低管電壓聯(lián)合自動管電流調(diào)制技術(shù)在下肢CT血管成像中的應(yīng)用

李妮娜，鐘正，喻奇志，周明，林明霞

(長沙市第一醫(yī)院放射科，湖南長沙410000)

低管電壓聯(lián)合自動管電流調(diào)制技術(shù)在下肢CT血管成像中的應(yīng)用

李妮娜，鐘正，喻奇志，周明，林明霞

(長沙市第一醫(yī)院放射科，湖南長沙410000)

目的探討在下肢血管成像(CTA)檢查中，聯(lián)合應(yīng)用低管電壓及自動管電流調(diào)制(ATCM)技術(shù)在降低輻射劑量的同時，保證圖像質(zhì)量的可行性。方法收集2015年3月至2016年9月間，因下肢血管疾病在長沙市第一醫(yī)院進行下肢CTA的患者共90例，按照管電壓不同將其分為120 kV組、100 kV組、80 kV組，每組30例，其余掃描條件及比較劑注射方案完全一致。對三組患者的圖像進行重建、測量和圖像質(zhì)量評分，并計算有效輻射劑量。結(jié)果120 kV組、100 kV組和8 kV組患者的容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)分別為(8.2±0.9)mGy、(6.7± 1.0)mGy和(5.9±1.1)mGy，有效劑量(ED)分別為(5.2±0.7)mSv、(3.9±0.8)mSv和(3.5±0.7)mSv，三組間比較差異均有顯著統(tǒng)計學意義(P＜0.01)；與120 kV組相比，100 kV組患者的ED下降25.0%，80 kV組與100 kV比較，ED下降10.3%。120 kV組圖像評分1～4分的分別為0例、0例、9例、21例，100 kV組分別為0例、0例、11例、19例，80 kV組分別為0例、2例、15例、13例。120 kV組與100 kV組圖像質(zhì)量評分比較差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。結(jié)論100 kV低管電壓聯(lián)合ATCM技術(shù)能在保證臨床診斷需求的前提下，盡可能地降低輻射劑量。

體層攝影術(shù)；X線計算機；血管造影術(shù)；輻射劑量

下肢缺血性疾病是臨床上常見的一類外周血管病，多因動脈狹窄和或閉塞引起；臨床常表現(xiàn)為患側(cè)肢體疼痛、跛行，嚴重者可因組織缺血而發(fā)生潰瘍、壞疽，甚至不得不截肢[1]。隨著多層螺旋CT技術(shù)的發(fā)展，下肢動脈CT血管成像(CTA)顯像分辨力逐步提高，愈來愈有替代傳統(tǒng)有創(chuàng)性數(shù)字減影血管造影檢查(DSA)的趨勢[2]。但隨著而來的是患者接受的X線輻射劑量也大幅度增長[3]，輻射劑量的增長對受檢者存在潛在誘發(fā)癌癥概率的危害性，如何降低下肢CTA的輻射劑量是目前的研究熱點之一。本研究聯(lián)合應(yīng)用低管電壓及自動管電流調(diào)制技術(shù)(ATCM)技術(shù)，旨在研究兩種技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用在降低下肢CT血管成像輻射劑量的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集2015年3月至2016年9月期間因下肢血管疾病在本院進行下肢CTA的患者共90例，所有患者均有不同程度的肢端發(fā)涼、灼熱或紅腫，間歇性跛行，靜息痛，皮膚潰瘍或足趾壞死表現(xiàn)。57例合并高血壓病，49例合并高血脂癥，26例合并冠心病，25例有腦梗死病史。男性53例，女性37例，年齡39～84歲，平均69.7歲。體質(zhì)量43～87 kg。按管電壓不同分為120 kV組、100 kV組、80 kV組，每組30例。排除標準：嚴重的甲狀腺功能亢進、腎功能不全、有比較劑過敏史的患者。所有患者在檢查前均簽署知情同意書。

