雙源頸部CTA應(yīng)用低濃度和高濃度對比劑的對照研究

杜 煜 時高峰 王 琦 王亞寧

頸部CTA由于其無創(chuàng)性、診斷準(zhǔn)確率較高的優(yōu)點，已在臨床工作中得到廣泛的認(rèn)可及應(yīng)用。目前國內(nèi)外大多數(shù)臨床工作及研究中，頸部及其他部位CTA使用較高濃度的對比劑（350 或 370 mg I/ml）［1］。與低濃度對比劑（300 mg I/ml）相比，高濃度對比劑在得到優(yōu)質(zhì)血管圖像的同時也存在較多的不足之處。以往的研究中，筆者發(fā)現(xiàn)DSCT頸部CTA掃描中使用較低的管電壓可以得到CT衰減值更高的血管影像［2］。本研究利用這種原理比較低濃度和高濃度對比劑應(yīng)用于頸部CTA的圖像質(zhì)量，評價低濃度對比劑結(jié)合80kV管電壓應(yīng)用于頸部CTA的可行性。

方 法

1.一般資料

選取2013年5月～9月80例因可疑頭頸部動脈硬化而接受頸部DSCTA的患者，患者隨機(jī)分為兩組：A組：高濃度對比劑組（非離子型碘對比劑碘普羅胺370 mg I/ml），其中男22例，女18例，平均年齡52歲，平均體重65kg；B組：低濃度對比劑組（非離子型碘對比劑碘普羅胺300 mg I/ml），其中男24例，女16例，平均年齡54.5歲，平均體重67.5 kg。檢查前患者均簽署知情同意書。

2.儀器與方法

所有檢查在DSCT( SOM ATOM Definition Flash，Siemens，Germany)上完成。患者仰臥位，掃描范圍自主動脈弓部至顱底。應(yīng)用智能觸發(fā)掃描軟件（Bolus tracking）行增強(qiáng)掃描，ROI（設(shè)在主動脈弓部）密度達(dá)到預(yù)設(shè)值（+100HU，A組；+80HU，B組）時自動觸發(fā)掃描，觸發(fā)延遲時間5s。使用雙筒高壓注射器經(jīng)肘前靜脈以5m l/s流率注射非離子型碘對比劑碘普羅胺（370 mg I/ml，A組；300 mg I/ml，B組）60m l，隨后以5m l/s流率注射生理鹽水40m l。掃描參數(shù)：雙源掃描參數(shù)：A、B個球管的管電壓分別為40、80kV，同時使用自動毫安秒技術(shù)（CARE DOSE 4D），融合系數(shù)為0.6，參考管電流分別為104、208m As（機(jī)器設(shè)定值），探測器寬度0.6 mm×128，球管旋轉(zhuǎn)時間0.28s，螺距0.7，圖像矩陣512×512，重建層厚及層間隔0.75mm。

3.圖像重建及分析

A組數(shù)據(jù)選取融合圖像（相當(dāng)于120kV），重建函數(shù)為D30(反投影濾過重建算法)。B組數(shù)據(jù)分別選取融合圖像，重建函數(shù)為D30；80kV圖像，重建函數(shù)為I30(迭代重建算法)。將數(shù)據(jù)分別傳至工作站進(jìn)行處理。

1名從事影像診斷5年以上的醫(yī)師測量各組數(shù)據(jù)中主動脈弓，頸動脈分叉區(qū)動脈血管的平均CT值、噪聲（標(biāo)準(zhǔn)差，SD）、信噪比（signal-noise-ratio SNR）和對比噪聲比(contrast-noise-ratio CNR),計算公式分別為：SNR=血管平均CT值/SD；CNR=（血管平均CT值-肌肉平均CT值/SD）［3］。

