雙源CT掃描模式下間接CT靜脈造影低能量與低千伏成像技術(shù)圖像對(duì)比分析

張斌，陸海華，周煜奇，張玲芳，曹玉林

急性肺血栓栓塞癥（PTE）是較常見的心血管系統(tǒng)疾病之一［1］。多層螺旋CT肺動(dòng)脈造影（CTPA）目前已成為篩查PTE的首選檢查方法［2］。鑒于PTE的栓子90%以上來自下肢深靜脈血栓（DVT）的脫落［3］，在CTPA后2～4 min，利用尚在循環(huán)系統(tǒng)中的造影劑行間接CT靜脈造影（ICTV）有助于提高診斷的準(zhǔn)確性［4-5］。造影強(qiáng)化不足是ICTV檢測(cè)DVT失敗最常見的原因。有研究顯示降低管電壓能夠在提供足夠清晰影像的同時(shí)明顯提高血管CT值［6-7］。而雙能量CT掃描后獲得的低能量圖像也能達(dá)到類似的效果［8-9］。本研究回顧性連續(xù)選取50例臨床上疑有肺栓塞而行雙源CT雙能量CTPA聯(lián)合ICTV檢查患者，獲取下肢深靜脈50 keV單能量圖像及80 kVp圖像，比較二者在顯影整體質(zhì)量、靜脈強(qiáng)化效果和圖像噪聲方面的差異，探索最優(yōu)化ICTV影像掃描和重建方案，為臨床實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和操作經(jīng)驗(yàn)。

本文要點(diǎn)：

本文結(jié)果提示，在雙源CT雙能量間接CT靜脈造影（ICTV）掃描模式下，低能量（50 keV）圖像質(zhì)量與低千伏（80 kVp）成像技術(shù)圖像相仿，前者血管強(qiáng)化值更高，有可能增強(qiáng)影像醫(yī)師診斷下肢深靜脈血栓（DVT）的信心。

與單源CT低千伏成像技術(shù)圖像相比，雙源CT雙能量ICTV掃描輻射劑量是否更大？本文未能做出進(jìn)一步回答。鑒于低能量圖像碘對(duì)比劑的CT值更高，雙源CT雙能量ICTV掃描碘對(duì)比劑用量可否較常規(guī)掃描減少？這也是一個(gè)具有重要臨床意義的問題，值得進(jìn)一步探索。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡18～75歲，性別不限；（2）臨床上疑有PTE的患者（依據(jù)臨床癥狀和D-二聚體水平判斷）；（3）生命體征平穩(wěn)；（4）預(yù)計(jì)生存期在6個(gè)月以上；（5）患者或家屬簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：妊娠期婦女；肝腎功能不全；有碘對(duì)比劑過敏史；存在明顯影響研究結(jié)果的嚴(yán)重心肺循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)障礙。

1.2 臨床資料 依據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)，連續(xù)選取2012年6月—2017年6月浙江省立同德醫(yī)院臨床上疑有PTE且行雙源CT雙能量CTPA聯(lián)合ICTV檢查患者（剔除偽影明顯或有嚴(yán)重心肺循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)障礙者）50例。其中男37例，女13例；年齡23～87歲，平均年齡（64±15）歲；體質(zhì)量40～76 kg，平均體質(zhì)量（55.6±11.0）kg。獲取的深靜脈50 keV單能量圖像數(shù)據(jù)作為A組，獲取的80 kVp圖像數(shù)據(jù)作為B組。

1.3 ICTV掃描方法 采用Siemens SOMATOM Definition Flash 128 層新雙源CT機(jī)，造影劑選擇碘比醇350〔35 g（I）/100 ml〕。造影劑總量120 ml，由右肘前靜脈注入，速率4.0 ml/s；注射完畢后再以相同的速率注射50 ml 0.9%氯化鈉溶液。利用造影追蹤技術(shù)先行CTPA檢查，之后行ICTV檢查，掃描延遲時(shí)間3 min，掃描范圍為橫膈頂至膝關(guān)節(jié)間隙下。參數(shù)設(shè)置：雙管球峰值管電壓分別為140、80 kV，相應(yīng)參考管電流分別為60、240 mAs。開啟Care Dose 4D，螺距0.7，床速37 mm/周，球管旋轉(zhuǎn)0.33 s/周，準(zhǔn)直器寬度2 mm×64 mm×0.6 mm。重建層厚1.0 mm。

1.4 影像后處理與測(cè)量 將兩組圖像數(shù)據(jù)載入工作站（Syngo MMWP VE40A）雙能量處理界面，打開Monoenergetic界面，將A組圖像數(shù)據(jù)調(diào)入inspace處理界面行多平面重建（MPR）及容積重建（VRT）。選擇下腔靜脈遠(yuǎn)端、右股靜脈（腹股溝韌帶水平）、右腘靜脈（腘窩水平）作為評(píng)估深靜脈系統(tǒng)強(qiáng)化效果的3個(gè)目標(biāo)血管層面（如在感興趣區(qū)發(fā)現(xiàn)栓子，則以對(duì)側(cè)同等血管代替）。在每個(gè)血管層面的中央以圓形ROI覆蓋接近100%區(qū)域，測(cè)量其靜脈CT值。測(cè)量圖像噪聲值（掃描視野內(nèi)空氣CT值的標(biāo)準(zhǔn)差）。