1.2 檢查技術(shù)及方法

1.2.1 掃描方法患者仰臥位足先進，掃描范圍自腹主動脈腎動脈開口水平上至足底，兩足尖內(nèi)旋靠攏，采用繃帶外固定雙下肢，避免掃描時產(chǎn)生運動偽影。采用GE Lightspeed 64層螺旋CT(GE公司)，隨機將患者分為三組，各組管電壓分別為120 kV、100 kV、80 kV，三組管電流調(diào)整均采ATCM技術(shù)。層厚/層間距5 mm，螺距0.984：1，機架旋轉(zhuǎn)速度0.6 s/轉(zhuǎn)。比較劑使用優(yōu)維顯(Ultravist，370 mg/m L)，采用高壓注射器，肘靜脈注射。啟動Smart Prep軟件，先做預(yù)掃描，設(shè)置感興趣區(qū)(腹主動脈腎動脈水平)，團注100 m L優(yōu)維顯，注射流率4.0 m L/s，延遲10 s后間隔1 s連續(xù)曝光，感興趣區(qū)密度達到150 Hu時手動觸發(fā)掃描。掃描結(jié)束后，縮小視野重建(包容髖部最寬處)，重建層厚、層間距均為0.625 mm。

1.2.2 圖像重建將所獲得的薄層圖像傳送至ADW 4.4工作站進行后處理。采用的后處理技術(shù)包括容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)、最大密度投影(maximum intensity projection，M IP)、曲面重建(curved planar reformation，CPR)及高級血管分析軟件(advanced vessel analyze，AVA)等。

1.2.3 輻射劑量掃描結(jié)束后記錄容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長度積(DLP)，并計算出個體化劑量估計值(size-specific dose，SSDE)和有效劑量(ED)，SSDE=轉(zhuǎn)換因子×CTDIvol，ED=k×DLP，k為0.015 mSv·mGy-1·cm-1。

1.3 圖像質(zhì)量分析由兩名主治及以上職稱CT診斷醫(yī)師采用雙盲法對圖像進行評分。評價過程中可適當調(diào)節(jié)窗寬、窗位。評分標準：1分，有大量噪聲，圖像顆粒粗大，顆粒感明顯，整體圖像質(zhì)量較差，完全不能診斷，僅能顯示下肢動脈一級分支；2分，有中等噪聲和顆粒感，整體圖像質(zhì)量一般；部分能提示病變，能顯示下肢動脈2級分支；3分，有少量噪聲和顆粒感，整體圖像質(zhì)量良好，可基本滿足診斷要求，能顯示下肢動脈3和或4級分支；4分，噪聲很小，顆粒感不甚明顯，圖像細膩，診斷有信心，能顯示下肢動脈4級分支。

1.4 統(tǒng)計學方法應(yīng)用SPSS16.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標準差()表示，多組間計量資料比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD法，下肢動脈血管的圖像質(zhì)量評分比較采用非參數(shù)秩和檢驗，均以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 不同管電壓組患者基本資料及輻射劑量比較不同管電壓組患者間的年齡、體質(zhì)量等基本資料比較差異均無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，而輻射劑量值CTDIvol、ED比較差異均有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表1。CTDIvol、ED值均表現(xiàn)為80 kV組＜100 kV組＜120 kV組，且80 kV與100 kV組間的差異小于100 kV與120 kV組。與120 kV組比較，100 kV組患者的ED下降25.0%，80 kV組與100 kV比較，ED下降10.3%。

表1 不同管電壓組下肢CTA檢查患者基本資料及輻射劑量結(jié)果比較()

表1 不同管電壓組下肢CTA檢查患者基本資料及輻射劑量結(jié)果比較()

注：CTDIvol和ED a與b及a與c比較，P＜0.05。

組別年齡(歲)體質(zhì)量(kg)CTDIvol(mGy)ED(mSv) 120 kV組100 kV組80 kV組F值P值56.7±11.7 57.3±10.8 56.1±11.3 0.359 0.699 66.1±9.4 64.9±10.3 65.3±9.8 0.720 0.489 8.2±0.9a6.7±1.0b5.9±1.1c52.080 0.000 5.2±0.7a3.9±0.8b3.5±0.7c67.210 0.000

2.2 不同管電壓組患者下肢CT血管成像的圖像質(zhì)量評分比較120 kV與100 kV組患者下肢CT血管成像均評分3分或3分以上，可清楚顯示各動脈主干及其主要分支，且能清晰地顯示病變的部位、形態(tài)以及狹窄程度、血管壁鈣化等信息，見圖1A、1B。80 kV組中有2例(6.7%)未能清楚顯示2級分支以下動脈，對狹窄程度及血管壁評價不確定。120 kV組與100 kV組圖像質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，120 kV、100 kV組分別與80 kV組圖像質(zhì)量評分差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)，見表2。

