能譜單能量結(jié)合低劑量對(duì)比劑與常規(guī)CT增強(qiáng)掃描在門靜脈成像中的對(duì)比研究

馬春玲，陳曉俠，雷雨欣，張喜榮，賈永軍，田欣，田騫

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能譜單能量結(jié)合低劑量對(duì)比劑與常規(guī)CT增強(qiáng)掃描在門靜脈成像中的對(duì)比研究

馬春玲，陳曉俠，雷雨欣，張喜榮，賈永軍，田欣，田騫

【摘要】目的：探討能譜單能量（60 ke V）結(jié)合低劑量對(duì)比劑方案在門靜脈成像中的應(yīng)用價(jià)值。方法：將50例行腹部CT增強(qiáng)的患者隨機(jī)分為A、B兩組（每組各25例），均采用非離子型對(duì)比劑優(yōu)維顯370（370 m g I／m L）。A組行寶石能譜成像（GSI）掃描（60 ke V），對(duì)比劑用量為0 .9 m L／kg；B組行常規(guī)CT增強(qiáng)掃描（120 k Vp），對(duì)比劑用量1 .3 m L／kg。采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)對(duì)A、B兩組的門靜脈CT值、噪聲、肝內(nèi)、外門靜脈對(duì)比噪聲比（CNR）、主觀質(zhì)量評(píng)分、容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）及有效輻射量（ED）進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果：A組的門靜脈主干、左支及右支的CT值均高于B組（P均＜0 .05）；A組的門靜脈主干、左支及右支的噪聲均低于B組（P均＜0 .05）；A組的肝內(nèi)門靜脈CNR高于B組（P= 0 .03＜0 .05）；A、B組肝外門靜脈CNR無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P= 0 .90＞0 .05）。A組的主觀評(píng)分（4 .49±0 .64）稍高于B組（4 .35± 0 .65），但兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P= 0 .41）。A、B組的CTDIvol及ED均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P= 0 .12，P= 0 .58），A組的對(duì)比劑碘攝入量［（23 .06±3 .18）g］較B組［（30 .49±4 .99）g］約較少25 %（P＜0 .001）。結(jié)論：在輻射量相當(dāng)?shù)臈l件下，單能量GSI結(jié)合低劑量對(duì)比劑在門靜脈成像中優(yōu)于常規(guī)CT增強(qiáng)掃描，且對(duì)比劑碘攝入量減少約25 %。

【關(guān)鍵詞】體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；對(duì)比劑；輻射劑量；門靜脈

作者單位：712000 陜西，陜西中醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院CT室

近年來，多層螺旋CT門靜脈血管成像（CTportal venography，CTPV）作為無創(chuàng)、經(jīng)濟(jì)、快速的門靜脈檢查方法受到臨床醫(yī)生的青睞［1］。由于門靜脈為回流血液，加之設(shè)備、技術(shù)及個(gè)體因素等影響，僅僅靠掃描時(shí)期來顯示成像效果，可能會(huì)有不盡理想之處；增加對(duì)比劑的用量可以提高門靜脈的顯示，但是也會(huì)產(chǎn)生一定的毒副作用［2，3］。鑒于此，本文擬利用寶石能譜技術(shù)，即在40～140 ke V共101個(gè)點(diǎn)中選取較好的單能量結(jié)合低對(duì)比劑用量，在不影響診斷的情況下，以改善門靜脈的成像質(zhì)量。

材料與方法

1 .一般材料

搜集2014年1月- 4月擬在我院行腹部CT增強(qiáng)掃描的患者50例，其中男28例，女22例，年齡41～83歲。將50例患者隨機(jī)分為A、B兩組，每組各25例。A組平均（58 .90±12 .33）歲，BMI（21 .45±2 .85）kg／m2；B組平均（52 .63±10 .23）歲，BMI（21 .43±1 .90）kg／m2。50例患者中，陰性患者3例、肝臟海綿狀血管瘤10例、肝臟囊腫15例、肝臟血管瘤12例、肝腺瘤2例、膽囊結(jié)石8例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥18周歲；②無影響肝臟血供的心、腎及大血管等疾患；③肝功能及相關(guān)惡性腫瘤指標(biāo)正常；④無影響肝供血?jiǎng)用}及引流靜脈的病變?；颊哌M(jìn)行掃描前均由家屬簽署知情同意書，所有檢查均在醫(yī)院倫理委員會(huì)的監(jiān)督下進(jìn)行。

