100 kV管電壓腎臟增強(qiáng)CT掃描中造影劑最小用量分析

王亞寧，時(shí)高峰，杜煜，王琦，李月考，齊曉輝

(河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院，石家莊050011)

100 kV管電壓腎臟增強(qiáng)CT掃描中造影劑最小用量分析

王亞寧，時(shí)高峰，杜煜，王琦，李月考，齊曉輝

(河北醫(yī)科大學(xué)第四醫(yī)院，石家莊050011)

目的計(jì)算并分析100 kV管電壓腎臟增強(qiáng)CT掃描中的造影劑最小用量。方法行上腹部增強(qiáng)掃描的患者90例，隨機(jī)均分為A、B、C組。均采用DSCT掃描，造影劑選擇非離子型碘造影劑(碘海醇，300 mgI/mL)，A、B、C組患者造影劑用量分別為1.0、1.3、1.5 mL/kg。掃描完成后，將圖像傳輸至工作站進(jìn)行圖像分析。計(jì)算三組各組織器官的CT值、信噪比(SNR)和腎皮質(zhì)強(qiáng)化值(ΔHU)，并對(duì)強(qiáng)化后圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)估、計(jì)分。結(jié)果A、B、C組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分分別為(4.4±0.7)、(4.7±0.7)、(4.8±0.6)分，三組相比，P均>0.05。A、B、C組的腹主動(dòng)脈、腎皮質(zhì)CT值及腎皮質(zhì)ΔHU依次增高，組間兩兩相比，P均<0.05；A組腎靜脈CT值低于B組和C組(P均<0.05)。腎皮質(zhì)ΔHU與造影劑用量的線性相關(guān)回歸公式為：ΔHU=16.48+95.21×造影劑用量，在滿足ΔHU≥100 HU的條件下，最小造影劑用量為0.88 mL/kg，經(jīng)換算得到的最小造影劑量為0.88×0.3 g=0.26 gI/kg。結(jié)論100 kV管電壓下腎臟增強(qiáng)CY掃描中所需要的最小造影劑用量為0.26 gI/ kg。

增強(qiáng)CT檢查；腎臟；造影劑；碘海醇

增強(qiáng)CT掃描對(duì)于各種腎臟病變的檢出、診斷及指導(dǎo)治療有重要臨床價(jià)值。以往120 kV管電壓條件下，進(jìn)行CT掃描達(dá)到較為滿意效果的增強(qiáng)后腎皮質(zhì)CT衰減值需要增加超過(guò)100 Hu[1]，此時(shí)碘造影劑的用量為常規(guī)使用的1.5～2 mL/kg(非離子型造影劑，濃度為300 mgI/mL)。近幾年來(lái)，關(guān)于低千伏CT掃描應(yīng)用于全身各部位檢查的研究不斷增多，其優(yōu)點(diǎn)已被廣大臨床工作者認(rèn)可。與常規(guī)應(yīng)用的120 kV管電壓掃描相比，采用較低千伏CT掃描的一大優(yōu)勢(shì)是碘造影劑的CT衰減值得到較大提高，原因是低千伏(如100或80 kV)產(chǎn)生的光子更接近碘原子的K空間的躍遷能級(jí)(33.2 keV)[2]。較多研究證實(shí)，肝臟、胰腺、腎臟及大血管的增強(qiáng)掃描中，采用較低的管電壓可降低碘造影劑的使用量30%～40%，對(duì)減輕患者腎臟負(fù)擔(dān)、降低造影劑腎病的發(fā)生率有很大幫助[3]。本研究計(jì)算并分析了100 kV管電壓下腎臟增強(qiáng)CT掃描中的最小造影劑用量，現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料及分組 2016年6～12月行上腹部增強(qiáng)掃描的患者90例，患者檢查前均簽署知情同意書。排除有碘造影劑過(guò)敏史者，患有嚴(yán)重心肺疾病者，腎功能不全患者(血肌酐超出44.2～132.6 μmol/L)[4，5]。將患者隨機(jī)分為A、B、C組，每組30例。A組年齡(67.5±6.4)歲，男12例、女18例，體質(zhì)量(65.2±10.3)kg；B組年齡(63.5±8.4)，男16例、女14例，體質(zhì)量(62.2± 14.6)kg；C組年齡(66.5±9.4)歲，男19例、女11例，體質(zhì)量(64.4± 9.9)kg。三組患者的年齡、性別、體質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 CT掃描方法及參數(shù) 均采用DSCT掃描，采用非離子型碘造影劑(碘海醇，300 mgI/mL)，A、B、C組患者造影劑用量分別為1.0、1.3、1.5 mL/kg。掃描定位像后常規(guī)上腹部平掃，然后行上腹部增強(qiáng)掃描；掃描范圍膈頂至左側(cè)腎臟下緣水平。經(jīng)肘前靜脈采用高壓注射器注射造影劑，根據(jù)造影劑量調(diào)整注射速度，保證注射時(shí)間約30 s。注射開(kāi)始后，利用自動(dòng)觸發(fā)軟件，設(shè)定主動(dòng)脈CT值達(dá)+100 HU后自動(dòng)觸發(fā)并延遲5 s行腎皮質(zhì)期掃描，然后延遲40 s行腎實(shí)質(zhì)期掃描。具體掃描參數(shù)：管電壓100 kV，均使用自動(dòng)毫安秒技術(shù)(CARE DOSE 4D)，參考管電流為210 mAs，探測(cè)器寬度0.6 mm×32，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.5 s，螺距0.6，512×512矩陣，重建層厚及層間隔均為5 mm，重建函數(shù)為I26(迭代重建算法)。

