雙源CT大螺距模式主動脈成像的可行性研究*

王利軍 孫 凱* 王志琴 董 馨 賈海亮 杜曉輝 張皓成

雙源CT大螺距模式主動脈成像的可行性研究*

王利軍①孫 凱①*王志琴①董 馨①賈海亮①杜曉輝①張皓成①

目的：利用雙源CT的大螺距模式對主動脈全程掃描成像，對照評價其圖像質(zhì)量和有效輻射劑量，旨在研究雙源CT大螺距模式行主動脈全程掃描的可行性。方法：將接受主動脈CT血管造影(CTA)的患者隨機分為A、B兩組，A組62例，B組58例。A組使用大螺距掃描模式，B組使用常規(guī)掃描模式；圖像質(zhì)量評價分客觀和主觀兩種方法，客觀評價包括圖像噪聲及信噪比，主觀評價由2名放射科醫(yī)生獨立完成。輻射劑量統(tǒng)計使用設(shè)備自帶的數(shù)據(jù)記錄。結(jié)果：大螺距模式主觀圖像質(zhì)量評分(2.66±0.51)較常規(guī)掃描組(2.14±0.47)高，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z=-5.29，P＜0.01)；客觀圖像質(zhì)量無明顯差異；掃描時間大螺距模式組(1.61±0.23) s，比常規(guī)掃描組(6.52±1.41)s縮短，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-27.041，P＜0.01)；大螺距組有效輻射劑量(3.97±1.07) mSv，對比常規(guī)掃描組(15.18±2.58) mSv，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-20.22，P＜0.01)。結(jié)論：大螺距模式主動脈全程掃描圖像質(zhì)量可以滿足主動脈病變的診斷，具有掃描時間短、輻射劑量低及運動偽影少等優(yōu)勢，可替代主動脈檢查常規(guī)掃描模式。

大螺距；雙源CT；CT血管造影；主動脈；輻射劑量

王利軍,男,(1969- ),本科學(xué)歷，副主任醫(yī)師。包頭市中心醫(yī)院影像中心CT室，從事心腦血管及胸部病變診斷工作。

[First-author’s address]CT Room, Medical Imaging Center, Baotou City Center Hospital, Inner Mongolia Province, Baotou 014040, China.

近年來，隨著多層螺旋CT技術(shù)的快速發(fā)展，主動脈CT血管造影(CT angiography，CTA)以其檢查的無創(chuàng)性、快捷性和準確性等優(yōu)點得到了廣泛的應(yīng)用，但伴隨而來的掃描時產(chǎn)生的較高輻射劑量問題也越來越引起人們的關(guān)注[1]。在保證圖像質(zhì)量的前提下，遵循合理的低劑量原則(as low as reasonably achievable，ALARA)，從而避免不必要的輻射成為目前研究的熱點[2]。主動脈CTA由于掃描范圍大，常規(guī)掃描模式下完成一次掃描的輻射劑量為12～14 mSv，且輻射劑量大。Flash雙源CT時間分辨率提高為75 ms，可采用大螺距螺旋掃描(Flash spiral)模式降低輻射劑量[3]。以往文獻多集中在雙源CT大螺距模式冠狀動脈成像方面，采用大螺距模式低劑量主動脈成像的文獻較少報道[4]。本研究利用Flash雙源CT大螺距模式進行主動脈全程掃描成像，評價其圖像質(zhì)量和輻射劑量，為臨床進一步應(yīng)用提供依據(jù)[5]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2011年10月至2012年12月期間在包頭市中心醫(yī)院行主動脈CTA檢查的120例患者，其中男性77例，女性43例，年齡27～80歲；隨機將120例患者分為A、B組：A組62例，采用大螺距模式掃描；B組58例，采用常規(guī)模式掃描，兩組患者均簽署知情同意書。排除標(biāo)準：碘劑過敏、嚴重的腎功能不全、重度心衰及高齡不能耐受檢查的患者。兩組患者年齡無顯著差異，具有可比性。

