規(guī)范化應(yīng)用“雙低”掃描CT血管成像

李 巖，束 敏，李坤成*

[1.首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射科，北京 100053；2.通用電器藥業(yè)(上海)有限公司，上海 200000]

CTA以其良好的空間和時(shí)間分辨率、無(wú)創(chuàng)及檢查簡(jiǎn)便快速等特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于臨床[1-3]。但CTA檢查的X線輻射對(duì)人體有害[4]，且對(duì)比劑對(duì)受檢者腎臟有潛在損害，可能引發(fā)對(duì)比劑腎病[5]。國(guó)際放射防護(hù)委員會(huì)(International Commission on Radiological Protection, ICRP)提出輻射防護(hù)與安全最優(yōu)化理論，推薦獲得足夠診斷信息及合適圖像質(zhì)量時(shí)，盡可能降低輻射劑量(as low as reasonably achievable, ALARA)的原則[6]。最近有學(xué)者[7]提出，在保證臨床診斷質(zhì)量的基礎(chǔ)上，降低X線輻射劑量和碘攝入量(“雙低”概念)，可降低對(duì)受檢者損害的風(fēng)險(xiǎn)。本文對(duì)“雙低”CTA掃描的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 降低X線輻射劑量和碘攝入量的策略

1.1 降低CT輻射劑量 根據(jù)輻射防護(hù)的ALARA原則，在滿(mǎn)足臨床診斷需求的前提下，合理運(yùn)用掃描參數(shù)以最大限度降低輻射劑量尤為重要?！缎呐K冠狀動(dòng)脈多排CT臨床應(yīng)用專(zhuān)家共識(shí)》[3]中降低輻射劑量最常用的方法包括：①管電流調(diào)制；②前置濾線器和后濾過(guò)重建技術(shù)；③降低管電壓；④前瞻性心電門(mén)控采集技術(shù)。Tang等[8]將管電流從150 mAs調(diào)節(jié)至650 mAs，將管電壓從120 kV降低至80 kV，用于腹部CT檢查，以120 kV管電壓、300 mAs管電流CT掃描所獲數(shù)據(jù)為參照，發(fā)現(xiàn)將低管電壓組(80 kV)管電流增加至500 mAs時(shí)不降低CNR和低對(duì)比探測(cè)能力，且容積CT劑量指數(shù)降低42%；提示在降低輻射劑量方面，降低管電壓比降低管電流更具優(yōu)勢(shì)。而Kondratyev等[9]發(fā)現(xiàn),在其他條件不變時(shí)，與傳統(tǒng)120 kV管電壓掃描比較，采用100 kV的管電壓行頸動(dòng)脈CTA檢查可顯著降低有效劑量。

1.2 降低碘攝入量 目前對(duì)比劑腎病發(fā)病率已居腎病第3位，占腎病總患者11%～12%[10]。根據(jù)歐洲泌尿生殖放射協(xié)會(huì)(European Society of Urogenital Radiology, ESUR)的研究報(bào)告，除患者自身因素外，造成對(duì)比劑腎病的重要風(fēng)險(xiǎn)因素為應(yīng)用高滲性、大劑量對(duì)比劑[11]。Leow等[12]提出,預(yù)防對(duì)比劑腎病的根本措施是使用對(duì)比劑前進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、避免應(yīng)用高滲透壓或高黏度對(duì)比劑，并減少對(duì)比劑用量。我國(guó)碘對(duì)比劑使用指南(第2版)[13]亦明確指出，應(yīng)盡可能選擇非離子型對(duì)比劑、等滲或次高滲對(duì)比劑，避免使用高滲性對(duì)比劑。放射科醫(yī)務(wù)人員在未知受檢者是否有腎功能損傷的情況下，選擇低濃度、等滲碘對(duì)比劑可減少對(duì)比劑腎病的發(fā)生。目前碘含量最低的等滲對(duì)比劑為碘克沙醇(270 mgI/ml)，其為非離子型二聚體分子結(jié)構(gòu)，滲透壓為290 mOsm/kg體質(zhì)量，與人體血漿滲透壓(約300 mOsm/kg體質(zhì)量)相近；37℃時(shí)其黏滯度為5.8 mPa·s，低于多數(shù)碘對(duì)比劑[14]。Zheng等[15]發(fā)現(xiàn)，在冠狀動(dòng)脈CTA中應(yīng)用低濃度對(duì)比劑(碘克沙醇270 mgI/ml)，結(jié)合正弦圖確定迭代重建(sinogram-affirmed iterative reconstruction, SAFIRE)算法、低管電壓(80～100 kV)技術(shù)，圖像質(zhì)量可滿(mǎn)足診斷要求，且X線輻射劑量明顯降低。