圖1 CT血管成像的圖像

表2 不同管電壓組患者下肢CTA圖像質(zhì)量評分比較[例(%)]

3 討論

隨著中國進入老齡化社會，下肢動脈疾病的發(fā)病率不斷增高。文獻報道，在年齡≥70歲或年齡在50～69歲有吸煙和(或)糖尿病史的患者中，下肢動脈疾病的患病率為29%[4]。下肢動脈閉塞性疾病最常引起肢體缺血，嚴重者會使患者面對截肢的危險。因而，通過有效的影像檢查手段來明確閉塞動脈的位置、范圍、程度及了解其周圍側(cè)支循環(huán)情況顯得尤為重要。DSA被認為是檢查下肢動脈疾病的“金標準”，但其有創(chuàng)、價格貴，且顯示狹窄、閉塞的血管及周圍代償血供情況不夠細膩。Sun[2]比較了DSA及MSCT的診斷準確性，認為MSCTA對下肢動脈疾病有較高的診斷價值，是可以替代DSA的無創(chuàng)性檢查。

流行病學調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CT檢查X線輻射劑量的增高可增加患惡性腫瘤的風險。有資料報道，接受X線照射劑量每增加1 mSv，將增加5/10萬的惡性腫瘤發(fā)生率[5]。因此，尋找圖像質(zhì)量和CT輻射劑量的平衡點，實現(xiàn)ALARA(as low as reasonably achievable)，是下肢CTA檢查面臨的嚴峻且緊迫的問題。

目前，國內(nèi)外對CT輻射劑量控制的研究主要集中在對CT機器掃描方案的優(yōu)化；主要包括降低管電壓、降低管電流、增大螺距、嚴格控制掃描范圍等。由于X線輻射劑量主要由X線管電壓和管電流所決定，所以降低管電壓或管電流是最直接有效的減低劑量的方法[6]。

自動管電流調(diào)制(ATCM)技術(shù)可從三維方向上(x、y、z軸)對管電流的輸出進行實時調(diào)制，在保證圖像質(zhì)量前提下降低輻射劑量[7-8]，可在確保掃描范圍內(nèi)各層面圖像質(zhì)量一致的同時，降低掃描的總輻射劑量。下肢CTA檢查過程中，掃描范圍內(nèi)解剖結(jié)構(gòu)差異較大，在檢查中應(yīng)用ATCM技術(shù)，可大幅度降低受檢者多時相總體掃描的輻射劑量，具有可行性，在CT輻射劑量控制研究中已有文獻報道[7]。低管電壓技術(shù)是目前低劑量掃描中的熱點，已在冠脈、腹部CT血管成像中有應(yīng)用。韓磊等[9]探討了行冠狀動脈CT血管成像(CCTA)檢查時，在降低輻射劑量的同時，保持圖像質(zhì)量的可行性。曹建新等[10]認為低管電壓可以不影響圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上降低腹部CT血管成像的輻射劑量。但低管電壓聯(lián)合自動管電流調(diào)制技術(shù)在下肢CTA的研究尚不多見。

本研究設(shè)置了120 kV、100 kV、80 kV三個管電壓組，將其與ATCM技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用進行下肢CTA檢查，發(fā)現(xiàn)三組間的CT輻射劑量差異有統(tǒng)計學意義，即80 kV組＜100 kV組＜120 kV組。同時，研究發(fā)現(xiàn)，80 kV組與100 kV組的輻射劑量差異小于100 kV組與120 kV組間的差異，分析認為是由于管電壓降低后，ATCM技術(shù)會相應(yīng)增加管電流以保證圖像質(zhì)量一致性。結(jié)合圖像質(zhì)量分析，我們看到，80 kV組的圖像質(zhì)量降低，評分3分以下的病例占6.7%，明顯高于其余兩組，3、4級分支血管顯示欠清，影響診斷。100 kV與120 kV組間的圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計學意義，100%的病例評分3分以上，有效的評價狹窄、閉塞的程度及斑塊的情況，滿足臨床診斷需求。

綜上所述，筆者認為100 kV組較120 kV組有效的降低了輻射劑量，而圖像質(zhì)量與120 kV組并無明顯差異。80 kV組的圖像質(zhì)量未能滿足診斷需求。因此，本研究推薦100 kV管電壓聯(lián)合ATCM技術(shù)在下肢CTA檢查時聯(lián)合應(yīng)用。但對于體質(zhì)量較大的患者圖像質(zhì)量有所下降，需要更進一步研究細分不同體型人群的個體化低劑量掃描方案。

[1]閆波,蘇少飛,田玉峰,等.自體骨髓干細胞移植治療嚴重下肢缺血性疾病療效的影響因素分析[J].中國血管外科雜志(電子版), 2016,8(2)：146-149.

