低管電壓、低濃度及個(gè)體化劑量對(duì)比劑頭頸部CTA圖像質(zhì)量及輻射劑量的評(píng)價(jià)

李楊 隋慶蘭 劉霞 牛蕾

[摘要]目的 評(píng)價(jià)低管電壓、低濃度對(duì)比劑（常規(guī)雙低）及個(gè)體化雙低頭頸部CT血管造影（CTA）的圖像質(zhì)量及輻射劑量。方法 將90例病人隨機(jī)分為對(duì)照組（A組：管電壓120 kV，對(duì)比劑碘濃度370 g/L，對(duì)比劑用量為60 mL）、常規(guī)雙低組（B組：管電壓100 kV，對(duì)比劑碘濃度300 g/L，對(duì)比劑用量為60 mL）及個(gè)體化雙低組（C組：管電壓100 kV，對(duì)比劑碘濃度300 g/L，個(gè)體化對(duì)比劑用量），測(cè)量各組輻射劑量，計(jì)算各主要層面圖像對(duì)比噪聲比（CNR）及信噪比（SNR），對(duì)圖像主觀質(zhì)量及靜脈污染情況進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果 3組頸總動(dòng)脈起始部、頸總動(dòng)脈環(huán)狀軟骨水平SNR、CNR值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;B組、C組頸內(nèi)動(dòng)脈起始部、大腦中動(dòng)脈M1段水平SNR、CNR值均顯著低于A組（F=8.259～17.638，P<0.05）。3組間比較，除右側(cè)鎖骨下動(dòng)脈（SA）外（H=10.568，P<0.05），其余各動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。注射側(cè)鎖骨下靜脈偽影評(píng)分C組最高、A組最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H=6.639，P<0.05）;3組頸靜脈污染評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。B組、C組輻射劑量明顯低于A組（F=1 190.187，P<0.05），B組、C組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

結(jié)論 采用256層螺旋CT行常規(guī)雙低及個(gè)體化雙低頭頸部CTA，在圖像質(zhì)量滿足診斷的前提下，可降低輻射劑量及注射側(cè)鎖骨下靜脈偽影的影響。

[關(guān)鍵詞]計(jì)算機(jī)體層攝影血管造影術(shù);輻射劑量;管電壓;造影劑

[中圖分類號(hào)]R814.42

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)] 2096-5532（2019）05-0603-04

doi：10.11712/jms201905024

[開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）]

隨著CT技術(shù)的發(fā)展，CT血管造影（CTA）作為一種方便、高效的頭頸部血管疾病診斷方法已廣泛應(yīng)用于臨床[1]。但頭頸部CTA掃描管電壓較高，大幅增加了病人的輻射劑量[2]，而大劑量、高濃度對(duì)比劑的使用更是增加了受檢者患對(duì)比劑腎病的概率[3]。因此，迫切需要在檢查時(shí)降低輻射劑量，降低對(duì)比劑濃度及用量。目前國內(nèi)外大部分相關(guān)研究均局限于常規(guī)雙低（低管電壓、低濃度對(duì)比劑），而在常規(guī)雙低基礎(chǔ)上進(jìn)一步采用個(gè)體化劑量對(duì)比劑國內(nèi)尚不多見。本研究旨在探討采用常規(guī)雙低及個(gè)體化雙低的CTA檢查方法，是否可以在保障圖像質(zhì)量的前提下降低病人的輻射劑量、減少對(duì)比劑的用量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集由于相關(guān)疾病在我院就診并擬行頭頸部CTA檢查的病人共90例，其中男47例，女43例，年齡29～77歲，平均年齡（60.62±10.28）歲。將90例病人隨機(jī)分為對(duì)照組（A組）、常規(guī)雙低組（B組）和個(gè)體化雙低組（C組），每組30例。3組病人的性別、年齡差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。所有病人均簽署知情同意書。

1.2 CTA檢查方法

使用Philips iCT 256層螺旋CT機(jī)，3組掃描管電流均固定為250 mA，掃描層厚0.625 mm，層間距0.625 mm，球管旋轉(zhuǎn)速度0.27 r/s，螺距0.625。于病人右側(cè)肘正中靜脈留置20 G套管針，使用高壓雙筒注射器以5 mL/s流量注射對(duì)比劑，對(duì)比劑注射前后分別團(tuán)注20、40 mL的生理鹽水。掃描取仰臥位，頭先進(jìn)，采用對(duì)比劑跟蹤技術(shù)，于主動(dòng)脈弓降部勾畫ROI，觸發(fā)閾值設(shè)定為150 Hu，觸發(fā)后延遲4.3 s掃描，掃描范圍自主動(dòng)脈弓至顱頂。3組病人管電壓、對(duì)比劑碘濃度和對(duì)比劑用量如下。A組：管電壓120 kV，對(duì)比劑碘濃度370 g/L，對(duì)比劑用量60 mL;B組：管電壓100 kV，對(duì)比劑碘濃度300 g/L，對(duì)比劑用量60 mL;C組：管電壓100 kV，對(duì)比劑碘濃度300 g/L，個(gè)體化對(duì)比劑用量（對(duì)比劑用量（mL）=體質(zhì)量（kg）×λ。當(dāng)病人體質(zhì)量為45～60 kg時(shí)，λ=0.7;體質(zhì)量為61～75 kg時(shí)，λ=0.8;體質(zhì)量>75 kg時(shí)，λ=0.9）。3組病人其他掃描條件均相同。

