自然呼吸下小劑量對(duì)比劑CTPA診斷肺動(dòng)脈栓塞

竇瑞雨， 李想， 劉琨， 張麗君， 徐磊

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·肺栓塞影像學(xué)專題·

自然呼吸下小劑量對(duì)比劑CTPA診斷肺動(dòng)脈栓塞

竇瑞雨， 李想， 劉琨， 張麗君， 徐磊

目的：評(píng)估自然呼吸狀態(tài)下小劑量對(duì)比劑CT肺動(dòng)脈成像(CTPA)的可行性及診斷肺動(dòng)脈栓塞的價(jià)值。方法：64例臨床懷疑肺動(dòng)脈栓塞的患者行CTPA檢查，按隨機(jī)表分為A、B兩組：A組(n =32)，自然呼吸狀態(tài)下掃描，管電壓100kV，螺距3.2，對(duì)比劑為碘海醇(350 mg I/mL)25 mL；B組(n =32)，常規(guī)掃描模式，管電壓120 kV，螺距2.2，對(duì)比劑為碘帕醇(370 mg I/mL)。測(cè)量各級(jí)肺動(dòng)脈CT值、標(biāo)準(zhǔn)差(SD)、上腔靜脈CT值；計(jì)算肺動(dòng)脈主干及雙下肺動(dòng)脈基底支信噪比(SNR)、對(duì)比噪聲比(CNR)；記錄對(duì)比劑用量、容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)、有效輻射劑量(ED)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果：兩組肺動(dòng)脈各級(jí)分支CT值及兩下肺動(dòng)脈基底支SD值、SNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。A組肺動(dòng)脈主干、左右肺動(dòng)脈SD值高于B組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；A、B兩組肺動(dòng)脈主干SNR、CNR及左右下肺動(dòng)脈基底支CNR差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。A組上腔靜脈CT值[(469.93±196.22)HU]、對(duì)比劑用量(25.00mL)明顯低于B組[(870.72±426.87)HU、(49.47±7.56)mL]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)；A組CTDIvol、DLP、ED較B組明顯減低[(2.81±3.86) vs (5.65±1.14)，P=0.000；(86.25±0.40) vs (163.63±39.00)，P=0.000；(1.21±0.18)mSv vs (2.29±0.55)mSv，P=0.000]，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組共檢出肺動(dòng)脈栓塞24例(A組11例，B組13例)，兩組間陽性顯示率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；兩組上腔靜脈線束硬化偽影顯示率(A組9例，B組19例)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。結(jié)論：自然呼吸狀態(tài)下小對(duì)比劑用量CTPA檢查圖像質(zhì)量可滿足診斷要求，可減少上腔靜脈線束硬化偽影，降低對(duì)比劑用量及輻射劑量。

體層攝影術(shù)，X攝像計(jì)算機(jī)； 肺動(dòng)脈栓塞； 對(duì)比劑； 輻射劑量

肺動(dòng)脈栓塞(pulmonary embolism，PE)發(fā)病率逐年上升，病死率較高，目前無創(chuàng)性CT肺動(dòng)脈血管成像(CT pulmonary angiography，CTPA)已經(jīng)成為其影像診斷的首選方法[1]。由于對(duì)比劑腎病(contrast induced nephropathy，CIN)、電離輻射損傷與對(duì)比劑用量及CT輻射劑量密切相關(guān)，因此在圖像質(zhì)量滿足診斷要求的前提下，合理減少對(duì)比劑用量、輻射劑量以降低CIN、輻射損傷的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)顯得十分必要[2-4]。PE患者因呼吸困難、心衰、意識(shí)障礙或伴有聽力障礙、癡呆等情況不能配合屏氣，在常規(guī)CTPA掃描模式下有可能導(dǎo)致檢查失敗或圖像質(zhì)量差，本研究探討在自然呼吸狀態(tài)下，采用大螺距、小對(duì)比劑用量、低管電壓CTPA成像的可行性及其臨床應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.病例資料

搜集2016年3月-6月于我院行CTPA檢查的64例受檢者，隨機(jī)分為兩組:實(shí)驗(yàn)組(A組)32例，其中男20例，女12例，平均年齡(60.75±14.59)歲，體重(70.78±11.30) kg；對(duì)照組(B組)32例，其中男18例，女14例，平均年齡(57.00±16.60)歲，體重(72.60±13.45) kg。所有受檢者均簽署知情同意書，并排除碘過敏病史、嚴(yán)重腎功能不全。