1.3 圖像分析及質(zhì)量評(píng)價(jià) 將圖像傳輸至工作站進(jìn)行圖像分析。由1名從事影像診斷5年以上的主治醫(yī)師完成數(shù)據(jù)測(cè)量工作。測(cè)量興趣區(qū)選取雙側(cè)腎門水平，面積5～10 mm2，每個(gè)組織器官均需測(cè)量3次并取平均值，測(cè)量時(shí)避開(kāi)囊腫、出血、鈣化等病變區(qū)域。測(cè)量各組圖像中的腎皮質(zhì)期腹主動(dòng)脈、腎皮質(zhì)、豎脊肌的CT值及標(biāo)準(zhǔn)差，實(shí)質(zhì)期測(cè)量腎靜脈肌CT值及標(biāo)準(zhǔn)差，平掃測(cè)量腎皮質(zhì)的CT值。計(jì)算各組織器官的信噪比(SNR)，計(jì)算公式：SNR=平均CT值/標(biāo)準(zhǔn)差。同時(shí)計(jì)算腎皮質(zhì)強(qiáng)化值ΔHU=皮質(zhì)期CT值-平掃CT值。由2名從事影像診斷8年以上的副主任醫(yī)師采用雙盲法對(duì)強(qiáng)化后圖像進(jìn)行主觀評(píng)估，意見(jiàn)不一致時(shí)以兩者討論結(jié)果為最終結(jié)果。采用5級(jí)法進(jìn)行評(píng)分[6]：強(qiáng)化質(zhì)量?jī)?yōu)異計(jì)5分，強(qiáng)化質(zhì)量好計(jì)4分，強(qiáng)化質(zhì)量可接受計(jì)3分，強(qiáng)化質(zhì)量稍差計(jì)2分，強(qiáng)化質(zhì)量差計(jì)1分。

1.4 造影劑最小用量分析方法 對(duì)三組增強(qiáng)圖像進(jìn)行分析，分別測(cè)量相應(yīng)部位的CT衰減值，生成相關(guān)回歸公式并進(jìn)行計(jì)算，從而得到最小造影劑用量。

2 結(jié)果

A、B、C組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分分別為(4.4±0.7)、(4.7±0.7)、(4.8±0.6)分，三組相比，P均>0.05。三組圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)Kappa檢驗(yàn)的k值為0.75，表明三組圖像的主觀評(píng)分有較高度的一致性。A、B、C組的腹主動(dòng)脈、腎皮質(zhì)CT值及腎皮質(zhì)ΔHU依次增高，組間兩兩相比，P均<0.05；A組腎靜脈CT值低于B組和C組(P均<0.05)。詳見(jiàn)表1。腎皮質(zhì)ΔHU與造影劑用量的線性相關(guān)回歸公式為：ΔHU=16.48+95.21×造影劑用量(r=0.60，P<0.000 1)。在滿足ΔHU≥100 HU的條件下，利用此回歸方程計(jì)算得到的最小造影劑用量為0.88 mL/kg；本研究使用的造影劑濃度為300 mgI/mL，經(jīng)換算得到的最小造影劑量為0.88×0.3 g=0.26 gI/kg。