1.2 設(shè)備與掃描參數(shù)

采用西門子Flash雙源CT。A組掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流370 mAs，pitch值1.2，管球每轉(zhuǎn)速為0.5 s；B組掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流240 mAs，pitch值3.2，管球每圈轉(zhuǎn)速為0.28 s。對比劑采用非離子對比劑碘海醇(Omnipaque350，350 mg/ ml，美國GE公司)，注射器使用雙筒高壓注射器以5.0 ml/s速率靜脈注射，繼以同樣速率靜脈注射50 ml生理鹽水。兩組均采用團注跟蹤技術(shù)，于升主動脈設(shè)感興趣區(qū)(region of interest，ROI)觸發(fā)值為100 HU，A組觸發(fā)點時間后延遲12 s掃描；B組延遲10 s掃描。掃描范圍為患者胸廓入口至恥骨聯(lián)合上緣。輻射劑量：采用設(shè)備自帶的劑量記錄數(shù)據(jù)CDTIvol和劑量-長度乘積(DLP)值，計算有效劑量(ED)值(公式1)。

式中K值參照歐盟委員會關(guān)于CT質(zhì)量標(biāo)準指南，胸部K=0.017 mSv/(mGy·cm)，腹部K=0.015 mSv/ (mGy·cm)，盆腔K=0.019 mSv/(mGy·cm)[6]。

1.3 圖像后處理及評價

圖像重建采用西門子CT工作站Sygo Inspace軟件，對MPR、VR及MIP等重建圖像進行綜合分析。圖像質(zhì)量客觀評價包括信噪比(signal noise ratio，SNR)和對比噪聲比(contrast noise ratio，CNR)。重建橫斷層面圖像層厚3 mm，間隔3 mm，血管窗寬700 HU，窗位中心300 HU；于主動脈根部、降主動脈遠端、腹主動脈腎動脈水平及髂總動脈開口處測量強化后的CT值，計算平均CT值作為主動脈信號強度(SI主動脈)，取其CT值的平均標(biāo)準差(SD)作為圖像噪聲，測量升主動脈起始部水平胸壁前空氣的CT值的標(biāo)準差為背景噪聲(BN)，測量4個不同層面腰大肌CT值，計算其平均值為背景信號強度(SI肌肉)，ROI測量面積均為0.5 cm2(公式2)。

圖像質(zhì)量主觀評價采用雙盲法，由2名醫(yī)師根據(jù)主動脈強化程度、分支血管的顯示情況及有無偽影，結(jié)合實踐經(jīng)驗對圖像質(zhì)量進行評價。圖像分為3級，相應(yīng)評為1～3分：3分為血管顯示良好，邊界清晰，無偽影；2分為血管邊界模糊，或有輕度偽影；1分為血管顯示不清，有明顯偽影。取2名醫(yī)師評分的平均值作為該病例的圖像質(zhì)量評分。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法

采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析處理，計量資料以表示，圖像噪聲、SNR值、患者輻射劑量CDTIvol、DLP及ED等采用兩獨立樣本t檢驗，圖像質(zhì)量等級資料采用秩和檢驗；以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患者均成功完成檢查，無嚴重并發(fā)癥。共發(fā)現(xiàn)主動脈夾層21例，主動脈壁內(nèi)血腫5例，主動脈瘤樣擴張或動脈瘤12例，假性動脈瘤2例，主動脈粥樣硬化22例，支架植入術(shù)后11例，主動脈置換術(shù)后5例，主動脈縮窄1例，腎動脈狹窄1例，肺栓塞2例，腸系膜下動脈狹窄1例，左房附壁血栓1例，右房黏液瘤1例，雙肺滲出9例，其中大葉性肺炎1例，結(jié)核1例，脾膿腫1例，肝血管瘤1例，正常15例。

