雙低MSCT技術(shù)對非肥胖患者門脈成像的臨床研究

王輝， 韓宇欣， 湯漪凡， 于長路， 姜濤， 劉金夢

?

·影像技術(shù)學(xué)·

雙低MSCT技術(shù)對非肥胖患者門脈成像的臨床研究

王輝， 韓宇欣， 湯漪凡， 于長路， 姜濤， 劉金夢

目的：探討聯(lián)合應(yīng)用低管電壓和低對比劑方案用于非肥胖患者門靜脈成像(MSCTP)的可行性。方法：納入接受MSCTP、體質(zhì)量指數(shù)≤25 kg/m2的患者160例，采用數(shù)字法隨機分為2組，每組80例。常規(guī)組管電壓為120 kVp，對比劑用量為1.2 mL/kg，雙低組管電壓為80 kVp，對比劑用量為1.0 mL/kg。采用獨立樣本t檢驗比較各組CT劑量容積指數(shù)(CTDIvol)、有效管電流(mAs)、劑量長度乘積(DLP)、有效輻射劑量(ED)和對比劑用量、肝實質(zhì)CT值(CTH)、門靜脈CT值(CTp)、圖像噪聲(SD)、肝實質(zhì)SNR(SNRH)、門靜脈與肝實質(zhì)CNR(CNRp)的差異；采用秩和檢驗比較兩組圖像評分。采用Kappa檢驗兩位醫(yī)師評分結(jié)果一致性。結(jié)果：雙低組CTDIvol[(4.59±1.03) mGy]低于常規(guī)組CTDIvol[(7.50±1.45) mGy(P<0.05)]，均有統(tǒng)計學(xué)差異;雙低組ED[(1.71±0.50) mSv]低于常規(guī)組[(2.75±0.67) mSv(P<0.05)]；雙低組平均輻射劑量比常規(guī)組減少了1.05 mSv，減少38.09%；雙低組圖像質(zhì)量評分(3.93±0.88)高于常規(guī)組[(3.33±0.81)，有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)]；雙低組CTH和CTp分別為(126.74±30.59)和(223.78±45.85) HU均明顯高于常規(guī)組(95.60±15.89)和(161.47±25.37) HU，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；雙低組SD(24.61±2.77) HU高于常規(guī)組(1.65±3.38) HU,P<0.05]，雙低組SNRH為(5.20±1.24) HU低于常規(guī)組SNRH(7.00±2.44) HU，差異有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，但是雙低組門靜脈與肝實質(zhì)CNRp為(4.33±0.97) HU與常規(guī)組(4.67±1.44) HU比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；雙低組平均對比劑用量為(66.56±2.48) mL顯著低于常規(guī)組[(80.48±2.97 ) mL(P<0.05)]，雙低組平均造影劑用量較常規(guī)組減少17.30%。結(jié)論：采用80 kVp低管電壓結(jié)合低劑量和對比劑方案對非肥胖患者進(jìn)行MSCTP能降低輻射劑量和對比劑用量并進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量。

體層攝影術(shù)，X線計算機； 血管造影術(shù)； 輻射劑量； 對比劑

了解門靜脈的解剖結(jié)構(gòu)及不同的分型對于治療肝臟疾病及介入治療門靜脈高壓和外科腫瘤切除術(shù)前評估非常重要[1]，肝臟CT 多期增強掃描可以用于評價肝內(nèi)門靜脈高壓情況及由此產(chǎn)生的側(cè)支循環(huán)[2]。CT門靜脈成像這種造影技術(shù)在肝臟檢查中已經(jīng)可以取代數(shù)字化血管造影[3]。門靜脈與周圍組織對比較小，為了提高成像質(zhì)量，以往通常會提高對比劑用量及加快對比劑注射速率，這樣雖然可提高門靜脈成像效果，但同時增加造影劑用量會增加了對比劑不良反應(yīng)的發(fā)生率[4]。并且輻射劑量越來越受到關(guān)注，有研究顯示，公眾照射劑量每增加1 Sv，癌癥發(fā)生率將增加4.1%[5]，所以如何在滿足診斷需求的前提下，盡可能減少輻射劑量成為了亟待解決的關(guān)鍵問題。采用低管電壓技術(shù)血管成像技術(shù)可以降低輻射劑量并同時減少對比劑用量[6,7]。本研究討論低管電壓聯(lián)合低對比劑方案MSCT門脈成像(multislice spiral CT portography，MSCTP)的應(yīng)用價值。