2 “雙低”掃描CTA的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者關(guān)于“雙低”掃描在心臟大血管、頭頸部及外周血管CTA中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。

2.1 心臟大血管疾病 牛娟琴等[16]對(duì)臨床擬診冠狀動(dòng)脈心臟病、接受320排容積CT冠狀動(dòng)脈血管成像的患者進(jìn)行研究，將被試者隨機(jī)分為常規(guī)組(120 kV，碘海醇350 mgI/ml)、低濃度對(duì)比劑組(120 kV，碘克沙醇270 mgI/ml)和“雙低”組(100 kV，碘克沙醇270 mgI/ml)，發(fā)現(xiàn)3組冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；常規(guī)組與低濃度對(duì)比劑組各心功能指標(biāo)、噪聲、CNR和輻射劑量差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，碘平均劑量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(318.2±10.2)mgI/ml vs (245.5±9.3)mgI/ml，P<0.05)]；低濃度對(duì)比劑組和“雙低”組各心功能指標(biāo)、噪聲、碘平均劑量間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有效輻射劑量[(12.1±2.6)mSv vs (7.6±1.7)mSv，P<0.05)]及CNR(18.1±2.1 vs 25.37±3.5，P<0.05)的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。常妙等[17]發(fā)現(xiàn)，采用碘克沙醇270 mgI/ml和80～100 kV進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查，適用于非超重[體質(zhì)量指數(shù)(body masss index, BMI)<24 kg/m2]和超重(BMI≥24 kg/m2)人群。

2.2 頭頸部及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病 呂仁鋒等[18]選取接受頭頸CTA檢查的患者，分別采用“雙低”技術(shù)(100 kV，碘克沙醇270 mgI/ml；“雙低”組)和常規(guī)技術(shù)掃描(120 kV，碘海醇350 mgI/ml；常規(guī)組)，聯(lián)合自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代算法進(jìn)行圖像重建，發(fā)現(xiàn)2組圖像噪聲和圖像質(zhì)量評(píng)分差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；“雙低”組頸動(dòng)脈平均CT值[(406.4±48.2)HU]高于常規(guī)組[(385.1±44.4)HU,P<0.001)]；“雙低”組輻射劑量較常規(guī)組降低約35%(P<0.001)，碘當(dāng)量亦明顯降低[(230.42±5.04)mgI/kg vs (303.34±7.34)mgI/kg，P<0.001)]。而另一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究[19]采用“超雙低”掃描(80 kV，碘克沙醇270 mgI/ml；“超雙低”組)和常規(guī)(120 kV，碘海醇350 mgI/ml；常規(guī)組)掃描行頸動(dòng)脈CTA檢查，發(fā)現(xiàn)“超雙低”組的平均CT值高于常規(guī)組[(444.3±40.2)HU vs (353.0±54.4)HU，P<0.001)]，輻射劑量降低約68%(P<0.001)。

2.3 外周血管疾病 有研究[20]采用不具備迭代算法的CT機(jī)進(jìn)行腎動(dòng)脈“雙低”掃描，將受檢者按管電壓和對(duì)比劑分為A組(120 kV，碘海醇350 mgI/ml)、B組(100 kV，碘海醇350 mgI/ml)、C組(120 kV，碘克沙醇 270 mgI/ml)及D組(100 kV，碘克沙醇270 mgI/ml)，結(jié)果顯示管電壓不同時(shí)，100 kV較120 kV背景CT值升高、噪聲增大(P<0.05)；C組腎動(dòng)脈血管SNR與D組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.342)；4組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；管電壓不同時(shí)，100 kV較120 kV輻射劑量降低約39%(P<0.05)；C組和D組對(duì)比劑不良反應(yīng)發(fā)生率較A組和B組明顯減低(P<0.05)；提示采用不具備迭代算法的CT機(jī)，采用低管電壓、低濃度對(duì)比劑掃描也可獲得滿(mǎn)意的腎動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量，同時(shí)降低了輻射劑量及對(duì)比劑不良反應(yīng)發(fā)生率。胡慶華等[21]采用碘克沙醇270 mgI/ml、100 kV模式行320排CT肺動(dòng)脈成像時(shí)，圖像質(zhì)量符合診斷要求，其劑量長(zhǎng)度乘積和有效劑量顯著低于對(duì)照組(碘普羅胺370 mgI/ml，120 kV；P<0.05)。陳博等[22]對(duì)臨床擬診下肢動(dòng)脈病變患者采用不同掃描方案行下肢動(dòng)脈CTA檢查，發(fā)現(xiàn)100 kVp條件下采用碘克沙醇(270 mgI/ml)聯(lián)合iDose4迭代重建技術(shù)，圖像質(zhì)量可滿(mǎn)足臨床診斷需要，同時(shí)可降低患者的輻射劑量和對(duì)比劑劑量。