1.3 圖像分析

將掃描所得數(shù)據(jù)上傳至Philips EBW 4.02工作站進(jìn)行后處理，由兩名長(zhǎng)期從事血管診斷工作的放射科醫(yī)師通過GE Centricity PACS系統(tǒng)以雙盲法對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。各指標(biāo)最終評(píng)分取兩名醫(yī)師評(píng)分的平均值。

1.3.1 客觀評(píng)價(jià) ①信噪比（SNR）、對(duì)比噪聲比（CNR）：測(cè)量頸總動(dòng)脈（CCA）起始部、CCA環(huán)狀軟骨水平、頸內(nèi)動(dòng)脈（ICA）起始部、大腦中動(dòng)脈M1段CT值;測(cè)量上述層面身體左右兩側(cè)的空氣CT值，取CT值標(biāo)準(zhǔn)差的平均值為圖像噪聲;測(cè)量上述層面左右椎旁肌或顳肌的CT值，取平均值為背景信號(hào)。計(jì)算SNR、CNR，計(jì)算公式為：SNR=動(dòng)脈CT值/圖像噪聲，CNR=（動(dòng)脈CT值-背景信號(hào)）/圖像噪聲。②頸靜脈污染評(píng)分：于環(huán)狀軟骨水平測(cè)量雙側(cè)頸靜脈的CT值，采用3分評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)頸靜脈污染情況。1分：頸靜脈CT值>200 Hu，接近或超過鄰近動(dòng)脈，鄰近動(dòng)脈觀察和重建受到影響;2分：頸靜脈的CT值較高，100 Hu<CT值≤200 Hu，但是不影響動(dòng)脈的重建和觀察;3分：頸靜脈CT值≤100 Hu，不影響動(dòng)脈的重建和觀察。

1.3.2 主觀評(píng)價(jià) ①采用4級(jí)評(píng)分法[4]對(duì)頭頸部動(dòng)脈22個(gè)主要層面進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，包括主動(dòng)脈弓、基底動(dòng)脈、鎖骨下動(dòng)脈（SA）、CCA起始部及環(huán)狀軟骨水平、ICA起始部及虹吸部、頸外動(dòng)脈（ECA）、大腦前動(dòng)脈A2段、大腦中動(dòng)脈M1段、椎動(dòng)脈V2段及大腦后動(dòng)脈P1段。②采用3分評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)注射側(cè)鎖骨下靜脈硬束偽影情況。1分：偽影嚴(yán)重，影響動(dòng)脈重建、評(píng)價(jià);2分：存在較明顯偽影，但不影響鄰近動(dòng)脈重建、評(píng)價(jià);3分：不存在明顯偽影，靜脈顯示清晰。

1.4 輻射劑量

掃描后儀器自動(dòng)生成劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。兩名醫(yī)師各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量及評(píng)價(jià)的一致性采用Kappa檢驗(yàn)進(jìn)行分析。計(jì)量資料以[AKx-D]±s表示，3組病人一般資料、SNR、CNR及輻射劑量比較采用方差分析，圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、靜脈偽影和頸靜脈污染評(píng)分比較采用Kruskal Wallis H秩和檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩名醫(yī)師各項(xiàng)指標(biāo)測(cè)量Kappa值均>0.6，具有較高的一致性。

2.1 SNR和CNR

本文3組病人CCA起始部、CCA環(huán)狀軟骨水平SNR、CNR值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）;B、C組病人ICA起始部、大腦中動(dòng)脈M1段水平SNR、CNR值均顯著低于A組（F=8.259～17.638，P<0.05），而兩雙低組（B組、C組）間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

2.2 圖像質(zhì)量評(píng)分

本文3組間比較，除右側(cè)鎖骨下動(dòng)脈（SA）外（H=10.568，P<0.05），其余各動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表2。

2.3 靜脈偽影和頸靜脈污染評(píng)分

注射側(cè)鎖骨下靜脈偽影評(píng)分C組最高、A組最低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（H=6.639，P<0.05）;3組病人頸靜脈污染評(píng)分比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表3。

2.4 輻射劑量

A、B、C組組DLP分別為（752.47±40.93）、（449.58±19.45）、（450.21±18.30）mGy·cm，B、C組DLP分別較A組降低40.25%、40.16%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=1 190.187，P<0.05），而A、B組DLP差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