2.檢查方法

CTPA檢查采用Siemens Somatom Definition Flash第二代雙源CT機(jī)，機(jī)架轉(zhuǎn)速0.28 s/r，應(yīng)用管電流調(diào)制技術(shù)(CareDose 4D，80～180 mAs)，采用原始數(shù)據(jù)迭代重建技術(shù)(sinogram-affirmed iterative reconstruction，SAFIRE)進(jìn)行圖像重建，重建層厚1 mm，層間隔0.6 mm，窗卷積核I30f。掃描范圍由胸廓入口至后肋膈角，方向由足至頭。

A組掃描參數(shù)：管電壓100 kV，螺距3.2，應(yīng)用對(duì)比劑跟蹤技術(shù)(bolus tracking technique，BTT)，感興趣區(qū)(region of interest，ROI)選擇肺動(dòng)脈主干，當(dāng)CT值達(dá)80 HU后，延時(shí)4 s自動(dòng)觸發(fā)掃描，對(duì)比劑采用碘海醇(350 mg I/mL，25 mL)，注射流速4.0 mL/s。B組掃描參數(shù)：管電壓120 kV，螺距2.2，對(duì)比劑采用碘帕醇(370 mg I/mL)，注射流率根據(jù)體質(zhì)指數(shù)(body mass index，BMI)確定：BMI<18 kg/m2時(shí)流率為4.0 mL/s，BMI為18～23 kg/m2時(shí)流率為4.3 mL/s，BMI為23～28 kg/m2時(shí)流率為4.6 mL/s，BMI>28 kg/m2時(shí)流率為5.0 mL/s。對(duì)比劑用量=注射流率×[延遲掃描時(shí)間-生理鹽水(30 mL)÷注射流率]。掃描前先應(yīng)用小劑量對(duì)比劑團(tuán)注測(cè)試法，即以相同流率注入對(duì)比劑、生理鹽水各15 mL，選擇肺動(dòng)脈主干、左心房層面作為監(jiān)測(cè)感興趣區(qū)，對(duì)比劑注射開始后延遲4 s、每隔1 s進(jìn)行感興趣區(qū)監(jiān)測(cè)掃描，將肺動(dòng)脈主干、左心房時(shí)間-密度曲線(DynEva方法)交叉點(diǎn)的時(shí)間設(shè)為CTPA檢查的延遲掃描時(shí)間。

3.圖像分析

由2位影像診斷醫(yī)師采用雙盲法對(duì)上述64例受檢者的CTPA圖像在工作站上通過容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)、多平面重組(multiplanar reformation，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)等后處理技術(shù)進(jìn)行重建并獨(dú)立分析，意見不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商取得一致意見。分別測(cè)量?jī)山M受檢者各級(jí)肺動(dòng)脈CT值、背部肌肉CT值標(biāo)準(zhǔn)差(SD值)、上腔靜脈(右肺動(dòng)脈水平)CT值， ROI選擇肺動(dòng)脈主干、左肺動(dòng)脈、右肺動(dòng)脈、背部肌肉組織截面積(1.4～1.6 cm2)，左、右下肺動(dòng)脈基底支、上腔靜脈(右肺動(dòng)脈水平)ROI占正常管腔2/3截面積(圖1～3)。計(jì)算肺動(dòng)脈主干及雙下肺動(dòng)脈基底支信噪比(signal to noise ratio，SNR)=(肺動(dòng)脈CT值/背部肌肉SD)、對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)=(肺動(dòng)脈CT值-背部肌肉CT值)/背部肌肉SD，采用各級(jí)肺動(dòng)脈SD值、CNR、SNR評(píng)價(jià)圖像噪聲[5]。記錄兩組出現(xiàn)上腔靜脈周圍條紋偽影的病例數(shù)、偽影程度(偽影局限在上腔靜脈周圍時(shí)不影響診斷，偽影放射至右肺動(dòng)脈和/或右上葉肺動(dòng)脈時(shí)影響診斷)及肺動(dòng)脈栓塞陽性例數(shù)(圖4～6)；記錄實(shí)驗(yàn)組肺動(dòng)脈呼吸運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生錯(cuò)層、斷層的病例數(shù)。記錄兩組對(duì)比劑用量、容積CT劑量指數(shù)(CT dose index volume,CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(dose length product，DLP)及有效輻射劑量(effective dose，ED)(ED=DLP×0.014)，本研究?jī)H統(tǒng)計(jì)對(duì)比劑用量、輻射劑量，不包括小劑量對(duì)比劑團(tuán)注測(cè)試。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié)　果

1.兩組受檢者年齡、體重差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，表1)；兩組肺動(dòng)脈CT值均>220 HU，A組CTPA圖像未發(fā)現(xiàn)各級(jí)肺動(dòng)脈呼吸運(yùn)動(dòng)偽影致錯(cuò)層、斷層，圖像質(zhì)量滿足診斷要求。