表1 三組各組織器官CT值、SNR、ΔHu比較

注：與C組相比，*P<0.05；與B組相比，#P<0.05。

3 討論

應(yīng)用低千伏進(jìn)行CT增強(qiáng)掃描有較大優(yōu)勢(shì)，可以顯著提高血管及實(shí)質(zhì)臟器的強(qiáng)化效果[7]。換言之，采用低千伏CT增強(qiáng)掃描可以在不影響圖像質(zhì)量及診斷效能的前提下，相應(yīng)地降低造影劑用量。然而，腹部低千伏掃描時(shí)如果結(jié)合常規(guī)反投影濾過(guò)重建技術(shù)(FBP)，會(huì)由于較高的噪聲而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降[8，9]。隨著CT設(shè)備技術(shù)的不斷進(jìn)步，迭代重建方法得到了更為廣泛地應(yīng)用。迭代重建技術(shù)可以有效減小低千伏掃描的圖像噪聲，提高圖像質(zhì)量，因此本研究中各組圖像重建均采用的是迭代重建算法。

有學(xué)者[10，11]采用80 kV管電壓結(jié)合迭代重建進(jìn)行胰腺增強(qiáng)掃描，可得到滿足診斷要求的圖像。然而有研究則對(duì)低千伏掃描結(jié)合迭代重建的圖像質(zhì)量存在質(zhì)疑[12]。筆者在以往臨床實(shí)踐和研究過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，對(duì)體質(zhì)量較大的患者使用80 kV管電壓結(jié)合迭代重建進(jìn)行腹部掃描，可能存在噪聲較多、影響圖像質(zhì)量的情況，達(dá)不到診斷的要求。因此本研究采用管電壓100 kV進(jìn)行研究，所得到的圖像質(zhì)量均能滿足診斷需求。

影響腎臟強(qiáng)化質(zhì)量的患者方面因素主要包括體質(zhì)量和心功能[13，14]。本研究采用造影劑跟蹤觸發(fā)技術(shù)以期減少心功能差異對(duì)研究結(jié)果的影響。由于腎動(dòng)脈位置變化較大，走行相對(duì)迂曲，因此本研究采用測(cè)量相應(yīng)層面的腹主動(dòng)脈CT值來(lái)間接評(píng)價(jià)腎動(dòng)脈的強(qiáng)化CT值。三組圖像的腹主動(dòng)脈、腎皮質(zhì)CT值、腎皮質(zhì)ΔHU均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明隨著造影劑用量的減少，腎皮質(zhì)及動(dòng)靜脈的強(qiáng)化程度有不同程度的減低。然而，三組圖像腹主動(dòng)脈SNR，腎皮質(zhì)SNR、腎靜脈SNR及豎脊肌CT值、豎脊肌SNR無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，表明在一定范圍內(nèi)合理地減少造影劑的用量，對(duì)于圖像質(zhì)量的影響并不顯著。三組圖像的主觀評(píng)分也有較高度的一致性，也從另一方面證實(shí)了上述推論。

日常工作中使用的120 kV管電壓條件下，強(qiáng)化掃描造影劑的常規(guī)用量一般推薦為1.5～2 mL/kg[15，16]。如前所述，采用低千伏掃描能夠降低30%～40%的造影劑用量，因此本研究中三組分別采用劑量為1.0、1.3、1.5 mL/kg(造影劑濃度為300 mgI/mL)。國(guó)外學(xué)者在研究肝臟、胰腺?gòu)?qiáng)化掃描時(shí)，將ΔHU(相應(yīng)實(shí)質(zhì)臟器的強(qiáng)化后CT衰減值增量)一般設(shè)定為≥100 HU[17～19]；本研究根據(jù)直線相關(guān)回歸分析，最后測(cè)得在滿足腎皮質(zhì)ΔHU≥100 HU的條件下，腎臟強(qiáng)化掃描的最小造影劑用量為0.88 mL/kg，經(jīng)換算即最小碘量為0.26 gI/kg，這樣便于在使用不同濃度造影劑時(shí)進(jìn)行計(jì)算。

本研究也存在一定的局限性。首先，入選患者數(shù)量相對(duì)較少，結(jié)果可能存在一定的偏倚。其次，研究中未進(jìn)行腎臟排泄期掃描，主要是考慮到增加掃描期相會(huì)增加輻射劑量，因此本研究得到的最小造影劑用量對(duì)于排泄期是否適合還需要進(jìn)一步研究。第三，本研究只采用了一種CT掃描儀及配套迭代重建算法得到結(jié)果，是否適用于其他機(jī)型及迭代重建算法有待進(jìn)一步驗(yàn)證[20]。

[1] Kanematsu M, Goshima S, Kawai N, et al. Low-Iodine-Load and Low-Tube-Voltage CT Angiographic Imaging of the Kidney by Using Bolus Tracking with Saline Flushing[J]. Radiology, 2015,275(6):832-840.