兩名從事影像診斷10年以上的醫(yī)師采用雙盲法對圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評估。采用5級法對圖像質(zhì)量進(jìn)行評價［4］。1級，優(yōu)良圖像，定為1分；2級，優(yōu)于普通圖像，定為2分；3級，普通圖像，定為3分；4級，較差圖像，定為4分；5級，不適合診斷圖像，定為5分。5級評價標(biāo)準(zhǔn)包括病變顯示、圖像銳利度及噪聲水平3部分。具體如下：病變顯示：1級，病變顯示良好；2級，病變?nèi)菀罪@示；3級，病變可顯示；4級，病變顯示困難；5級，病變不能顯示。病變邊緣清晰程度：1級，病變邊緣顯影優(yōu)秀；2級，病變邊緣顯影較好；3級病變邊緣顯影合適；4級，病變邊緣顯影模糊；5級，病變邊緣顯影不清；噪聲水平：1級，無肉眼可見噪聲；2級，噪聲水平低于平均水平；3級，平均水平噪聲；4級，高于平均水平噪聲；5級，噪聲較大影響診斷。

記錄掃描完成后兩組的CTD Ivol (mGy),DLP(mGy.cm)。

4.統(tǒng)計學(xué)分析

采用統(tǒng)計學(xué)軟件SPSS 11·5版本，計量資料采用±SD表示，兩兩樣本采用LSD-t檢驗。2名醫(yī)師圖像質(zhì)量主觀評價一致性采用K appa檢驗；采用Bonferroni校正比較各組數(shù)據(jù)的圖像質(zhì)量，以P<0·01為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

A、B兩組圖像的主動脈弓區(qū)，頸總動脈分叉區(qū)動脈血管的平均CT值、噪聲、SNR、CNR（見表1、圖1），各組的平均噪聲比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0·05）。A組圖像血管的平均CT值、SNR、CNR與B組80kV（I30）圖像比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0·05），高于B組融合圖像（P<0·05）。

各組圖像Kappa值均大于0.5，2名醫(yī)師對圖像質(zhì)量的主觀評價具有較好的一致性；2名醫(yī)師對各組圖像質(zhì)量評分（見表2）顯示，A組與B組80kV（I30）圖像質(zhì)量比較無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0·01），且均優(yōu)于B組融合圖像質(zhì)量（P<0·01）。

兩組的輻射劑量（見表3）比較，A、B兩組的輻射劑量無統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0·05）。

表1 各組圖像的平均CT值、噪聲、SNR、CNR

圖1 男性，65歲。A組（A）、B組融合圖像（B）、B組80kV（I30）圖像（C）動脈血管的CT值、噪聲

圖2 與圖1為同一病例。A組（A）、B組融合圖像（B）、B組80kV（I30）圖像（C）頸總動脈分叉層面動脈血管的CT值、噪聲。

表2 2名醫(yī)師對各組圖像質(zhì)量評分

表3 A、B兩組圖像的平均輻射劑量

討 論

目前常用的靜脈注射用對比劑的濃度選擇范圍較大（240～370mg I/ml），不同濃度的對比劑選擇主要取決于檢查目的。在對比劑注射總量和速率不變的前提下，高濃度較低濃度的優(yōu)勢在于可以提高動脈血管及腫瘤性病變的強(qiáng)化峰值，且對對比劑的達(dá)峰時間無顯著影響［5］。隨著CT設(shè)備的不斷發(fā)展，掃描速度明顯增快，縮短了增強(qiáng)掃描的時間窗，因此更傾向于使用較高濃度的對比劑。頸部CTA檢查作為一種高空間及時間分辨率的影像學(xué)檢查方法，已廣泛應(yīng)用于頭頸部血管病變的臨床診斷中。目前，大多數(shù)國內(nèi)外研究及臨床檢查中，均使用高濃度對比劑(如370mg I/ml)。

