上腹CTA中BOLUSTRACKING技术的关键参数选择探讨.pdf
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1、上腹C T A 中b o l u s t r a c k i n g 技术的关键参数选择探讨 龙学颖,曹觉,彭光春,刘慧,陈伟,朱智明,胡萍 ( 中南大学湘雅医院放射科湖南长沙4 1 0 0 0 8 ) 【摘要】目的:探讨上腹C T A 扫描b o l u s - t r a c k i n g 技术中关键参数的选择。方法:4 7 例病人平扫后行同层动态增强扫描, 获得各病例主动脉强化的时间一密度曲线,分析曲线形态,找出各病例的主动脉强化峰值及达峰值时间,并确定主动脉 高水平强化期。找出最佳固定延迟时间( 扫描能在主动脉高水平强化期内完成的病例数最多时对应的时间) ;模拟b o l u s -
2、 t r a c k i n g 技术中阈值及过渡延迟的选择,对共计8 4 种阈值一过渡延迟组合逐一进行判断,计数各组合下扫描在主动脉高 水平强化期内的病例数,找出各阈值对应的最佳过渡延迟及最佳阈值一过渡延迟组合;对比最佳固定延迟时间与最佳阈 值一过渡延迟组合下扫描能在主动脉高水平强化期内的病例数比例。结果:主动脉强化峰值为2 2 8 1 3 6 7 H U ,达峰值 时问为3 4 2 4 7 s ;主动脉高水平强化期开始于2 1 8 4 - 4 9 s ,结束于4 0 ,7 3 7 s ,时间窗宽度为1 9 2 2 9 s ;固定延迟时问 为2 6 s 或2 7 s 时,扫描能在主动脉高水平
3、强化期内完成的病例数比例最大( 3 5 4 7 ,7 4 5 ) ;对不同阈值一过渡延迟组合下 模拟b o l u s - t r a c k i n g 技术决定的个体化延迟时间判断,以选择阈值为I O O H U 及过渡延迟为8 s 时,扫描能在主动脉高水平强 化期内的病例数最大( 4 6 4 7 ,9 7 9 ) ,与最佳固定延迟时间相比,两者间病例数比例差异有统计学意义( P 7 5 k g ) 或过轻( t 且T + 9 t 且( T + T O ) + 9 0 0 5 ) 图1P 代表主动脉强化时问密度曲线的顶点,其对应纵轴为强化峰值,对应横轴为达峰 值时问( v P ) 。t 与
4、t 分别代表主动脉高水平强化期的起点和终点。T 为假定扫描开始的时 问( 即扫描延迟时间) ,T 与T + 9 之问的时问段则是假定扫描时长为1 0 s 时的扫描时间 窗。上图示满足条件:T t 且T + 9 t 且T + r i d + 9 t ,即扫描段位于主动脉高水平强化期内 由表1 ,当E T 选择为4 0 H U 、6 0 H U 、8 0 H U 、1 0 0 H U 、 1 2 0 H U 、1 4 0 H U 、1 6 0 H U 时,对应最佳T D 分别为1 3 s 、 6 7 2 l l s 、1 0 s 、8 s 、7 s 、6 s 、5 s ,其中,最佳E T - T
5、D 组合为1 0 0 H U 一8 s ,对应扫描能完全位 于主动脉高水平强化期的病例数最大 比例为9 7 9 ( 4 6 4 7 ) 。 2 5 最佳固定延迟时间与最佳E T - r D 组合下扫描将完全位于主动脉高水平 强化期的病例数比例的对比 对于本组4 7 例,选择E T 为 1 0 0 H U ,I D 为8 s 时较选择最佳固定延 迟时间( 2 6 s 或2 7 s ) 有更大比例的病例 能在主动脉高水平强化期内完成扫描 ( 分别为9 7 9 与7 4 5 ) ,两者之间 差异具有统计学意义( x 2 = 9 0 9 1 ,P O 0 0 5 ) 。 3 讨论 C T A 需在动脉
6、最佳强化时相内扫描,精确把握 延迟时间是提高质量的关键。延迟时间通常可根据 经验选择,多数情况下可取得较好效果,但个体间循 环时间存在较大差异时,仅凭经验选择难以确保所 有病例均在动脉最佳强化时相扫描,使部分病例检 查质量下降甚至检查失败。因此,近年来越来越多 的单位倾向于采用个体化延迟时间( 1 ,3 圳。延迟时 间的个体化目前主要有2 种方法:一是T e s tB o l u s 技 术 9 3 ;二是b o l u s t r a c k i n g 技术 1 3 。8 | ,即在注射对比 剂后行增强扫描的早期阶段行靶层面低辐射剂量的 同层动态扫描实时地监测靶器官的强化水平,并设 定某一
