管電流自動補(bǔ)償在雙源CT下肢CTA降低輻射劑量的價值

1.廣東醫(yī)學(xué)院附屬南山醫(yī)院(廣東 深圳 518052)

2.深圳市蛇口人民醫(yī)院(廣東 深圳 518026)

薛水培1 萬素珍2 沈比先1姜 梅1 汪春榮1 張大波1保 蓮1

管電流自動補(bǔ)償在雙源CT下肢CTA降低輻射劑量的價值

1.廣東醫(yī)學(xué)院附屬南山醫(yī)院(廣東 深圳 518052)

2.深圳市蛇口人民醫(yī)院(廣東 深圳 518026)

薛水培1萬素珍2沈比先1姜 梅1汪春榮1張大波1保 蓮1

目的 探討雙源CT動態(tài)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)補(bǔ)償?shù)碗妷簰呙柙谙轮獵TA降低輻射劑量的價值；方法 回顧性的分析雙源CT下肢CTA患者64例，根據(jù)不同的掃描條件分常規(guī)組和實驗組各32例，應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)軟件分析兩組病例圖像質(zhì)量、CTDIvol、DLP、ED、SNR、CNR是否有統(tǒng)計學(xué)意義；結(jié)果 兩組病例圖像質(zhì)量、CTDIvol、DLP、ED、SNR、CNR常規(guī)組分別為：2.75±0.44、4.30±0.21、483.53±35.73、8.10±0.54、27.43±4.81、23.38±4.61；實驗組分別為：2.72±0.46、2.15±0.11、237.09±13.88、3.56±0.21、28.34±4.96、24.14±4.76。兩組圖像評分、SNR、CNR均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；CTDIvol、DLP、ED均有的統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，實驗組小于常規(guī)組約50%；結(jié)論 雙源CT動態(tài)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)管電流補(bǔ)償?shù)碗妷簰呙柙谙轮獵TA中降低輻射劑量效果明顯，是一個值得推廣的方法。

雙源CT；管電壓；動態(tài)管電流調(diào)節(jié);CT血管造影；輻射劑量.

雖然數(shù)字減影血管造影(Digtal Subtraction Angiogrphy，DSA)是檢查血管的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于其有創(chuàng)性，價格貴，并發(fā)癥較多等原因，DSA作為常規(guī)血管檢查尚不被普遍接受，且隨著CT的快速發(fā)展，CT血管造影成像快捷，價格相對便宜，并發(fā)癥較少等特點已得到臨床醫(yī)生及患者青睞，已經(jīng)是目前診斷血管疾病的常用手段，但隨著其臨床應(yīng)用的越來越多，輻射劑量問題也同時越來越受關(guān)注[1-3]；下肢CTA掃描范圍長、各段厚度和密度相差較大，全程用過高固定管電流、管電壓將造成不必要的輻射，或過低則影響圖像質(zhì)量，如何將管電壓與管電流優(yōu)化的結(jié)合至關(guān)重要。

本研究利用動態(tài)管電流動態(tài)調(diào)節(jié)(CARE DOSE 4D)技術(shù)，在最大降低管電壓情況下，探討其能否有效補(bǔ)償，在保證圖像質(zhì)量條件下達(dá)到降低輻射劑量的目的。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取我院2010年1月至2014年1月份64例雙下肢CTA成像患者(排除嚴(yán)重肝腎功能障礙、碘過敏試驗陽性病例)，隨機(jī)分成常規(guī)組和實驗組各32例；常規(guī)組：男22例，女10例，平均年齡61.3±12.24，平均體重指數(shù)23.1±0.22，平均掃描長度(991.28±146.68)mm；實驗組：男21例，女11例，平均年齡59.3±15.54，平均體重指數(shù)22.8±0.52，平均掃描長度(1006.44±114.59)mm。

1.2 檢查方法與參數(shù)選擇采用西門子雙源CT(SOMATOM

Definition CT，DSCT)，掃描范圍：從第3腰椎水平(包部分腹主動脈)向足端掃描至兩腳底。造影劑用碘帕醇(370mgI/mL)120mL，分兩次不間斷注射，首次80mL，流率4.0mL/s，其次40mL，流率3.0mL/s；造影劑注射完畢后注射生理鹽水50mL，流率4.0mL/s。應(yīng)用對比劑跟蹤技術(shù)(bolustracking)，在腘窩處選擇感興趣區(qū)進(jìn)行肉眼監(jiān)測，當(dāng)腘動脈造影劑顯影時手動觸發(fā)掃描。掃描條件：常規(guī)組管電壓120kV，管電流100mAs；實驗組管電壓80kV，擇選CARE DOSE 4D，參考管電流250mAs；兩組其他掃描條件均相同，準(zhǔn)直64mm×0.6mm，重建矩陣512×512，重建層厚0.75mm，重建間隔0.5mm，螺距1，重建視野185～200mm，濾波核(kernal)B26f。

