二维/三维后处理。 


默认方案中设置了多个重建任务,并为每个任务重建三个图像系列: 

  • 高kV数据 

  • 低kV数据 

  • 混合数据,组合了低kV和高kV采集数据;混合比率取决于DE合成值

在自动任务选项卡上选中为混合系列自动执行任务选项后,即可仅为混合图像系列进行自动拍片和传输。此功能在重建任务1中默认打开,用于创建薄断层系列。 


(1) 低kV图像   (2) 高kV图像    (3) 混合图像 


DE合成

DE合成参数只适合用来重建DE采集数据。它决定生成混合图像系列时使用的低kV和高kV采集数据的混合比率。该值的范围为0.1到0.9,可以在重建任务卡中进行选择。  

在SOMATOM Definition Flash中,使用100 kV / Sn 140 kV设置的DE_BodyAngio_BoneRem方案的默认DE合成为0.5。

这表示混合比率为50%高kV数据∶50%低kV数据。此值能够优化图像质量,降低噪音,产生合理的放射剂量*。  

为了增加体内的碘造影剂,DE合成在不使用选择性光子屏蔽时可增大至0.6,使用选择性光子屏蔽时可增大至0.8。

* 这些值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 


提示
混合系列用于常规诊断和三维后处理。高/低kV图像系列使用syngo CT Dual Energy进行评估*。  

使用80 kV设置时,可以调整DE合成以改善混合图像的质量,如下所示:  
  • ≤ 0.3,用于体形高大的病人(身体直径 > 30 cm),或用来降低图像噪声 
  • 0.3 - 0.4,用于体形瘦小的病人(身体直径 < 30 cm) 
  • 为了改善造影剂增强检查中的碘清晰度,最高可调整为最大值0.6 

     
使用100 kV设置时,可以调整DE合成以改善混合图像的质量,如下所示:  
  • ≤ 0.4,用于体形高大的病人(身体直径 > 35 cm),或用来降低图像噪声 
  • 0.4 - 0.6,用于体形瘦小的病人(身体直径 ≤ 35 cm) 
  • 为了改善造影剂增强检查中的碘清晰度,最高可调整为最大值0.8 

重建DE数据集时,必须考虑以下提示: 
  • 建议使用较宽的FoV,至少为30 cm。 
  • 建议在syngo CT Dual Energy应用程序中使用专用的DE卷积核(前缀为D或Q)。  
  • DE卷积核在骨和组织或器官的交界处产生较少的边缘增强,从而提高DE处理质量。 
  • 对于体形高大的病人,可以使用高达2 mm的更大层厚和更平滑的卷积核。
* 这些值基于最佳实践。确保根据自己所在环境的实际情况修改这些值。 


数据采集完成后,可以使用syngo.via或者MMWP相应软件进行双能量评估。



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主动脉,CTA,造影剂,球管

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