7、阈值,当强化达到或超过该阈值后再延迟一 小段时问( 称为过渡延迟,即C T 机由同层动态扫描 过渡为螺旋扫描的时间,该时问可用于C T 机移床及 供患者调整呼吸准备屏气) 后自动或手动启动扫描。 对于该2 种方法,后者仅需一次注射对比剂,操作更 快捷,不增加对比剂的用量,因此更易于推广使用。 目前,多家C T 机厂商提供了该技术所需的软件,如 S i e m e n s 公司的C A R EB o l u s ,P h i l i p s 公司的b o l u s T r a c k i n g ,G E 公司的S m a r t P r e p ,T o s h i b a 公司的 S u
8、r e S t a r t 等o B o l u s - t r a c k i n g 技术中有些参数需操作者根据具 体检查目的进行合理选择,如监测层面的选择、靶组 织及其兴趣区的确定、开始监测的时间、扫描条件、 扫描重复时间、阈值、过渡延迟等参数。其中阈值和 过渡延迟的确定是较为关键的参数,如选择不当可 直接影响到扫描效果:若阈值设置过高或过渡延迟 过长,可能导致扫描偏晚,甚至可因靶器官达不到该 阈值而无法自动启动扫描而错过扫描时机;而阈值 设置过低或过渡延迟过短,则可能导致扫描偏早,此 时靶器官强化尚不充分。 根据国内外近年来以主动脉为监测目标的有关 b o l u s - t r a
9、c k i n g 技术的文献报告 1 , 3 - 8 】:主动脉强化阈 值在5 0 1 8 0 H U 之间,过渡延迟在4 1 5 s 之间,然 而各家所采用参数之间的差异较大,这使临床上选 择时产生困惑,在一定程度上也将影响该技术的开 展。故本研究采用国内的典型对比剂注射方案。对 这2 个参数的选择进行探讨。 根据主动脉的强化特点,其上升段均呈急剧上 升型,上升至一定程度后趋于平缓并在短时间内维 持一个较高水平,随后快速下降,而主动脉高水平强 化期将是C T A 的适宜扫描时相。本研究设定主动脉 强化达到峰值的8 0 以上所处时间段为主动脉高水 平强化期,本组病例在该时段内主动脉强化在1
10、8 3 1 1 8 9 H U 一2 2 8 1 3 6 7 H U 之间( 一般认为主动脉 强化超过1 6 0 H U 即可较好地进行C T A 图像处理) , 该时段持续时间为1 9 2 2 9 s ,目前的螺旋G l “ 或 M S C T 一般都能在该时间窗内完成上腹乃至整个腹 部的扫描,故无论从强化水平和时间窗宽度均能较 好符合C T A 的要求。本研究假定扫描持续时间为 1 0 s ,是本单位目前使用的1 6 层螺旋C T 扫描范围覆 盖中上腹所需时间的典型值。本组主动脉高水平强 化持续时间在1 2 5 s 2 4 7 s 之间,若以1 0 s 为C T A 扫描持续时间,如延迟时
11、间选择合适,从理论上说, 本组所有病例( 4 7 4 7 ) 均可在该时相内完成扫描;但 若采用固定延迟时间,该比例最大也仅7 4 5 ( 3 5 4 7 ) ;而模拟采用B o l u s t r a c k i n g 技术选择延迟时间, 选择合适的阈值和过渡延迟,则该比例最高可至 9 7 9 ( 4 6 4 7 ) 。同时表1 也提示,若阈值和过渡延 迟选择不当,也将明显降低该技术的效果,甚至会出 现不如固定延迟时间的情况。 经外周静脉团注对比剂后,对比剂到达、通过主 动脉的循环存在个体间差异,主要体现在以下方面: 对比剂到达靶区时间的差异、主动脉强化上升速度 快慢的差异、强化峰值水平及
12、高水平强化持续时间 的差异。理论上分析,应用b o l u s t r a c k i n g 技术选择 延迟时间,通过预先设定阈值,可基本消除对比剂到 达时间上的差异带来的影响,并可部分地减少对比 剂在主动脉内浓度上升速度差异的影响,但b o l u s t r a c k i n g 技术不能消除个体间主动脉强化水平及高水 平强化持续时间差异的影响( 本组主动脉强化峰值 的变异系数为1 6 1 ,高水平强化期宽度的变异系 数为1 5 1 ) ,这种差异主要会对阈值的选择产生影 响。 笔者认为,b o l u s t r a c k i n g 技术参数选择中一味的 提高阈值并不一定是较好的
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