自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)下不同管電壓及噪聲指數(shù)對(duì)下肢動(dòng)脈CTA患者輻射劑量的影響

趙小英 趙金影 吳興旺 陳 堅(jiān) 劉 斌

安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，安徽合肥 230022

CT 下肢血管成像由于具有較高的診斷敏感性及特異性，越來越廣泛應(yīng)用于臨床，如何減少輻射損害一直以來都是臨床備受關(guān)注的問題之一。該研究通過在保證圖像質(zhì)量的情況下，探討不同低管電壓及噪聲指數(shù)對(duì)輻射劑量的影響。選取2013年1月—12月就診于該院的下肢血管病變患者72 例為研究對(duì)象，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取就診于該院的下肢血管病變患者72 例，男39 例，女33 例，年齡18～88 歲，體質(zhì)質(zhì)量指數(shù)18～25kg/m2。將受檢者隨機(jī)分為3 組，每組24 例： A 組：男15 例，女12 例，年齡18～88 歲；B組男12 例，女12 例，年齡51～78 歲；C 組47～83 歲。3 組間年齡、性別及BMI 差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。檢查前所有患者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

所有患者CTA 檢查采用GE 公司生產(chǎn)的Discover y CT750HD能譜CT 進(jìn)行掃描。患者取仰臥位，足先進(jìn)。使用單筒高壓注射器經(jīng)以流率4 mL/s 流率注射對(duì)比劑歐乃派克 （300 mgI/mL）100 mL。在腹主動(dòng)脈右腎動(dòng)脈開口層面設(shè)定一個(gè)感興趣區(qū)（ROI），觸發(fā)閾值為100HU。掃描參數(shù)：A、B、C 3 組管電壓及噪聲指數(shù)分別為100 kV、15，80 kV、15 及100 kV、20，應(yīng)用自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)(ATCM)，電流0~300 mAs，層厚5 mm，重組層厚0.625 mm，高清掃描模式。

1.3 影像重組及分析

所有圖像傳至GE ADW4.4 工作站進(jìn)行后處理，包括多曲面重建（CPR），容積再現(xiàn)（VR）及最大密度投影（MIP）等方法觀察血管樹。測(cè)量腹主動(dòng)脈、髂總動(dòng)脈、股動(dòng)脈、腘動(dòng)脈4 個(gè)層面動(dòng)脈增強(qiáng)CT 值。ROI 面積盡可能接近血管管腔面積，取臨近肌肉CT 值的標(biāo)準(zhǔn)差為圖像噪聲，并計(jì)算動(dòng)脈對(duì)比噪聲比（CNR）及信噪比（SNR）。CNR=(ROIa-ROIb)/SD；SNR=ROIa/SD （ROIa 為血管CT值，ROIb 為背景肌肉CT 值，SD 為圖像噪聲）。由2 名醫(yī)師采用盲法對(duì)圖像質(zhì)量分別進(jìn)行評(píng)價(jià)。采用5 分評(píng)分法對(duì)下肢動(dòng)脈圖像。1 分：圖像質(zhì)量差，不能診斷；2 分：圖像質(zhì)量較差，尚可診斷；3 分：圖像質(zhì)量一般，不影響診斷；4 分：圖像質(zhì)量良好，可明確診斷；5 分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，可明確診斷。

1.4 輻射劑量

系統(tǒng)依據(jù)所設(shè)置的掃描參數(shù)自動(dòng)計(jì)算出容積CT 劑量指數(shù)（CTDIvol）、劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）。根據(jù)DLP 計(jì)算有效劑量（ED），ED=k×DLP，k 為組織權(quán)重因子,k 值為0.019，為歐盟委員會(huì)推薦的成人骨盆權(quán)重因子。

1.5 統(tǒng)計(jì)方法

使用SPSS13.0 軟件對(duì)研究數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。采用單因素方差分析比較3 組圖像動(dòng)脈CT 值、 噪聲、CNR、SNR 及輻射劑量，圖像評(píng)分一致性采用Kappa 檢驗(yàn)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量

3 組下肢動(dòng)脈重組圖像顯示均較好，甲、乙兩評(píng)分一致性較好（Kappa=0.622）。動(dòng)脈CT 值、SNR、CNR 及圖像噪聲測(cè)量結(jié)果見表1。

表1 各組血管CT 值、SNR、CNR、噪聲及輻射劑量測(cè)量結(jié)果（±s）

表1 各組血管CT 值、SNR、CNR、噪聲及輻射劑量測(cè)量結(jié)果（±s）

腹主動(dòng)脈（HU）髂總動(dòng)脈（HU）股動(dòng)脈（HU）腘動(dòng)脈（HU）SNR CNR噪聲CTDIvol（mGy）DLP（mGy·cm）ED（mSv）參數(shù)406.5±75.9 387.1±68.6 359.4±64.2 310.7±45.9 25.5±4.6 21.8±4.5 14.1±1.4 3.33±0.7 420.4±87.3 7.9±2.1 A 組532.7±94.5 520.3±80.1 493.7±80.9 439.8±57.4 36.4±8.6 32.2.7±8.0 13.8±2.0 2.53±0.5 309.4±85.9 5.9±1.6 B 組387.9±46.4 389.4±49.8 347.1±72.2 290.8±59.3 22.6±5.5 19.2±5.4 15.8±1.8 1.65±0.5 201.4±71.8 3.8±1.3 C 組26.517 30.761 29.913 31.536 6.350 29.566 30.427 42.539 34.474 34.374 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000 0.000檢驗(yàn)值 P 值