2.1 掃描時間及輻射劑量比較

A組掃描時間明顯縮短，掃描長度無統(tǒng)計學(xué)意義；A組CTDI、DLP及ED值少于B組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(見表1)。

2.2 圖像質(zhì)量比較

(1)客觀圖像質(zhì)量。大螺距組的圖像噪聲、CNR及SNR同普通掃描組對比無明顯差異。

(2)主觀圖像質(zhì)量評分。A組圖像質(zhì)量平均分(2.66±0.5)高于B組(2.14±0.47)，其差異有統(tǒng)計學(xué)意義(Z＝-5.29，P＜0.01)；其中B組58例中有47例(占81.03%)出現(xiàn)升主動脈搏動偽影，而A組則無一例偽影(見表2)。

3 討論

主動脈CTA在疾病的診斷與隨訪中具有檢查方便、無創(chuàng)傷及診斷準確率高等優(yōu)點，同時還能診斷非血管性疾病，在病因診斷和鑒別診斷中具有其他檢查方法不可比擬的優(yōu)勢，能夠為臨床治療決策提供重要依據(jù)。然而，大范圍的掃描和對圖像質(zhì)量的過度追求導(dǎo)致輻射劑量明顯增高，成為臨床迫切需要解決的問題。減少輻射劑量一般會降低圖像質(zhì)量，在滿足臨床診斷不同要求的前提下，允許圖像中存在一定的噪聲，盡量降低患者接受的輻射劑量。第二代雙源CT的大螺距模式主動脈全程掃描在減少患者輻射劑量和提高圖像質(zhì)量方面具有明顯優(yōu)勢。

表1 客觀圖像質(zhì)量及輻射劑量比較

表1 客觀圖像質(zhì)量及輻射劑量比較

組別掃描長度(cm)掃描時間(s)噪聲SNRCNRDLP(mGy.cm)ED(mSv) A組681.31±35.221.61±0.235.23±4.3274.22±18.2411.82±3.41503.51±64.623.97±1.07 B組658.54±28.736.52±1.414.71±2.8381.71±26.4212.41±4.78 967.64±143.81 15.18±2.58 t值3.865-27.0410.774-1.815-0.782-23.05-20.22 P值0.0740.00000.05340.06470.08100.00000.0000

表2 主觀評分及升主動脈搏動偽影統(tǒng)計

3.1 圖像質(zhì)量的評價

圖像質(zhì)量應(yīng)包括客觀和主觀的綜合評價。大螺距掃描模式主要通過以下途徑提高圖像質(zhì)量：①管球轉(zhuǎn)速達到280 ms，提高了時間分辨率，有效減少心臟及升主動脈的搏動偽影；②增大螺距。普通螺旋CT的螺距必須＜1.5才能保證無間隙的容積掃描，第二代雙源CT的螺距達到3.4也能完成無間隙容積掃描[7]。大螺距掃描模式明顯縮短檢查的掃描時間，完成主動脈全程掃描時間縮短到1.6 s左右，可以有效減少呼吸和肢體移動所形成的偽影，在一次閉氣時間內(nèi)完成主動脈全程掃描。升主動脈搏動偽影有時很難與Ⅰ型夾層區(qū)別，容易造成誤診，使用心電門控可以在一定程度上克服這一缺陷，然而對于急診患者而言，心電門控操作相對復(fù)雜，必然增加檢查時間。大螺距掃描可以有效解決升主動脈搏動偽影。本研究A組病例62例，無一例有升主動脈偽影，而相對應(yīng)的B組病例，58例中有47例有明顯差異。