2 .設(shè)備與方法

采用GE寶石能譜CT（GEDiscovery CT750 HD）設(shè)備?；颊呷⊙雠P位，足先進(jìn)，檢查前口服溫水1000 m L，分2次飲用，間隔5 min。掃描范圍從膈上2 cm至雙腎下極水平，并對(duì)甲狀腺及盆腔進(jìn)行防護(hù)。對(duì)比劑均采用優(yōu)維顯370（370 m g I／m L）。A組行寶石能譜成像（gemstone spectral imaging，GSI）增強(qiáng)掃描（單能量為60 ke V），對(duì)比劑用量為0 .9 m L／kg，掃描協(xié)議根據(jù)常規(guī)120 k Vp m ATable個(gè)性化選擇；B組為常規(guī)CT增強(qiáng)掃描（混合能量120 k Vp），對(duì)比劑用量為1 .3 m L／kg，掃描協(xié)議為NI10 - 5 m m自動(dòng)選擇，對(duì)比劑由德國Ulrich雙筒高壓注射器從肘中靜脈注入，分別行動(dòng)脈期、靜脈期及延遲期掃描。兩組掃描時(shí)間（門靜脈期65 s）及注射總時(shí)間（25 s）相同，根據(jù)總對(duì)比劑劑量計(jì)算流率，以相同的流率注射后續(xù)鹽水20 m L。

掃描參數(shù)：A組GSI掃描協(xié)議，兩種不同的電壓（80 k V和140 k V），探測(cè)器寬度40 m m，螺距1 .375，層厚5 m m，間隔5 m m，轉(zhuǎn)速為0 .8 s／r；B組自動(dòng)電流，電壓120 k V，探測(cè)器寬度40 m m，螺距1 .375，層厚5 m m，間隔5 m m，轉(zhuǎn)速為0 .8 s／r，噪聲指數(shù)為10。

3 .圖像處理及數(shù)據(jù)分析

圖像處理：采用50 %適應(yīng)性統(tǒng)計(jì)迭代重建（adaptive statistical iterative reconstruction，ASiR）技術(shù)重建A、B組的門靜脈期圖像（層厚1 .25 m m），而后傳入AW4 .6工作站。利用GSIviewer軟件進(jìn)行肝臟及門靜脈最佳CNR分析，分別測(cè)量距分叉2 cm處門靜脈主干、左支及右支的CT值及噪聲（SD值），于同層面測(cè)量豎脊肌及兩處肝實(shí)質(zhì)的CT、SD值，要求感興趣區(qū)（ROI）居中，避開干擾，ROI形態(tài)及位置盡量保持一致。兩組均采用最大密度投影（MIP）及容積再現(xiàn)（VR）后處理，對(duì)所有病例的門靜脈系統(tǒng)進(jìn)行血管三維重組，包括門靜脈主干及其分支、腸系膜上靜脈、脾靜脈的顯示。

圖像客觀評(píng)價(jià)：根據(jù)公式（1）分別計(jì)算肝內(nèi)、外門靜脈對(duì)比噪聲比（contrast to noise ratio，CNR），其中CT值門靜脈代表門靜脈的CT值，CT值肝實(shí)質(zhì)代表同層面肝實(shí)質(zhì)的CT值，SD豎脊肌代表同層面豎脊肌的SD［4］。

圖像主觀評(píng)價(jià)：由2名有經(jīng)驗(yàn)的影像科主治醫(yī)師采用5分值評(píng)分法對(duì)兩組圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：門靜脈光滑度及對(duì)比度顯示清晰、邊緣銳利、對(duì)比度清晰計(jì)5分；邊緣有污染、對(duì)比度良好、不影響診斷計(jì)4分；顯示模糊，不影響診斷計(jì)3分；顯示模糊，影響診斷計(jì)2分；邊緣出現(xiàn)鋸齒，對(duì)比度差、且影響診斷計(jì)1分；二者意見不一致時(shí)，經(jīng)協(xié)商達(dá)成一致意見。

輻射量：分別記錄A、B兩組的容積CT劑量指數(shù)（CTdose index volu me，CTDIvol）及劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP），根據(jù)公式有效輻射量（effective dose，ED）= DLP×k計(jì)算兩組的ED，其中k為換算因子，本研究中k取0 .015 m Sv／（m Gy·cm）。