材料與方法

1.一般資料

搜集我院2014年5月-2015年3月接受MSCTP的患者160例，體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)≤25 kg/m2的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①介入術(shù)后或射頻消融術(shù)后;②腹腔內(nèi)有內(nèi)置物,偽影嚴(yán)重;③肝先天性血管畸形、急性門靜脈炎、肝移植、肝硬化斷流分流手術(shù)術(shù)后、布-加氏綜合癥、骨髓增生性疾病。采用數(shù)字法隨機分為2組，常規(guī)組80例，男45例，女35例，年齡31～78歲，平均年齡(52.59±12.12)歲，BMI(22.13±1.73) kg/m2;雙低組80例，男43例，女37例，年齡27～79歲，平均年齡(51.76±12.89)歲，BMI(22.52±1.53) kg/m2。掃描前患者均知情并簽署知情同意書。

2.掃描設(shè)備與方法

采用西門子雙源CT儀 (Definition Flash,Siemens Healthcare,Germany)，囑患者仰臥，掃描范圍自膈頂至髂前上棘水平。常規(guī)組采用120 kVp，參考管電流210 mAs(機器設(shè)定值)；雙低組采用80 kVp，參考管電流675 mAs(機器設(shè)定值)，兩組均采用自動毫安秒技術(shù)(CARE Dose 4D)模式調(diào)節(jié)管電流。兩組準(zhǔn)直64×0.6 mm，層厚，轉(zhuǎn)速0.5 s，螺距0.8 pitch，層厚5.0 mm，層間隔5.0 mm，視野350 mm，矩陣512×512，重建層厚0.75 mm，重建層間隔0.75 mm，窗寬350 HU，窗位50 HU。采用高壓注射器以流率3.0 mL/s經(jīng)肘正中靜脈注入對比劑采用碘海醇(350 mg I/mL)；常規(guī)組對比劑用量為1.2 mL/kg，雙低組對比劑用量為1.0 mL/kg；采用對比劑自動跟蹤技術(shù)(bolus-tracking)，觸發(fā)點置于降主動脈膈頂層面，閾值設(shè)定為100 HU，注射后10 s監(jiān)測，閾值后50 s后行門靜脈期掃描，將掃描數(shù)據(jù)圖像傳送至西門子工作站(Siemens syngo MMWP workstation)中進(jìn)行處理。最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)；容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)和多平面重組((multi-planner reformation,MPR)等方法重建圖像。

3.肝功能及child-push分級

記錄兩組肝功及凝血功能標(biāo)包括血清總膽紅素、膽堿酯酶、血清白蛋白，凝血酶原時間；兩組患者結(jié)合臨床上患者腹水、腦病情況劃分肝儲備功能(child-Push分級)。

4.圖像分析

篩選最佳CT圖像用于門靜脈血管評價。由2名主治醫(yī)師分別為6年資和8年資結(jié)合軸位和容積再現(xiàn)及最大密度投影對圖像質(zhì)量在不知道具體分組的情況下進(jìn)行評估。

主觀評價(圖1)：1分，清晰顯示門靜脈主干；2分，清晰顯示門靜脈左右支；3分，清晰顯示肝葉門靜脈分支；4分，可顯示肝段及以遠(yuǎn)門靜脈分支，血管邊緣模糊；5分，清晰顯示肝段及以遠(yuǎn)門靜脈分支，血管邊緣清晰銳利[8]。