高濃度對比劑在提高圖像質(zhì)量的同時，也存在一些不足之處。對比劑主要（約90%）經(jīng)腎臟排泄，高濃度對比劑的碘含量較低濃度增大，會加重腎臟的負(fù)擔(dān)，增加了對比劑腎病的發(fā)生概率；高濃度對比劑的黏滯度較低濃度更大，且頸部CTA檢查要求較高的注射速率，造成其注射壓強(qiáng)顯著增加，更易出現(xiàn)對比劑外滲的風(fēng)險［6］。且高濃度對比劑的價格較低濃度高，一定程度上增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。

本研究結(jié)果顯示，A組（370mg I/ml）圖像血管的平均CT值與B組（300m gI/ml）80kV（I30）圖像比較無統(tǒng)計學(xué)差異，原理是較低的管電壓發(fā)出的X線光子能量更接近碘原子K層電子能級（33 keV）；國外有研究也顯示較低的管電壓（80或100kV）比常用的120 kV可以提高碘對比劑的CT衰減值，具體結(jié)果為每mg I/ml提高30HU (100kV)或40 HU (80kV)［7］。降低管電壓的同時不提高毫安秒會降低掃描劑量，造成圖像噪聲的升高。本研究中80kV數(shù)據(jù)結(jié)合迭代重建算法可以避免這種影響，表現(xiàn)為B組80kV（I30）圖像的平均噪聲與其他兩組比較無統(tǒng)計學(xué)差異。由于B組（300mg I/ml）80kV（I30）圖像可以達(dá)到較高的平均CT值，且平均噪聲較低，因此其平均SNR和CNR與A組（370mg I/ml）圖像無統(tǒng)計學(xué)差異，高于B組（300mg I/ml）融合圖像組。

在客觀評價圖像時，選取了主動脈弓及頸總動脈分叉區(qū)。主動脈弓是掃描的起始部位；頸總動脈分叉區(qū)由于易產(chǎn)生血管剪切力，也是動脈硬化斑塊常累及的部位［8］。本研究為了避免循環(huán)功能對強(qiáng)化效果的影響，應(yīng)用智能觸發(fā)掃描軟件行增強(qiáng)掃描，使用高濃度對比劑（370m gI/ml）選取的觸發(fā)閾值為+100HU，是目前多數(shù)研究公認(rèn)的經(jīng)驗值［9］；使用低濃度對比劑（300mg I/ml）時，閾值定為+80HU，是根據(jù)(300/370)×100計算而來。

本研究通過對各組圖像質(zhì)量評分對其進(jìn)行主觀評價。由于有較高的SNR和CNR，A組（370mg I/ml）圖像和B組（300mg I/ml）80kV（I30）圖像均表現(xiàn)為優(yōu)秀的圖像質(zhì)量，動脈強(qiáng)化顯著，邊緣清晰銳利。B組（300mg I/ml）融合圖像由于其血管平均CT值及SNR和CNR較低，圖像質(zhì)量較其他兩組有明顯差別；由于B組（300mg I/ml）也采用了較高的注射速率（5m l/s），血管平均CT值也能超過200HU，因此對比劑濃度雖然相對較低，得到的圖像質(zhì)量也能基本滿足診斷需要。

本研究結(jié)果顯示，兩組的輻射劑量無統(tǒng)計學(xué)差異。在不增加輻射劑量的前提下，使用較低濃度的對比劑即可降低患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，更重要的是可以減少并發(fā)癥的發(fā)生率，同時保證了圖像質(zhì)量，從而更好地滿足臨床診斷需求。

影響頸部CTA圖像質(zhì)量的因素較多，本研究中主要對不同管電壓及對比劑濃度等方面進(jìn)行了研究；國內(nèi)外研究顯示，患者本身的體重、體重指數(shù)等因素也會對圖像質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響［10-11］。因此需要進(jìn)一步增加樣本量，對各種因素做綜合分析。

總之，應(yīng)用低濃度對比劑（300m gI/ml）結(jié)合80kV管電壓及迭代重建算法能夠獲得滿意的頸部CTA圖像，值得臨床推廣應(yīng)用。

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