Li等[23]對(duì)受試者行前瞻性、多中心、非干預(yù)CTA檢查，研究對(duì)象包括42個(gè)研究中心4 513例受試者，對(duì)受試者行冠狀動(dòng)脈/主動(dòng)脈、頭頸動(dòng)脈、腎動(dòng)脈和肺動(dòng)脈CTA檢查，旨在評(píng)價(jià)“雙低”(碘克沙醇 270 mgI/ml，100 kVp)掃描方案及迭代重建算法的安全性，結(jié)果顯示99.7%患者的圖像可被評(píng)估[24]，其中80.1%圖像質(zhì)量為優(yōu)；患者總體平均對(duì)比劑用量為(60.9±13.0)ml，而冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈、頭頸動(dòng)脈、腎動(dòng)脈和肺動(dòng)脈CTA檢查的對(duì)比劑用量分別為 (62.7±10.7)ml、(68.4±11.5)ml、(61.8±12.2)ml，(65.2±12.4)ml和(42.2±7.5)ml；患者平均總體碘攝入量(碘攝人量=對(duì)比劑用量×碘濃度)16.4 g，冠狀動(dòng)脈碘攝入量16.9 g，較韓磊等[25]報(bào)道常規(guī)掃描(碘普羅胺370 mgI/ml、120 kVp、前門(mén)控、FBP重建)平均碘攝入量(25.3 g)下降33.2%；主動(dòng)脈組碘攝入量為18.5 g，較常規(guī)掃描(碘帕醇370 mgI/ml、120 kVp、ASiR重建)碘攝入量(29.97 g)[26]下降38.3%；頭頸動(dòng)脈碘攝入量16.7 g，較黃育鑫等[27]報(bào)道常規(guī)掃描(碘海醇350 mgI/ml、120 kVp、ASiR重建)的平均碘攝入量(19.35 g)下降13.7%；腎動(dòng)脈碘攝入量17.6 g，較常規(guī)掃描(碘普羅胺370 mgI/ml、120 kVp、ASiR重建)的碘攝入量(22.2 g)[28]下降20.7%；肺動(dòng)脈碘攝入量11.4 g，較何霖等[29]報(bào)道常規(guī)掃描(碘帕醇370 mgI/ml、120 kVp、ASiR重建)的平均碘攝入量(24.0 g)下降52.5%；總有效輻射劑量為(3.1±2.6)mSv，冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈、頭頸動(dòng)脈、腎動(dòng)脈和肺動(dòng)脈CTA的有效輻射劑量分別為(3.3±2.7)mSv、(7.6±4.0)mSv、(1.7±0.7)mSv、(3.4±1.4)mSv和(4.9±1.6)mSv；使用“雙低”(碘克沙醇270 mgI/ml，100 kVp)掃描方案后的藥物相關(guān)不良反應(yīng)總發(fā)生率約1.4%，且無(wú)嚴(yán)重不良反應(yīng)或不良反應(yīng)導(dǎo)致試驗(yàn)終止。

以受試者BMI分層的亞組分析顯示[30]，采用“雙低”掃描，4個(gè)BMI亞組(BMI≤21 kg/m2、21 kg/m2

因此，采用碘克沙醇270 mgI/ml聯(lián)合100 kV管電壓和迭代減噪重建技術(shù)進(jìn)行CTA，可獲得高質(zhì)量圖像，安全性良好，X線輻射劑量低，且不受患者BMI影響。采用“雙低”掃描CTA技術(shù)具有實(shí)用性及安全性。

3 “雙低”應(yīng)用方案經(jīng)驗(yàn)介紹

根據(jù)臨床研究及實(shí)際臨床經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合Li等[23]相關(guān)數(shù)據(jù)，冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈、頭頸部、肺動(dòng)脈及腎動(dòng)脈“雙低”掃描CTA建議見(jiàn)表1。

綜上所述，在保證圖像質(zhì)量的前提下，“雙低”掃描CTA技術(shù)可明顯減低輻射劑量和碘攝入總量，最大限度地減少對(duì)CTA受檢者的潛在危害。將“雙低”掃描技術(shù)更好地應(yīng)用于全身各系統(tǒng)，制定更為合理的掃描方案，還有待進(jìn)一步探索。進(jìn)一步明確不同年齡、性別、BMI等亞組間圖像質(zhì)量及安全性的關(guān)系，在保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上，將CTA輻射劑量和相關(guān)不良反應(yīng)降至最低，還有待更深入研究。

表1 冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈、頭頸部、肺動(dòng)脈及腎動(dòng)脈“雙低”掃描CTA建議

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