將B組圖像數(shù)據(jù)調(diào)入inspace處理界面行MPR及VRT，選擇上述同層面目標(biāo)血管同法測(cè)量靜脈CT值及圖像噪聲。

1.5 圖像解讀與評(píng)估 由課題組內(nèi)2位主治醫(yī)師在不知情分組和影像后處理方式等信息情況下，各自獨(dú)立完成血管評(píng)估報(bào)告，意見不一致時(shí)由課題組主任醫(yī)師做出診斷仲裁。

參考ARAKAWA等［10］的方法進(jìn)行主觀圖像質(zhì)量評(píng)分：優(yōu)異（與鄰近動(dòng)脈強(qiáng)化程度一致的均勻強(qiáng)化，4分）、良好（非均勻性強(qiáng)化，強(qiáng)化程度低于鄰近動(dòng)脈與肌肉的中間值，3分）、尚可（強(qiáng)化程度增強(qiáng)幅度與周圍肌肉一致，2分）、較差（強(qiáng)化程度增強(qiáng)低于周圍肌肉組織，1分）4個(gè)等級(jí)。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 11.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示；正態(tài)分布的計(jì)量資料以（）表示，兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 檢查結(jié)果 50例患者中，11例（22%）患者檢出靜脈血栓栓塞癥（VTE），其中9例檢出PTE（3例合并DVT），2例檢出孤立性DVT。

2.2 靜脈CT值及圖像噪聲值 A組靜脈CT值高于B組，A組圖像噪聲大于B組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，見表1、圖 1～4）。

2.3 主觀圖像質(zhì)量評(píng)分 A組與B組主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05，見表1）。

表1 兩組靜脈CT值、圖像噪聲及主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較（）Table 1 Comparison of venous attenuation，image noise，and radiologists'evaluation of image quality between the two groups

表1 兩組靜脈CT值、圖像噪聲及主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較（）Table 1 Comparison of venous attenuation，image noise，and radiologists'evaluation of image quality between the two groups

組別 例數(shù) 靜脈CT值（Hu）圖像噪聲（Hu）主觀圖像質(zhì)量評(píng)分（分）A 組 50 282.2±32.0 29.2±5.2 3.3±0.38 B 組 50 193.4±27.9 20.5±4.1 3.5±0.42 t值 14.790 9.290 -1.614 P 值 ＜0.001 ＜0.001 0.106

3 討論

VTE是指發(fā)生在循環(huán)系統(tǒng)靜脈端的各種形式的病理性血栓形成。當(dāng)VTE發(fā)生在下肢深靜脈時(shí)即為DVT，其對(duì)人體最致命的威脅是因血栓脫落而導(dǎo)致的PTE。CHAM等［11］發(fā)現(xiàn)，部分有臨床潛匿的DVT而沒有發(fā)生PTE的患者，可能受益于ICTV檢查而確診為VTE，CTPA結(jié)合ICTV可以使VTE的檢出率提高20%。KRISHAN等［12］通過對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)系統(tǒng)回顧和薈萃分析后發(fā)現(xiàn)，在CTPA之后行ICTV檢查額外檢出了3%〔95%CI（2%，4%）〕的孤立性DVT。

為了達(dá)到深靜脈最佳顯影效果，研究者們?cè)O(shè)計(jì)并報(bào)告了多種檢查方案和技巧，例如等滲造影劑的使用可以降低滲透性利尿和血液稀釋，在平衡期可適度提高靜脈顯影質(zhì)量［13］。止血帶和長(zhǎng)筒彈力襪的使用能夠明顯減少遠(yuǎn)端肢體淺靜脈的回流量，顯著改善深靜脈增強(qiáng)效果［14］。SHI等［15］報(bào)道：直接靜脈造影聯(lián)合間接靜脈造影有助于靜脈系統(tǒng)的3D重建，明顯提高DVT的診斷準(zhǔn)確率。張衛(wèi)國(guó)等［16］認(rèn)為：對(duì)比劑注入后掃描延遲時(shí)間的選擇是CT下肢靜脈血管造影掃描檢查圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。ARAKAWA等［10］的研究發(fā)現(xiàn)，造影劑量、體質(zhì)量、掃描延遲時(shí)間是與深靜脈強(qiáng)化值始終相關(guān)的獨(dú)立變量；作者認(rèn)為，靜脈CT值與血栓CT值之差應(yīng)該大到可以明確診斷的程度，這樣的靜脈顯影才能滿足CT診斷DVT的需要。血栓的CT值各家報(bào)道不一：CHAM等［17］報(bào)告的平均值為51 Hu〔95%CI（45，57）Hu〕，GOODMAN 等［13］認(rèn)為最佳的靜脈強(qiáng)化值應(yīng)該＞80 Hu。