表1　兩組一般資料、線束硬化偽影、PE顯示率比較

2.兩組客觀圖像質(zhì)量比較

兩組病例肺動(dòng)脈各級(jí)分支CT值、兩下肺動(dòng)脈基底支SD值、SNR值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。A組肺動(dòng)脈主干、左、右肺動(dòng)脈SD值高于B組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，A組肺動(dòng)脈主干CNR及SNR、兩下肺基底支CNR低于B組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。兩組上腔靜脈CT值差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，表2)。

A組對(duì)比劑用量為固定25 mL，較B組對(duì)比劑用量[(49.47±7.56) mL]減少49.46%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。A、B兩組CTDIvol、DLP、ED差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，A組輻射劑量明顯低于B組。

表2　兩組客觀圖像質(zhì)量及輻射劑量比較

A組9例顯示上腔靜脈硬化偽影，B組19例，經(jīng)χ2檢驗(yàn)兩組顯示率差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=6.349，P=0.012)；A組檢出肺動(dòng)脈栓塞11例(陽性率34%)，B組檢出13例(陽性率41%)，經(jīng)χ2檢驗(yàn)兩組陽性率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.267，P=0.606,表1)。

討　論

隨著MSCT技術(shù)的發(fā)展，時(shí)間、空間分辨力明顯提高，成像時(shí)間進(jìn)一步縮短，西門子第二代雙源CT應(yīng)用Flash模式，螺距達(dá)3.2，CTPA掃描時(shí)間僅需0.75 s左右，本研究A組CTPA圖像未發(fā)現(xiàn)肺動(dòng)脈因呼吸運(yùn)動(dòng)或心臟運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生偽影的情況，說明自然呼吸狀態(tài)下大螺距CTPA成像技術(shù)是可行的[6]。常規(guī)CTPA檢查深吸氣后屏氣致胸腔內(nèi)壓力降低，使下腔靜脈(不含對(duì)比劑的血液)回流至右心房的血流量增加，從而稀釋了肺動(dòng)脈的對(duì)比劑濃度或造成對(duì)比劑混合不均勻，影響圖像質(zhì)量。急性肺動(dòng)脈栓塞臨床表現(xiàn)多樣，無特異性，極易誤診、漏診，患者不明原因的呼吸困難、肺動(dòng)脈高壓、暈厥高度提示急性肺動(dòng)脈栓塞可能，未經(jīng)診治的患者病死率達(dá)25%～30%[7]；在自然呼吸狀態(tài)下快速完成CTPA檢查，避免不能配合屏氣而導(dǎo)致檢查失敗，可及時(shí)明確診斷急性肺動(dòng)脈栓塞，提高患者生存率。

本研究中A組對(duì)比劑濃度為350 mg I/mL，低于B組(370 mg I/mL)，較低濃度對(duì)比劑可減輕對(duì)血管內(nèi)皮的損傷和腎臟功能損害。本研究A組較B組上腔靜脈CT值減低46.03%，兩組上腔靜脈線束硬化偽影顯示率及偽影影響診斷的程度差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(A組9例，其中2例偽影放射至右肺動(dòng)脈及右上肺動(dòng)脈周圍而影響診斷；B組19例，其中7例偽影放射至右肺動(dòng)脈及右上肺動(dòng)脈周圍而影響診斷)，A組上腔靜脈線束硬化偽影較少，圖像質(zhì)量較好。靜脈注射含碘對(duì)比劑后CIN發(fā)生率約為3%，CIN與對(duì)比劑用量相關(guān)，尤其糖尿病是CIN發(fā)生最為重要的相關(guān)危險(xiǎn)因素，小用量對(duì)比劑可降低CIN的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[8，9]；本研究A組對(duì)比劑用量為25 mL，較B組減少49.46%，既可降低CIN的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)又可減少患者的檢查費(fèi)用。