對(duì)比劑碘攝入量：根據(jù)公式碘攝入量（g）=對(duì)比劑濃度（m g I／m L）×對(duì)比劑用量（m L／kg）×體重（kg）× 0 .001分別計(jì)算A、B兩組的碘攝入量。

5 .統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

結(jié) 果

A、B兩組患者的年齡、體質(zhì)量指數(shù)（BMI）、CTDIvol、ED均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P均＞0 .05）；A組對(duì)比劑碘攝入量［（23 .06±3 .18）g］較B組［（30 .49± 4 .99）g］約降低25 %（P＜0 .05，表1）。

表1　A、B組的年齡、BMI、輻射量、對(duì)比劑用量比較

A、B兩組的門脈主干、左支、右支的CT值及噪聲值，門靜脈肝內(nèi)、外段CNR和主觀評(píng)分見表2。A、B組門靜脈肝內(nèi)段CNR有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0 .05）；門靜脈肝外段CNR無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P= 0 .90）；A組的門靜脈主干、左支、右支的CT值及SD值均較B組有明顯優(yōu)勢(shì)（P均＜0 .05）；A、B組的門靜脈肝外段CNR及主觀評(píng)分均無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P均＞0 .05）。A、B兩組的圖像見圖1、2。GSIviewer顯示門靜脈與肝實(shí)質(zhì)的最佳CNR在60 ke V左右（圖3）。

討 論

1 .低對(duì)比劑用量在臨床中的應(yīng)用價(jià)值

本研究預(yù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將研究組對(duì)比劑設(shè)為2組，第1組對(duì)比劑用量為0 .8 m L／kg（10例），第2組為1 .0 m L／kg（10例）。注射對(duì)比劑時(shí)，第1組比第2組全身發(fā)熱率及程度輕，但強(qiáng)化CT值較低，質(zhì)量有所下降，所以本研究對(duì)比劑用量取中間值，即0 .9 m L／kg。CTPV是目前臨床評(píng)價(jià)門靜脈的主要手段［5，6］，采用高對(duì)比劑用量已成為提高CTPV圖像質(zhì)量的主要方法。由于門靜脈為回流血，受諸多因素影響，應(yīng)用高劑量對(duì)比劑在理論上可改進(jìn)CTPV的圖像質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)增加副作用。臨床上的對(duì)比劑用量一般＞0 .9 m L／kg［7］，為高滲對(duì)比劑，在體內(nèi)以原形由腎小球?yàn)V過而不被腎小管吸收，脫水時(shí)該對(duì)比劑在腎內(nèi)的濃度增高，一方面可引起腎血管收縮，腎臟血流量減少，導(dǎo)致腎臟缺血；另一方面可使腎血流中的紅細(xì)胞皺縮、變形、血粘度增高，使腎血流速度減慢、瘀滯，發(fā)生腎臟缺血缺氧性損傷，從而導(dǎo)致腎灌注不足，腎小球?yàn)V過率降低，發(fā)生少尿［2］，最終加大腎毒性的發(fā)生幾率，所以在滿足診斷要求的前提下，減少對(duì)比劑用量顯得尤為重要。本研究中，單能量組對(duì)比劑碘攝入量較常規(guī)組減少25 %。為了減小注射方案對(duì)本研究的影響，使用固定的掃描時(shí)間以及注射總時(shí)間，門靜脈延遲時(shí)間為動(dòng)脈期后30 s，與胡毅等［8］研究成果一致。

2 .單能量GSI的臨床應(yīng)用

CT值量化了物質(zhì)對(duì)X線的衰減系數(shù)，所謂常規(guī)CT值一般指混合能量成像［9］。傳統(tǒng)CT只能用80～140 k V的球管峰電壓產(chǎn)生混合能量X線，而后通過人體衰減后計(jì)算出混合能量X線混合衰減系數(shù)得到混合能量圖像，而能譜CT可以在小于0 .5 ms的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行80和140 k V高低電壓瞬時(shí)切換，X球管幾乎同時(shí)產(chǎn)生兩種混合能量的X線。X線穿過人體后被探測(cè)器吸收并得到兩組不同的能量數(shù)據(jù)，且這兩組數(shù)據(jù)具有很好的一致性，因此可進(jìn)行空間數(shù)據(jù)投影到物質(zhì)密度投影的轉(zhuǎn)換。因?yàn)橐阎偷獾奈障禂?shù)隨能量變化的關(guān)系，從而進(jìn)一步將這種吸收效率轉(zhuǎn)化為兩種不同的物質(zhì)密度。通過這兩種物質(zhì)的質(zhì)量吸收函數(shù)隨能量變化的關(guān)系和密度值，就能計(jì)算出感興趣物質(zhì)在各種單能量點(diǎn)中對(duì)X射線的吸收，從而真正實(shí)現(xiàn)CT的單能量成像［5］。基于臨床對(duì)圖像質(zhì)量和密度分辨力的需求，能譜CT能夠提供40～140 ke V共101個(gè)單能量點(diǎn)的圖像，而其中低單能量可用于血管的優(yōu)化成像，提高圖像的密度分辨力，增強(qiáng)顯示碘的匯聚［10］。因?qū)毷茏VCT750僅60 ke V以上可采用ASiR，而ASiR是改善圖像質(zhì)量最好的技術(shù)。本研究使用能譜分析亦顯示，門靜脈與肝實(shí)質(zhì)的最佳CNR在60 ke V左右。