客觀評價 ： ①肝實質(zhì)CT值：于門靜脈主干水平肝右前葉、右后葉及肝左外葉各劃取ROI，避開血管及病灶，大小約20mm2，測量CT值，取其平均值代表肝實質(zhì)CT 值(CTH，圖2)；②門靜脈CT值：于門靜脈主干自左右支匯合處向下連續(xù)測量2個層面CT值，取其平均值代表門靜脈CT值(CTP，圖3)；③測量與門靜脈相同肝臟實質(zhì)CT值標(biāo)準(zhǔn)差(SD)作為圖像噪聲值(圖3)，計算肝實質(zhì)SNRH=CTH/SD，門靜脈與肝實質(zhì)CNRP=(CTP-CTH)/SD。

5.有效射線劑量分析

掃描完成后記錄CT容積劑量指數(shù)(CT dose index volume,CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product，DLP)，單位有效劑量(effective dose，ED)=k×DLP(k值參照歐盟委員會關(guān)于CT的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南，腹部k=0.015mSv/mGy·cm)[9]。

6.統(tǒng)計學(xué)分析

圖1 MSCTP圖像示肝段以及遠(yuǎn)門靜脈分支，血管邊緣毛糙，遠(yuǎn)端分支模糊，圖像質(zhì)量評分4分。a) 常規(guī)組MIP; b) 常規(guī)組VR圖像； c) 雙低組MIP; d) 雙低組VR圖像清晰顯示肝段及以遠(yuǎn)門靜脈分支，血管邊緣清晰銳利(箭)，圖像質(zhì)量評分5分。圖2 肝實質(zhì)CT值測量ROI。a) 常規(guī)組； b) 雙低組。

圖3 門靜脈CT值及SD值測量ROI。a) 常規(guī)組； b) 雙低組(紅圈為門靜脈測量ROI)。 圖4 男，65歲，肝硬化、脾大。80kVp雙低組。a) MIP圖像清晰顯示門靜脈主干血栓形成(箭)； b) VR圖像清晰顯示門靜脈血栓位置(箭)，胃底周圍靜脈及食管下端靜脈曲張(短箭)。

結(jié) 果

1.一般情況比較

兩組患者年齡、BMI、差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)；有效管電流雙低組(234.34±52.92) mAs高于常規(guī)組(113.06±23.56) mAs，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05,表1)。

2.雙低組和常規(guī)組臨床肝功能及凝血功能標(biāo)包括血清總膽紅素、膽堿酯酶、血清白蛋白、凝血酶原時間，Child-Push分級兩組均無統(tǒng)計學(xué)差異(P均>0.05)。

3.輻射劑量

雙低組CTDIvol[(4.59±1.03) mGy]低于常規(guī)組CTDIvol[(7.51±1.45) mGy(P<0.05)];雙低組劑量長度乘積DLP為[(113.67±33.09) mGy·cm]和常規(guī)組[(183.58±44.35)mGy·cm(P<0.05)]明顯降低。雙低組ED[(1.71±0.50) mSv]明顯低于常規(guī)組[(2.75±0.67) mSv(P<0.05)]。雙低組平均輻射劑量比常規(guī)組減少了1.05 mSv，減少38.09%。

表1 兩組患者一般情況、有效射線劑量、CT容積劑量指數(shù)、有效管電流比較

4.圖像質(zhì)量主觀評分比較及門靜脈血管重建分析

2名主管醫(yī)師對圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評分，雙低組評分(Kappa=0.785)和常規(guī)組評分(Kappa=0.921),均具有較高一致性(兩組P<0.05)。

由于兩組數(shù)據(jù)具有高度一致性，采用8年資主治醫(yī)師組數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像評分；雙低組圖像質(zhì)量評分(3.93±0.88)明顯高于常規(guī)組(3.33±0.81，P<0.05，表2)。

表2 主觀圖像質(zhì)量評分比較

MSCTP常規(guī)組MIP結(jié)合VR能顯示門靜脈主干管腔及門靜脈側(cè)枝血管及病變情況。MSCTP雙低組MIP結(jié)合VR重建同樣很好顯示門靜脈主干管腔情況、臨近肝內(nèi)病變對門脈的侵犯，并可直觀顯示門靜脈側(cè)支血管情況，可以通過不同角度和方位觀查到門脈血栓及門脈側(cè)枝曲張程度(圖4)。雙低組能很好全面觀察門靜脈栓子及側(cè)枝病變范圍。并且門靜脈側(cè)枝顯示雙低組較常規(guī)組更佳。