圖1 患者1股靜脈50 keV單能量圖像Figure 1 Case 1：50 keV monochromatic image of the femoral vein

圖2 患者1股靜脈80 kVp圖像Figure 2 Case 1：80 kVp image of the femoral vein

圖3 患者2腘靜脈血栓50 KeV單能量圖像Figure 3 Case 2：50 keV monochromatic image show thrombosis involving the popliteal vein

圖4 患者2腘靜脈血栓80 kVp圖像Figure 4 Case 2：80 kVp image show thrombosis involving the popliteal vein

在醫(yī)學(xué)影像診斷中，X線與物質(zhì)相互作用的方式主要是光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)。低千伏成像技術(shù)時(shí)，康普頓效應(yīng)不變，但光電效應(yīng)呈指數(shù)級(jí)增加；另一方面，當(dāng)使用處于或略高于K邊緣的能量時(shí)，元素的K邊緣光電效應(yīng)也明顯增加光電效應(yīng)的頻率［18］。對(duì)碘而言，在低管電壓CT技術(shù)中，光電效應(yīng)和K邊緣效應(yīng)的增加明顯提高了其CT值。碘的CT值在80 kVp成像時(shí)較140 kVp時(shí)增加約80%［19］。80 kVp圖像能提供血管、實(shí)質(zhì)器官和富血供病變更高的強(qiáng)化值和對(duì)比噪聲比（CNR），可用于肺栓塞、肝臟富血供病變、胰腺癌、血管內(nèi)支架修補(bǔ)術(shù)后內(nèi)漏形成等的檢測(cè)［20-23］。FUJIKAWA等［6］和ODA等［24］分別嘗試并報(bào)告了低千伏成像技術(shù)在間接CT靜脈造影中的應(yīng)用。FUJIKAWA等［6］比較了ICTV檢查中不同千伏條件（100、120 kVp）下的有效輻射劑量，下腔靜脈、股靜脈、腘靜脈的強(qiáng)化值與圖像噪聲，發(fā)現(xiàn)降低管電壓能夠在提供足夠清晰影像的同時(shí)明顯改善血管強(qiáng)化并降低平均有效劑量。ODA等［24］也發(fā)現(xiàn)，低千伏成像技術(shù)可以降低ICTV檢查中輻射劑量和造影劑用量，而對(duì)圖像質(zhì)量并不造成明顯損害。

雙能量CT是利用具有2種能量的CT數(shù)據(jù)以顯示解剖和病變，鑒別組織成分。雙源CT機(jī)可常規(guī)獲得80（100） kVp、Sn 140 kVp及平均加權(quán)120 kVp的圖像。運(yùn)用Monoenergetic（單能譜）軟件通過特殊計(jì)算可得到40～190 keV范圍內(nèi)不同光子能量下的圖像。單能量圖像在不同能量水平具有不同特征，低能量水平的X線穿透力低，圖像上組織的對(duì)比增強(qiáng)，但噪聲增高；高能量水平的X線穿透力高，圖像上硬化偽影減少，但組織的對(duì)比減弱。KULKARNI等［8］發(fā)現(xiàn)50 keV單能量圖像較70 keV單能量圖像靜脈強(qiáng)化值顯著提高，可增加DVT的診斷信心，降低檢查的不確定性比率。ZHAO等［25］也發(fā)現(xiàn)，門靜脈螺旋CT掃描成像中，50～53 keV單能量圖像可降低碘對(duì)比劑用量并提高門靜脈CT值。

本研究比較了在ICTV檢查中，50 keV單能量圖像與80 kVp圖像在靜脈強(qiáng)化及圖像質(zhì)量的差異，結(jié)果顯示A組靜脈CT值明顯高于B組，前者圖像噪聲亦明顯大于后者，但兩組在主觀圖像質(zhì)量評(píng)分方面無明顯差異?？傊?，雙源CT雙能量ICTV掃描模式下，低能量（50 keV）圖像質(zhì)量與低千伏（80 kVp）成像技術(shù)圖像相仿，但其血管強(qiáng)化值更高，有可能增強(qiáng)影像醫(yī)師診斷DVT的信心。但與單源CT低千伏成像技術(shù)相比，雙源CT雙能量ICTV掃描輻射劑量是否更大？碘對(duì)比劑用量可否較常規(guī)掃描減少？仍然需要進(jìn)一步探討。

作者貢獻(xiàn)：陸海華進(jìn)行文章的構(gòu)思和設(shè)計(jì)，文章的可行性分析，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)；張斌負(fù)責(zé)文獻(xiàn)/資料收集、整理，撰寫論文；周煜奇進(jìn)行論文和英文的修訂；張玲芳負(fù)責(zé)文章的審校；曹玉林負(fù)責(zé)CT掃描方案的設(shè)計(jì)及實(shí)施。

本文無利益沖突。

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