理論上輻射劑量與管電壓的平方呈正比，與管電流線性相關(guān)，可通過降低管電壓、管電流實(shí)現(xiàn)降低CTPA掃描輻射劑量的目的；同時(shí)在不同管電壓模式下的CTPA圖像中，肺動(dòng)脈強(qiáng)化程度相同的情況下，低管電壓較高管電壓可減少對(duì)比劑用量[10,11]。本研究A組采用100 kV管電壓及管電流調(diào)制技術(shù)，有效降低了輻射劑量。A組DLP、CTDIvol、ED較B組分別降低約47.29%、50.27%、47.29%；A組 ED約1.21 mSv，較戴穎鈺等[12]報(bào)道的ED(2.34～4.21 mSv)進(jìn)一步減低。但是隨著輻射劑量的降低，圖像噪聲隨之升高，本研究A、B兩組各級(jí)肺動(dòng)脈CT值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，A組肺動(dòng)脈主干、左右肺動(dòng)脈SD值高于B組，肺動(dòng)脈主干(CNR、SNR)、兩下肺基底支(CNR)低于B組，圖像噪聲主要影響肺動(dòng)脈主干、左右肺動(dòng)脈，對(duì)肺動(dòng)脈段級(jí)及以下分支影響不大。本研究采用SAFIRE技術(shù)，可減輕噪聲對(duì)肺動(dòng)脈圖像的影響，提高了CTPA圖像質(zhì)量[13]。本研究?jī)山M各級(jí)肺動(dòng)脈CT值及肺栓塞陽性顯示率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，診斷效能相近，因此，CTPA檢查選擇合適的掃描參數(shù)，可平衡輻射劑量與圖像質(zhì)量之間的關(guān)系。

綜上所述，采用自然呼吸狀態(tài)下小劑量對(duì)比劑CTPA檢查，可減輕上腔靜脈線束硬化偽影、降低輻射劑量及CIN的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，盡管圖像噪聲略有增高，但依然可滿足診斷要求，因此值得推廣。本研究中對(duì)比劑濃度仍然較高，有進(jìn)一步降低的可能(270 mg I/mL)。

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The application value of low contrast agent CT pulmonary angiography under natural breathing in diagnosis of pulmonary embolism

DOU Rui-yun，LI Xiang，LIU Kun，et al.

Radiology Department，Beijing Anzhen Hospital，Capital Medical University，Beijing 100029，China

Objective：The purpose of this study was to evaluate the feasibility and application value of low contrast agent CT pulmonary angiography in diagnosis of pulmonary embolism under free breathing.Methods: According to the random number table,a total of 64 patients with suspected pulmonary embolism were divided into two groups,group A (n=40) and group B (n=40),and underwent CT pulmonary angiography (CTPA).Group A underwent with 100kV,helical pitch (HP) 3.2 and 25mL of contrast medium (350mg I/mL) on free breathing mode.Group B underwent with 120kV,HP 2.2 and contrast medium (370mg I/mL) on routine breath-hold mode.The parameters including CT value and standard deviation (SD) in the different level of pulmonary artery (main pulmonary artery,left and right pulmonary artery,left and right inferior basal segment pulmonary artery) and CT value of superior vena cava (SVC) were measured.The signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR) of main pulmonary artery and bilateral inferior basal segment pulmonary artery were calculated.The amount of contrast agent,CT dose index volume (CTDIvol),dose length product (DLP) and effective dose (ED) were recorded.Statistical analysis was performed for the two groups.Results:There were no significant differences in CT value in different levels of pulmonary artery,SD and SNR of bilateral inferior basal segment pulmonary arteries (P>0.05).The SD in the main pulmonary artery and bilateral pulmonary arteries in Group A were higher than that in group B,the (SNR and CNR) in main pulmonary artery and the (CNR) in bilateral inferior basal segment pulmonary arteries which were lower in group A,with significant statistical difference (P<0.05).The CT value of SVC and amount of contrast agent in group A [(469.93±196.22)HU,(25.00±0.00)mL] were lower than those in group B [(870.72±426.87)HU,(9.47±7.56)mL],with significant statistical differences (P<0.01).The CTDIvol,DLP,and ED were lower in group A than those in group B [(2.81±3.86) vs (5.65±1.14),P=0.000；(86.25±0.40) vs (163.63±39.00),P=0.000；(1.21±0.18)mSv vs (2.29±0.55)mSv,P=0.000],with significant statistical differences (P<0.05).PE was found in 24 patients (11 in group A,13 in group B),however with no significant difference between the two groups (χ2=0.267,P=0.606).The iodine contrast agent sclerosis artifacts in SVC between two groups was noted with significant statistical difference (χ2= 6.349,P=0.012<0.05).Conclusion:The image quality on CTPA under free breathing and low contrast agent is satisfied.The iodine contrast agent sclerosis artifacts of superior vena cava,dosage of contrast medium and radiation are reduced.

Tomography,X-ray computed； Contrast agent； Radiation dose

100029北京，首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京安貞醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科

竇瑞雨(1982-)，男，北京人，主治醫(yī)師，主要從事心肺血管影像診斷工作。

R563.5; R814.42

A

1000-0313(2016)09-0808-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.09.003

2016-08-01)