5.圖像客觀評價：圖像噪聲、對比信噪比比較

雙低組CTH(126.74±30.59 ) HU高于常規(guī)組[(95.60±15.89) HU(P<0.05)];CTP為(223.78±45.85) HU顯著高于常規(guī)組[(161.47±25.37) HU(P<0.05)]，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義。雙低組SD(24.61±2.77) HU高于常規(guī)組SD[(1.65±3.38)(P<0.05)]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),雙低組SNRH為(5.20±1.24)低于常規(guī)組SNRH(7.00±2.44)，差異有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05);雙低組CNRP(4.33±0.97)與常規(guī)組(4.67±1.44)比較，差異無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05，表3)。

表3 兩組圖像CT值、圖像噪聲、對比信噪比CNR比較

6.對比劑用量

雙低組平均對比劑碘海醇(350 mg I/mL)用量為(66.56±2.48) mL顯著低于常規(guī)組[(80.48±2.97) mL(P<0.05)]，雙低組平均對比劑用量較常規(guī)組減少17.30%(表1)。

討 論

常規(guī)120 kVp條件下MSCTP由于門靜脈與周圍組織的對比較小，即CT差值較?。徊糠只颊吒味渭耙赃h(yuǎn)門靜脈分支，血管邊緣模糊。CT差值越大，門靜脈與周圍組織差值越大，門靜脈成像越清晰，遠(yuǎn)門靜脈分支邊緣顯示越好，可通過于門靜脈期提高門靜脈與周圍軟組織間的CT差值來提高門靜脈成像質(zhì)量。以往通常會提高對比劑用量及加快對比劑注射速率，這樣雖然可提高門靜脈成像效果，但同時增加對比劑用量會增加了對比劑不良反應(yīng)的發(fā)生率；降低管電壓80 kVp，可明顯提高血管CT值，并降低輻射劑量。研究表明輻射劑量與管電壓平方呈正比關(guān)系[10]。所以降低管電壓是最有效的降低輻射劑量的方法。

由于低管電壓情況下光子通量減少，引起圖像噪聲增加[11]。在噪聲合理的情況下，圖像的清晰度取決于圖像對比度；但是在噪聲增加的情況下，降低管電壓同時提高管電流可以改善圖像噪聲，并同時改善圖像CNRP。Sebastian[12]研究表明增加80 kVp協(xié)議管電流為675 mAs的情況下，可顯著提高腹部富血供病變的檢出率。同樣Marin等[13]研究表明，腹部掃描采用降低管電壓，同時提高管電流的方法可以有效的降低輻射劑量并增加圖像質(zhì)量，應(yīng)用低管電壓80 kVp，管電流540 mAs分析動脈晚期圖像，有效輻射劑量降低71%，有效降低圖像噪聲并提高圖像CNRP。與Sebastian[12]和Nakayama等[14]研究相同，本研究兩組有效管電流均遠(yuǎn)小于參考管電流。這與入組患者BMI≤25 kg/m2有關(guān)；雙低組有效管電流高于常規(guī)組。雖然兩組圖像噪聲SD雙低組高于常規(guī)組。圖像SNRH雙低組低于常規(guī)組。但是兩組CNRP無統(tǒng)計學(xué)差異。雙低組CTH和CTP為均顯著高于常規(guī)組，且雙低組CTH和CTP差值高于常規(guī)組，門靜脈與周圍軟組織間差值增大有利于MSCTP。雙低組主客觀評分均高于常規(guī)組。雙低組門靜脈顯示更清晰。MSCTP雙低組MIP結(jié)合VR重建對能很好顯示門靜脈主干官腔情況、臨近肝內(nèi)病變對門脈的侵犯，并可直觀顯示門靜脈側(cè)支血管情況，可以通過不同角度和方位觀查到門脈血栓及門脈側(cè)枝曲張程度。雙低組能很好全面觀察門靜脈栓子及側(cè)枝病變范圍；并且門靜脈側(cè)枝雙低組較常規(guī)組顯示更佳。與此同時，雙低組ED明顯降低，平均輻射劑量雙低組比常規(guī)組減少38.09%。