1.3 圖像評價及噪聲測量將掃描所得數(shù)據(jù)傳至工作站(Syngo Circulation)進(jìn)行容積再現(xiàn)(VR)、多平面重建(MPR)、最大密度投影(MIP)、曲面重建(CPR)等重組，由兩位心血管組資深醫(yī)師利用雙盲法評價VR、MIP等圖像，進(jìn)行主觀分3段評分(如圖1)，第一段：從腹主動脈遠(yuǎn)端至髂總動脈髂內(nèi)外動脈分支處；第二段：髂總動脈髂內(nèi)外動脈分支處至腘動脈分脛前后動脈處；第三段：腘動脈分脛前后動脈處至以下部分；自定3分制進(jìn)行評分；3分：各級分支充分顯示，對比度好、管壁光滑銳利，無偽影；2分：各級分支顯示尚可、對比度尚可、管壁光滑度尚可；1分：各級分支顯示欠佳、對比度差、管壁光滑度差。

在軸位圖像上分別測量患者三處圖像衰減值和噪聲，A1：第3腰椎水平腹主動脈三層平均CT值及標(biāo)準(zhǔn)差(Standard Deviation，

SD)、兩側(cè)腰大肌平均CT值；A2：髂總動脈中段處三層平均CT值及SD，雙側(cè)臀大肌平均CT值；A3：脛后動脈兩側(cè)平均CT值及SD，雙側(cè)腓腸肌平均CT值。取動脈平均CT值代表信號強(qiáng)度，各處肌肉CT值代表背景組織信號強(qiáng)度，各標(biāo)準(zhǔn)差（SD）代表背景噪聲，感興趣區(qū)（ROI）肌肉處避開肌間隙，血管處確定位于動脈內(nèi)，避開鈣化及骨質(zhì)。兩組A1、A2、A3三處分別計算信噪比（Signal Noise Ratio，SNR=SI動脈/SD），對比信噪比（Contrast Noise Ratio，CNR=((SI動脈-SImuscle)/SD），SI動脈代表動脈CT，SImuscle代表肌肉CT值，SD代表背影噪聲值，并作記錄。

1.4 輻射劑量評估計算每位患者檢查結(jié)束后的掃描長度和記錄設(shè)備自動計算的CT容積劑量指數(shù)(CT Dose Index Volume，CTDIvol)、劑量長度乘積(Dose Length Product，DLP)，由DLP乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)K，得出有效劑量(Effective Dose ED)，K值參考美國醫(yī)學(xué)物理學(xué)家協(xié)會(American Association Physicists Medicine，AAPM)關(guān)于CT輻射劑的測量與報告表中成人盆腔為0.015[4]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析應(yīng)用SPSS17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析，計量數(shù)據(jù)以 ±S表示，兩位醫(yī)師評價圖像一致性應(yīng)用Kappa檢驗，Kappa值＞0.7一致性較好,Kappa值＜0.4一致性差；將兩組病例圖像評分、CTDIvol、DLP、ED，動脈三處SNR、CNR數(shù)據(jù)進(jìn)行獨立樣本t檢驗，P＜0.05有統(tǒng)計學(xué)意義，P＞0.05無統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

兩名醫(yī)師圖像評分一致較好，Kappa=0.76(Kappa＞0.7)；兩組患者性別、年齡、體重指數(shù)、掃描長度均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

兩組病例各三處CT值、噪聲詳見表1，各三處CT值、噪聲實驗組均稍大于常規(guī)組，但無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。

兩組圖像評分、CTDIvol、DLP、ED，兩組三處平均SNR、CNR詳見表2；圖像評分實驗組小于常規(guī)組，SNR、CNR實驗組大于常規(guī)組，但均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)；CTDIvol、DLP、ED實驗明顯小于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)。

3 討 論

由于CT能勝任人體任何部位的檢查，CT檢查國內(nèi)外均處上升趨勢，在CT發(fā)展的歷程中，其檢查的頻率在全球范圍內(nèi)成倍增長[5]，CT檢查產(chǎn)生的輻射劑量約占全部醫(yī)學(xué)輻射劑量的一半[6]，CT輻射劑量相關(guān)的有：管電壓、管電流、螺距、掃描范圍、準(zhǔn)直器寬度等等，與輻射劑量相關(guān)的因素同樣與圖像質(zhì)量息息相關(guān)，所以如何在保證圖像質(zhì)量前提下盡量的降低輻射劑量已經(jīng)成為CT研究的方向之一，而以管電流與管電壓調(diào)節(jié)效果較為顯著[1-3]，降低管電壓、管電流固定值，對于掃描長度較長，掃描范圍內(nèi)厚度、密度不同的部位可能不能做到掃描最優(yōu)化，如下肢CTA等。下肢CTA掃描范圍長，經(jīng)過性腺器官(射線高敏器官)，各段組織厚度相差較大(如盆腔與膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)處)，如以滿足近端(腹部、盆腔)設(shè)置全程掃描條件，中遠(yuǎn)端掃描條件過高，使被檢者接受不必要的輻射；而以滿足中遠(yuǎn)端設(shè)置全程掃描條件，可能造成近端圖像噪聲過大，甚至影響圖像質(zhì)量；又由于下降管電壓需成倍增加管電流才能保證圖像質(zhì)量，如果大輻降低管電壓成倍增加管電流可能不但不能降低輻射劑量，且可能影響圖像質(zhì)量，如果既要保證圖像質(zhì)量,又要降低輻射劑量,就必須選擇管電壓管電流最優(yōu)化的組合。