本組研究中，單能量GSI在門脈強(qiáng)化程度及降低圖像噪聲上較常規(guī)CT增強(qiáng)掃描有明顯優(yōu)勢(shì)；在有效輻射量相當(dāng)?shù)那闆r下前者門靜脈肝內(nèi)段CNR較后者高；而兩者主觀質(zhì)量評(píng)分無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0 .05）。

本研究在降低對(duì)比劑用量的條件下，保證血管對(duì)比度的質(zhì)量，也兼顧了圖像的噪聲，所以能譜單能量結(jié)合低對(duì)比劑用量對(duì)門靜脈的顯示有重要的應(yīng)用價(jià)值，值得推廣。GSI由于高、低電壓瞬時(shí)切換受到物理?xiàng)l件的限制，不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)毫安功能，當(dāng)身體體質(zhì)指數(shù)（BMI）較小的患者進(jìn)行掃描時(shí)，初期630 m A管電流的劑量還是有點(diǎn)高［11］，如何在不影響圖像質(zhì)量的前提下，降低射線劑量有待進(jìn)一步研究。

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Clinical value of usinglower contrast mediu m dose with spectralimagingin portal venography：comparison with the convention-al 120k Vp imaging protocol

MAChun-ling，CHENXiao-xia，LEIYu-xin，et al.Department of CT，the Affiliated Hospital of Shanxi University of Chinese Medicine，Shanxi 712000，P.R.China

【Abstract】Objective：To evaluate the clinical value of co m bining 60ke Vin spectral CTwith lower contrast mediu m dose protocol of 0 .9 m L／kg in portal venography .Methods：50 abdo minal CTpatients were divided rando mly into 2 groups：Group A（n = 25）using 60ke Vspectral CTwith 0 .9 m L／kg contrast injection protocol；Group B（n = 25）using 120k Vp with 1 .3 m L／kg .CTnu m ber and noice of the portal vein，left and right branches，liver parenchy ma and erector spinae on the 120k Vp and 60ke Vspectral CTimages were measured .Contrast to noise-ratio（CNR）for intra-hepatic and extra-hepatic portal veins was calculated by tcheck .Image quality was evaluated using 5-point scores .Results：CTvalue of the portal vein，left and right branches with 60ke Vspectralimages was higher than that with 120k Vp images（P＜0 .05）.Noice of the portal vein，left and right branches with 60ke Vspectralimages was lower than that with 120k Vp images（P＜0 .05）.CNRvalue for the intrahepatic portal vein with 60ke Vspectralimages was higher than that with 120k Vp images（P= 0 .03＜0 .05）. CNRvalues for the extrahepatic portal veins were the same（P= 0 .90＞0 .05）.Subjectively evaluated image quality，CTDIvol and effective dose（m Sv）of both groups had no statistical differences（P= 0 .41、P= 0 .12、P= 0 .58）.Conclusion：The 60ke Vspectralimages provide better or equalimage quality as the 120k Vp images in portal venography with similar radiation dose but 25 % lower contrast mediu m dose .

【Key words】To m ography，X-ray co m puted；Contrast mediu m；Radiation dosage；Portal vein

收稿日期：（2015-07-16 修回日期：2015-09-30）

作者簡(jiǎn)介：馬春玲（1987 -），女，陜西咸陽人，技師，主要從事CT影像技術(shù)工作。

DOI：10 .13609／j.cnki.1000-0313 .2016 .02 .020

【中圖分類號(hào)】R814 .42；R816 .2

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】1000-0313（2016）02-0179-04