[2]Sun Z.Diagnostic accuracy of multislice CT angiography in peripheral arterial disease[J].J Vasc Interv Radiol,2006,17(12)：1915-1921.

[3]李國鋒,孫小麗.64層螺旋CTA在下肢動脈人工血管置換術(shù)后的應(yīng)用價值[J].中國醫(yī)師雜志,2016,18(4)：592-594.

[4]張皓.下肢動脈閉塞性疾病的治療——現(xiàn)狀、問題與展望[J].中華普通外科雜志,2016,31(4)：268-270.

[5]劉士遠,于洪.積極推進胸部低劑量CT掃描的臨床應(yīng)用[J].中華放射學雜志,2010,44(1)：6-7.

[6]劉士遠,于洪.CT低劑量掃描的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀[J].中華放射學雜志,2013,47(4)：295-300.

[7]王倩,趙心明,宋俊峰,等.自動管電流調(diào)制技術(shù)對腹部CT圖像質(zhì)量及輻射劑量影響的體模研究[J].中華放射學雜志,2013,47(7)：648-653.

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[9]韓磊,尹衛(wèi)華,呂濱,等.低管電壓、低碘濃度比較劑及迭代重建在冠狀動脈CT血管成像中的應(yīng)用[J].中華心血管病雜志,2015,43 (3)：234-238.

[10]曹建新,王一民,張羽,等.聯(lián)合應(yīng)用低管電壓和比較劑個體化方案進行腹部CT血管成像的研究[J].中華放射學雜志,2012,46(10)：902-906.

App lication of low tube voltage setting combined w ith autom atic tube current m odulation in CT angiography of lower lim b.

LI Ni-na,ZHONG Zheng,YU Qi-zhi,ZHOU Ming,LIN Ming-xia.Department of Radiology,the First Hospital of Changsha,Changsha 410000,Hunan,CHINA

Objective To investigate the feasibility of ensuring image quality while decreasing the radiation dose w ith low tube voltage setting combined w ith automatic tube current modulation(ATCM)in the detection of lower limb CT angiography.M ethods A total of 90 patients w ith suspected lower limb ischem ia,who adm itted to the First Hospital of Changsha from March 2015 to September 2016,were selected and divided into the 120 kV group,100 kV group and 80 kV group according to tube voltage setting,w ith 30 patients in each group.For the three groups,other scan parameters and contrast injection protocol were sim ilar.The images of the three groups were reconstructed,measured and graded,and effective radiation dose were calculated.Results The volume CT dose index(CTDIvol)and effective radiation dose of the 120 kV group,100 kV group and 80 kV group were respectively(8.2±0.9)mGy,(6.7±1.0)mGy, (5.9±1.1)mGy and(5.2±0.7)mSv,(3.9±0.8)mSv,(3.5±0.7)mSv.There were significant differences in CTDIvol and ED among 3 groups(P＜0.01).Compare w ith the 120 kV group,the effective radiation dose of the 100 kV group decreased for 25.0%,and compared w ith the 100 kV group,the effective radiation dose of the 80 kV group decreased for 10.3%.The image quality scores for 1-4 points were respectively 0,0,9,21 patients in the 120 kV group,0,0,11,19 patients in 100 kV group,and 0,2,15,13 patients in 80 kV group.There was no significant difference in image quality score between 120 kVgroup and 100 kV group(P＞0.05).Conclusion 100 kV low tube voltage setting combined w ith ATCM technology can reduce the radiation dose as far as possible,in the prem ise of ensuring the clinical diagnosis.

Tomography;X-ray computed;Angiography;Radiation dosage

R 445

A

1003—6350（2017）13—2146—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.13.026

2016-12-08)

李妮娜。E-mail：43758011@qq.com