3 討論

下肢CTA 對(duì)于臨床診斷動(dòng)脈粥樣硬化及動(dòng)脈硬化閉塞癥等基本病變具有較高的準(zhǔn)確性和敏感性，是一種可靠且準(zhǔn)確的下肢動(dòng)脈疾病的檢查手段[1]。CT 的應(yīng)用遵循合理使用低劑量（as low as reasonably achievable，ALARA）[2]原則。如何在保證圖像質(zhì)量的前提下，進(jìn)一步降低輻射劑量一直以來都是國(guó)內(nèi)外關(guān)注熱點(diǎn)。

將管電壓降低，可以增加含對(duì)比劑血管的CT 值。因?yàn)镃T 圖像中組織結(jié)構(gòu)的CT 值取決于X 線光子的組織密度和能量水平。Huda[3]等研究發(fā)現(xiàn)，將管電壓降低，則發(fā)射的X 線光子能量下降，當(dāng)光子能量水平接近含有高原子序數(shù)的組織或結(jié)構(gòu)(如骨、含碘的血管或組織)時(shí)，光電效應(yīng)加大。因此，當(dāng)管電壓由100 kV(p)降低到80 kV (p) 時(shí)，X 線的能量更接近對(duì)比劑碘原子K 層結(jié)合能33.2 keV，其產(chǎn)生的光電效應(yīng)更強(qiáng)，相應(yīng)所得CT 值也就越高。該研究中，B 組血管CT 強(qiáng)化值較A 組及C 組顯著增加，血管與周邊軟組織的對(duì)比度加大。管電壓降低提高了血管CT 強(qiáng)化值，圖像CNR 及SNR 也有所提高，與Wei-lan Zhang 等[4,5]研究結(jié)果一致。

輻射劑量受管電流、管電壓、螺距和掃描范圍等多種參數(shù)的影響，改變這些參數(shù)均可降低劑量。X 射線強(qiáng)度與X 射線管的管電壓及管電流呈正相關(guān)，因此，僅降低管電壓或降低管電流均可有效降低輻射劑量[6]。而該研究結(jié)果中，B 組管電壓較A 組降低，兩組輻射劑量卻未見減低，這是因?yàn)檠芯渴褂昧俗詣?dòng)管電流調(diào)節(jié)(automatic tube current modulation，ATCM)技術(shù)，其在設(shè)定管電壓及噪聲指數(shù)條件下，根據(jù)患者掃描厚度實(shí)時(shí)調(diào)整管電流以獲得相同質(zhì)量的圖像[7-8]。下肢動(dòng)脈掃描所覆蓋組織厚度差異較大，使用ATCM 可以根據(jù)體厚調(diào)節(jié)管電流，該研究設(shè)定A、B 組噪聲指數(shù)相同，當(dāng)B 組管電壓降低時(shí)，為了達(dá)到所設(shè)定噪聲指數(shù)條件，掃描儀自動(dòng)升高管電流值，因此B 組輻射劑量仍未降低。

當(dāng)管電壓降低時(shí)，圖像噪聲增加，而CT 圖像噪聲主要影響軟組織之間的對(duì)比度，下肢CTA 強(qiáng)化的血管與周圍軟組織之間本身具有較高的對(duì)比度，因此受到的影響較小。該研究中，3 組間B 組管電壓最低，而噪聲最高；A、C 兩組管電壓相同，但噪聲指數(shù)不一，C 組噪聲指數(shù)高，圖像噪聲高，但3 組間CNR 及SNR 并未減低，說明噪聲增加對(duì)于下肢血管的對(duì)比影響較小。同時(shí)，提高C組噪聲指數(shù)可以明顯降低改組輻射劑量，說明犧牲圖像噪聲有益于減少患者所接收的輻射劑量，與王益剛等[9]研究結(jié)果一致。

該研究的不足：未對(duì)下肢動(dòng)脈病變的檢出進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析；且未能根據(jù)不同患者的BMI 對(duì)對(duì)比劑注射速率及注射劑量相應(yīng)調(diào)整，可能會(huì)對(duì)血管強(qiáng)化程度產(chǎn)生一定影響，在今后的研究中加以改進(jìn)。

綜上所述，下肢CTA 使用自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)時(shí)，降低管電壓增加圖像質(zhì)量，增加噪聲指數(shù)則降低患者所受輻射劑量。

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