[2]曹東興,程濤,賈鑫鑫,等.雙低能譜CT對(duì)活體供腎動(dòng)脈的術(shù)前評(píng)估[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2015,23(7): 527-530.

[3]Zhang XL, Li SD, Liu WL, et al. Double - low protocol for hepatic dynamic CT scan Effect of low tube voltage and low-dose iodine contrast agent on image quality[J]. Medicine, 2016,95(26):1-8.

[4] 姜燕,臧秀娟,王順娟,等.腎囊腫患者相關(guān)腎功能指標(biāo)及CT征象變化研究[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2016,14(7):77-79.

[5] 陳寒冰,沈鈞康,王澂,等.超聲造影和增強(qiáng)CT在腎癌和腎血管平滑肌脂肪瘤診斷鑒別中的臨床價(jià)值[J].中國(guó)老年學(xué)雜志2017,6(37):2965-3968.

[6]馬婭瓊,黃剛,毛澤慶,等.低濃度對(duì)比劑低管電壓在過(guò)輕或適中體重患者腹部CT增強(qiáng)掃描中的應(yīng)用[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2015,23(7):523-526.

[7] Nodaa Y, Goshimaa S, Miyoshib T, et al. Determination of the least amount of iodine load required for the detection of pancreatic adenocarcinoma at 80-kVp CT[J]. Euro J Radiol, 2016,85(2):901-905.

[8]李忠南,王志銘,徐娜,等.不同劑量對(duì)比劑多層螺旋CT正常犬腎動(dòng)脈成像比較[J].中國(guó)醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志,2012,20(5):335-338.

[9]李嬌,任克.CT評(píng)價(jià)腎功能的研究進(jìn)展[J].國(guó)際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志,2015,38(6):548-551.

[10] 劉乃全,孫廣萍.多層螺旋CT(MSCT)灌注評(píng)估糖尿病腎病患者腎功能的臨床研究[J].中國(guó)CT和MRI雜志,2016,14(5):96-99.

[11] Yoshifumi N, Masayuki K,Satoshi G, et al. Reduction of iodine load in CT imaging of pancreas acquired with low tube voltage and an adaptive statistical iterative reconstruction technique[J].J Comput Assist Tomograp, 2014,38(5):714-720.

[12] 郁義星,劉雨蒙,陸紫微,等.腎臟嫌色細(xì)胞癌和嗜酸細(xì)胞腺瘤CT表現(xiàn)的對(duì)比分析[J].臨床放射學(xué)雜志,2015,34(6):951-954.

[13]Yin WH, Lu B, Gao JB, et al. Effect of reduced X-ray tube voltage, low iodine concentration contrast medium, and sinogram-affirmed iterative reconstruction on image quality and radiation dose at coronary CT angiography: results of the prospective multicenter REALISE trial[J]. J Cardiovasc Comput Tomogr, 2015,9(3):215-224.

[14]Aschoff AJ, Catalano C, Kirchin MA, et al. Low radiation dose in computed tomography: the role of iodine[J]. Br J Radiol, 2017,90:70-79.

[15] 杜海,張浩亮,劉智君,等.寶石能譜CT低電壓聯(lián)合自適應(yīng)性統(tǒng)計(jì)迭代重建在腹部掃描中的應(yīng)用[J].山東醫(yī)藥,2015,55(35):71-73.

[16] 蔣駿麟.低劑量迭代重建對(duì)肝臟CT增強(qiáng)掃描圖像質(zhì)量的影響[J].山東醫(yī)藥,2015,55(48):75-77.

[17] Seyal AR, Arslanoglu A, Abboud SF, et al. CT of the abdomen with reduced tube voltage in adults: A practical approach[J]. Radiographics, 2015,35(7):1922-1939.

[18] Loizou L, Albiin N, Leidner B, et al. Multidetector CT of pancreatic ductal adenocarcinoma : Effect of tube voltage and iodine load on tumour conspicuity and image quality [J]. Eur Radiol, 2016,26(11):4021-4029.

[19] Noda Y, Kanematsu M, Goshima S, et al. Reducing iodine load in hepatic CT for patients with chronic liver disease with a combination of low-tube-voltage and adaptive statistical iterative reconstruction[J]. Eur J Radiol, 2015,84(1):8-11.

[20] 袁灼彬,鄭曉林,鄒玉堅(jiān),等.迭代重建技術(shù)在CT腹部低劑量掃描應(yīng)用的可行性研究[J].臨床放射學(xué)雜志,2016,35(2):288-293.

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.39.027

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B

1002-266X(2017)39-0085-03

時(shí)高峰(E-mail: duyu2528@sina.com)

2017-05-05)