常規(guī)門靜脈增強往往采用60～70 s的延遲方案。但Jian-Zhong等[15]的研究及Ichikawa等[16]研究建議在40～50 s后開始掃描，因為此時門脈已有增強而肝實質(zhì)尚未增強。作者在日常工作中已采用bolus-tracking 技術(shù)獲得了很好地效果。在此次雙低研究中也采用了此方法。

本研究將研究對象設(shè)定為BMI≤25 kg/m2的非肥胖患者是由于低管電壓的掃描序列通常認(rèn)為不適合大體重患者。這是由于過厚的組織可能增加圖像噪聲及偽影。因此本研究主要討論了雙低掃描方案在非肥胖患者掃描中對圖像質(zhì)量的影響。而將低管電壓用于肥胖患者腹部掃描的應(yīng)用尚需進(jìn)一步研究。另外本研究在降低管電壓的同時將對比劑用量由1.2 mL/kg體質(zhì)量降至1.0 mL/kg體質(zhì)量，對比劑用量雙低組組較常規(guī)組降低17.30%。 本研究的局限性是兩組掃描方案沒能應(yīng)用同一個體。并且雙低技術(shù)對于肝內(nèi)病變的檢測還有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，對BMI≤25 kg/m2的患者，應(yīng)用80 kVp低管電壓結(jié)合低劑量和對比劑方案對于非肥胖患者進(jìn)行MSCTP能降對比劑用量并進(jìn)一步提高圖像質(zhì)量并能夠有效地降低輻射劑量，有很好的臨床個體化應(yīng)用價值。

[1] 劉龍平,王成林.門脈高壓分型及CT、MRI診斷現(xiàn)狀[J].中國CT和MRI雜志,2015,13(5):117-120.

[2] Zhao LQ,He W,Chen G.Characteristics of paraesophagealvarices:a study with 64-row multidetectorcomputedtomography portal venography[J]. World J astroenterol,2008,14(34):5331-5335.

[3] Lee WK,Chang SD,Duddalwar VA,et al.Imaging assessmentof congenital and acquired abnormalities of the portal venoussystem[J].Radiographics,2011,31(4):905-926.

[4] 石紅春,楊遠(yuǎn)利.對717例CT增強使用對比劑的觀察[J].放射學(xué)實踐,2008,23(1):95-96.

[5] 潘自強,周永增,周平坤,等.國際放射防護(hù)委員會第103號出版物,國際放射防護(hù)委員會2007年建議書[M].北京:原子能出版社,2008：50-51.

[6] 王怡寧,曹劍,孔令燕,等.高靈敏探測器結(jié)合迭代重建在低管電壓冠狀動脈CT血管成像的價值[J].中華放射學(xué)雜志,2014,48(2):109-113.

[7] Nakaura T,Nakamura S,et al.Low contrast agent and radiation dose protocol for hepatic dynamic CT of thin adults at 256-detector row CT:effect of low tube voltage and hybrid iterative reconstruction algorithm on image quality[J].Radiology,2012,264(2):445-454.

[8] 王道才，劉凱，等.低管電壓聯(lián)合低劑量對比劑掃描方案用于MSCT門靜脈成像[J].中國介入影像與治療學(xué),2014,11(10):684-687.

[9] Wen JW,Liang Z,Xiao LH,et al.Low-dose hepatic computed tomography perfusion imaging and its preliminary study[J].J Digestive Diseases,2011,12(3):204-209.

[10] Kubo T,Lin PJ,Stiller W.Radiation dose reduction in chest CT:a review[J].AJR,2008,190(2):335-343.

[11] Cao JX,Wang YM,Lu JG,et al.Radiation and contrast agent doses reductions by using 80kV tube voltage in coronary computed tomographic angiography:a comparative study[J].Eur J Radioloy,2014,83(2):309-314.

[12] Schindera ST,Nelson RC,Mukundan S Jr,et al.Hypervascularl iver tumors:low tube voltage, high tube current multi-detector row CT for enhanced detection-phantom study[J].Radioloy,2008,246(1):125-132.