表1 兩組各三處CT值、噪聲統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)

表2 兩組圖像評分、CTDIvol、DLP、ED，兩組三處平均SNR、CNR統(tǒng)計分析：

本研究應(yīng)用最低管電壓結(jié)合動態(tài)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)(CARE DOSE 4D)，提高參考管電流(250mAs)，管電流一定范圍內(nèi)上下浮動輸出，較厚部位管電壓不足時試進(jìn)行管電流的補(bǔ)償以保證圖像質(zhì)量；較薄部位自動下降管電流輸出，以降低輻射劑量，做到根據(jù)不同厚度、密度管電壓和管電流最優(yōu)的結(jié)合。優(yōu)化與否勢在保證圖像質(zhì)量各項指標(biāo)(噪聲，信噪比等)：①針對性的選擇主動脈(腰圍部)、髂總動脈中段(臀圍部)兩處相對較厚位置和脛后動脈較遠(yuǎn)端位置進(jìn)行測量CT值和噪聲,計算信噪比、對比噪聲比，結(jié)果兩組圖像信噪比、對比噪聲比實驗組均大于常規(guī)組，CT值、噪聲、信噪比、對比噪聲比比較均無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05，表1和表2)，由上可見實驗組最低管電壓在掃描下肢CTA較厚部位時，CARE DOSE 4D對掃描條件的補(bǔ)償能力是足夠的，與常規(guī)掃描條件無明顯區(qū)別，能滿足臨床成像需要；②下肢各段厚度、密度相差較大，所以將厚度、密度相近位置(第一段：從腹主動脈遠(yuǎn)端至髂總動脈髂內(nèi)外動脈分支處；第二段：髂總動脈髂內(nèi)外動脈分支處至腘動脈分脛前后動脈處；第三段：腘動脈分脛前后動脈處至以下部分)進(jìn)行分段再進(jìn)行評分，圖像質(zhì)量評分兩組無明顯差異(圖2、圖3)，而CTDIvol、DLP、ED實驗組低于常規(guī)組（表2）,均有顯著的統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.01)，實驗組比常規(guī)組下降約50%；上述兩點可見管電流選用CARE DOSE 4D能在最低管電壓條件厚部位進(jìn)行條件補(bǔ)償，較薄部位自動下降管電流，最終在保證圖像質(zhì)量條件下降低輻射劑量，與胡偉[9]，李劍等[10，12]儲多研究相符，符合“ALARA”原則[8]。

圖1 圖像評分分段

圖2 實驗組：男性65Y，BMI：19.35

圖3 常規(guī)組：男性， 56Y，BMI：21.45

綜上所述動態(tài)管電流調(diào)節(jié)(CARE DOSE 4D)技術(shù)能在低管電壓情況下自動調(diào)整補(bǔ)償輸出，能做到不同厚度，不同密度、不同角度部位不同管電流的輸出，從而根據(jù)各部位具體情況最大限度的降低了掃描的輻射劑量，在不影響圖像質(zhì)量的前提下將被檢者輻射劑量降低約50%；CT掃描時較多部位均存在掃描范圍內(nèi)厚度，密度相差較大的情況，如頭頸CTA等適用此方法，該技術(shù)參數(shù)設(shè)置簡單、易于操作，輻射劑量下降明顯。

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Dual-source CT Using Tube Current Auto Compensatory Scan to Reduce Radiation dose of Lower Extremities CTA

XUE Shui-pei1, WAN Su-zhen2, SHEN Bi-xian1, et al., 1 Nanshan Hospital, Shenzhen 518052, China; 2 Shekou Hospital, Shenzhen 518026, China

ObjectiveTo investigate the dual-source CT Lower Extremities CTA using tube current auto Compensatory Low voltage scan to reduce radiation dose.MethodsA retrospective analysis of 64 cases of dual-source CT Lower Extremities CTA imaging data.According to the different points of the scanning conditions we divided routine group and experimental group 32 cases each. We applied statistical software to analysis two groups of cases the image quality,CTDIvol, DLP, ED, NR, CNR whether statistical significance.ResultsThe routine group respectively:2.75±0.44、4.30±0.21、483.53±35.73、8.10±0.54、27.43±4.81、23.38±4.61;The experimental group respectively:2.72±0.46、2.15±0.11、237.09±13.88、3.56±0.21、28.34±4.96、24.14±4.76;Two sets of image quality, SNR, CNR had no statistical significance (P＞0.05);Differences between the two groups CTDIvol, DLP, ED values are statistically significant(P＜0.01), the experimental group were decreased by approximately 50% compared to the routine group.ConclusionThe Dual-source CT Lower Extremities CTA using tube current auto Compensatory Low voltage scan to reduce radiation dose effect is obvious.It is a good method worthy of popularizing.

Dual Source CT, Tube Voltage, CARE DOSE 4D, Computed Tomography Angiography, Radiation Dose

R543.5; R445.3

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.035

沈比先

(本文編輯: 劉龍平)

2015-04-20