3 討論

頭頸部CTA作為一種方便有效的血管成像技術(shù)，有著數(shù)字減影血管造影（DSA）、磁共振血管成像（MRA）、多普勒超聲等其他血管檢查成像技術(shù)難以替代的優(yōu)勢(shì)，尤其對(duì)于動(dòng)脈粥樣硬化等疾病的檢出具有很高的準(zhǔn)確性和靈敏度[5]。但高管電壓以及大劑量、高濃度對(duì)比劑的使用增加了病人潛在的風(fēng)險(xiǎn)，目前已引起廣泛關(guān)注[6]。因此，在圖像質(zhì)量得以保障的前提下應(yīng)降低管電壓、對(duì)比劑的濃度及用量。

頭頸部CTA掃描層厚薄、范圍大，所掃及層面包含眼晶狀體、甲狀腺等對(duì)X線敏感的器官[7]，因此，在保證所獲得圖像能夠滿足診斷的同時(shí)，應(yīng)盡量降低掃描輻射劑量。管電壓、管電流、層厚、螺距、曝光時(shí)間、掃描范圍等因素均可以影響輻射劑量，其中管電壓因與輻射劑量呈正相關(guān)而最為關(guān)鍵，降低管電壓可明顯降低輻射劑量[8-9]。降低管電壓時(shí)高密度物質(zhì)的X線衰減系數(shù)會(huì)增加，利用這一特性，可以在降低對(duì)比劑濃度的條件下增加血管對(duì)比度，得到滿足診斷所需的CT值，這也是雙低CTA可行的理論依據(jù)[10-12]。本研究中各組病人的血管CT值均在理想?yún)^(qū)間內(nèi)，同時(shí)常規(guī)雙低組和個(gè)體化雙低組病人的輻射劑量均明顯降低，DLP較對(duì)照組分別降低了40.25%和40.16%。

相關(guān)研究表明，病人體質(zhì)量對(duì)動(dòng)脈血管的強(qiáng)化程度有明顯影響[13]，故本研究中個(gè)體化雙低組對(duì)比劑用量采用體質(zhì)量作為變量進(jìn)行計(jì)算，在45～60、61～75 kg體質(zhì)量的人群中對(duì)比劑用量分別減少了33.88%和7.25%，常規(guī)雙低組對(duì)比劑用量組則較對(duì)照組降低了18.9%。在本研究所測(cè)量的4個(gè)層面中，兩個(gè)雙低組ICA起始部、大腦中動(dòng)脈M1段水平的SNR、CNR值均顯著低于對(duì)照組，而兩個(gè)雙低組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩個(gè)雙低組SNR、CNR值降低是由于管電壓降低、圖像噪聲增大導(dǎo)致的。雖然兩個(gè)雙低組2個(gè)層面SNR、CNR值略低，但3組病人各動(dòng)脈節(jié)段圖像質(zhì)量主觀評(píng)分均接近或達(dá)到4分，圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀，且除右側(cè)SA外，各組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。對(duì)照組右側(cè)SA評(píng)分較低的原因可能是由于注射后對(duì)照組右側(cè)鎖骨下靜脈內(nèi)對(duì)比劑濃度高、靜脈偽影較大造成的，在靜脈偽影評(píng)價(jià)中個(gè)體化雙低組評(píng)分最高、對(duì)照組評(píng)分最低的結(jié)果也恰恰印證了這一點(diǎn)。我們?cè)谧⑸鋵?duì)比劑前后分別團(tuán)注20、40 mL的生理鹽水，這樣可以最大限度地降低對(duì)比劑用量，通過合理控制掃描時(shí)間，讓靶血管得到充分顯影，同時(shí)降低周圍靜脈尤其是頭臂靜脈造影劑殘留造成的偽影。本研究結(jié)果顯示，3組病人頸靜脈污染評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，均在合理范圍內(nèi)，這也說明本研究中掃描時(shí)相的選擇較為精準(zhǔn)。

本研究將低管電壓掃描技術(shù)與低濃度對(duì)比劑的應(yīng)用結(jié)合起來，利用降低管電壓和對(duì)比劑濃度而CT值上升的特點(diǎn)獲得了良好的對(duì)比度，完全可以滿足診斷需求。在降低管電壓、降低對(duì)比劑濃度的同時(shí)，本研究根據(jù)病人的體質(zhì)量個(gè)體化對(duì)比劑用量，不但在部分人群中進(jìn)一步降低了對(duì)比劑用量，而且降低了注射側(cè)鎖骨下靜脈硬束偽影的影響，在獲得良好圖像的同時(shí)使雙低頭頸部CTA的應(yīng)用更加合理化。但本研究也存在值得完善的地方，如在降低管電壓的同時(shí)可以適當(dāng)升高管電流進(jìn)行補(bǔ)償，以降低圖像噪聲、提高圖像質(zhì)量。

綜上所述，本文結(jié)果顯示，常規(guī)雙低以及個(gè)體化雙低頭頸部CTA，在圖像質(zhì)量滿足診斷的前提下，可以降低輻射劑量及注射側(cè)鎖骨下靜脈偽影的影響，值得臨床推廣應(yīng)用。

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（本文編輯 馬偉平）