[13] Marin D,Nelson RC,Schindera ST,et al.Low-tube-voltage,high-tube-current multidetector abdominal CT:improved image quality and decreased radiation dose with adaptive statistical iterative reconstruction algorithm-initial clinical experience[J].Radiology,2010,254(1):145-153.

[14] Nakayama Y,Awai K,et al.Abdominal CT with low tube voltage:preliminary observations about radiation dose,contrast enhancement,image quality,and noise[J].Radiology,2005,237(3)945-951.

[15] Yin JZ,Shen W,Bian TC,et al.The phase setting and optimization of multislice CT on hepatic CT angiography[J].Chinese J Radiology,2003，37(6)：551-555.

[16] Tomoaki I,Utaroh M,Hiroyuki M,et al.Optimal iodine dose for 3-dimensional multidetector-row CT angiography of the liver[J].Eur J Radiology,2012,81(9):2450-2455.

A clinical study of double low dose MSCT portography in non-obese patient

WANG Hui HAN Yu-xin,TANG Yi-fan,et al.

Department of Radiology,Tianjin Third Central Hospital,Tianjin 300170,China

Objective：To investigate the feasibility of low tube voltage protocol combined with low dose contrast media in MSCT portography (MSCTP) in non-obese patients.Methods：Totally 160 patients with body mass ≤25kg/m2underwent MSCTP.The patients were randomly divided into 2 groups,80 cases in each group.The regular group was examed using tube voltage of 120kVp with contrast media of 1.2mL/kg,while the study group using tube voltage of 80kVp with contrast media of 1.0mL/kg.The image quality was assessed in both objective and subjective methods.Independent samplest-test was used to compare the average volume CT dose index (CTDIvol),effective mAs,dose length product (DLP),effective dose (ED),CT value of hepatic parenchyma (CTH) and portal vein (CTP),image noise (SD),SNR of hepatic parenchyma (SNRH) and CNR of portal vein (CNRP) between two groups.Interobserver agreement with regard to image quality was assessed using kappa test.And the subjective image score was compared using Wilcoxon rank sum test.Results：The average CTDIvol in the study group [(4.59±1.03)mGy] was lower than that in regular group [(7.50±1.45)mGy(P<0.05)].ED in the study group [(1.71±0.50)mSv] was significantly lower than that in regular group [(2.75±0.67)mSv(P<0.05)].Compared with the regular group,the ED in study group was decreased 38.09%.The score of image quality in study group (3.93±0.88) was significantly higher than that in regular group (3.33±0.81，P<0.05 ).CTH(126.74±30.59),CTP(223.78±45.85) and SD (24.61±2.77)HU in the study group were all higher than those in regular group [(CTH(95.60±15.89)Hu;CTP(161.47±25.37)HU，SD (1.65±3.38)HU,P<0.05].SNRHin the study group [(5.20±1.24)HU] was lower than that in regular group [(7.00±2.44)HU，P<0.05].There was no significant difference of CNRPbetween the two groups [(4.33±0.97)HU vs (4.67±1.44)HU].The contrast media dose in study group [(66.56±2.48)mL] was lower than that in regular group [(80.48±2.97)mL，P<0.05].Compared with regular group,the contrast media dose in study group was decreased by 17.30%.Conclusion：In MSCTP of non-obese patients,the quality of image is improved,and the radiation dose is reduced by using low tube voltage of 80kVp combined with low contrast media scan protocol.

Tomography,X-ray computed; Angiography; Radiation dosage; Contrast media

300170 天津，天津第三中心醫(yī)院放射科(王輝、韓宇欣、湯漪凡、于長路、姜濤)；100016 北京，西門子醫(yī)療有限公司(劉金夢)

王輝(1975-)，男，天津人，主管技師，工程師，主要從事CT影像技術(shù)工作。

韓宇欣，E-mail：tjhyxin@163.com

R814.42; R816.2; R981.1

A

1000-0313(2016)10-0991-05

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.10.020

2015-12-14

2016-03-29)