3.2 輻射劑量的評價

降低輻射劑量是目前CT掃描中的熱點問題，但是圖像噪聲和輻射劑量有很高的相關(guān)性，如果兩組圖像的噪聲相似，輻射劑量很有可能相差不大[8]。CARE Dose4D技術(shù)具有實時智能調(diào)節(jié)mAs作用，既可提高射線利用效率、降低輻射劑量，又能提高圖像質(zhì)量，在胸部CT掃描中具有一定臨床應(yīng)用價值，可使DLP值降低7.5%[9]。但是這種技術(shù)的應(yīng)用會限制掃描條件中mAs的設(shè)定，其上限最高值只能達到184 mAs；又由于解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系，在腹盆部掃描的作用有限[10]。在取消CARE Dose4D的情況下，設(shè)定大螺距模式組的管電流為370 mAs，可以降低圖像噪聲。本研究掃描條件設(shè)定是在大體不影響圖像質(zhì)量，包括客觀指標(biāo)比如噪聲、信噪比等，以及主觀評價不影響診斷的前提下設(shè)定的，并不是要無限制的追求低輻射劑量。在保證基本診斷目標(biāo)實現(xiàn)的前提下，雙源CT的大螺距模式可顯著地降低患者所受的輻射劑量。

由于大螺距掃描顯著縮短了掃描時間，必然在對比劑的用量上應(yīng)該更少，流速和延時掃描時間也有調(diào)整的必要，本研究的CT值的測量數(shù)據(jù)及小樣本實驗證明了這一點。

3.3 限制因素

第二代雙源CT的許多掃描參數(shù)的調(diào)節(jié)，包括對比劑的總量及流速并未完全形成共識，需要在臨床實踐中進一步探討。①本研究所使用的許多參數(shù)，包括kV、mA及對比劑的用量流速不一定完全合理，只是根據(jù)既往的經(jīng)驗及文獻資料綜合考慮選取一個比較折中的數(shù)值；②患者選擇的代表性也不是很強；③使用主觀等級圖像質(zhì)量評價可能會受人為主觀認定的影響而產(chǎn)生一定的偏差。

4 結(jié)語

本研究結(jié)果證明，雙源CT大螺距模式主動脈全程掃描成像，檢查速度快，圖像質(zhì)量好，心臟及主動脈搏動偽影及呼吸移動偽影明顯減少，輻射劑量降低，值得臨床進一步推廣。

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Feasibility study of dual-source CT high-pitch aorta angiography/

WANG Li-jun, SUN Kai, WANG Zhi-qin, et al// China Medical Equipment,2014,11(12):4-7.

Objective:To investigate the feasibility, image quality and radiation dose for high pitch dual-source CT angiography (CTA) of the whole aorta.Methods:Each group of 62 and 58 patients underwent CTA either on dual-source CT device with high-pitch mode with a pitch of 3.2(group A) or conventional single-source (group B). Evaluate the image quality and radiation dose. Image quality of the aorta was independently assessed by two readers. Scanner-reported dose-length product values were used to estimate effective dose values.Results:Subjective scoring of image quality were significantly increased in the high-pitch examination protocol (2.66±0.51 vs.2.14±0.47, P<0.01) for groups A and B. Objective scoring of image quality were not significantly different. The imaging length was not significantly different, but the imaging time was significantly shorter in the high-pitch group (1.61±0.23 vs.6.52±1.41s P<0.01) for groups A and B. Radiation dose was lower. (3.97±1.07 mSv vs. 15.18±2.58 mSv, P<0.01).Conclusion:High-pitch dual-source CT angiography of the whole aorta is feasible in unselected patients. As a significant advantage over regular pitch protocols, shorter scan time, lower radiation dose and less motion artifacts is possible. this CT mode bears potential to become a standard CT protocol.

High-pitch; Dual-source CT; CT Angiography; Aorta; Radiation dose

1672-8270(2014)12-0004-04

R814.42

A

10.3969/J.ISSN.1672-8270.2014.12.002

2014-05-22

內(nèi)蒙古自治區(qū)醫(yī)療衛(wèi)生科研計劃(201302124)“第二代雙源CT雙能量心肌灌注成像評價心肌缺血的實驗與臨床研究”①包頭市中心醫(yī)院影像中心CT室 內(nèi)蒙古 包頭 014040

*通訊作者：Henrysk@163.com