低管電壓聯(lián)合低流率、低劑量對比劑掃描方案在Stellar CT 大螺距肺動脈成像中的應用

康 瑞，王 昕，崔建軍，石 峰，鄭淑鳳，王全用，張晨穎，石 磊，邊 驥

（內(nèi)蒙古自治區(qū)中醫(yī)醫(yī)院醫(yī)學影像科，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010010）

肺動脈栓塞起病急、病死率較高，早期溶栓及對癥治療可明顯降低該病的病死率［1］，所以早期、快速、高效診療尤為重要。近年來CT 因其較高的診斷準確率和可排除其他引起類似肺栓塞癥狀疾病的優(yōu)點，已成為急性肺栓塞首選的影像檢查手段，并逐步取代核素肺通氣-灌注掃描和肺動脈造影［2］，在臨床應用越來越普遍。最好的肺動脈掃描采集時間是在上腔靜脈內(nèi)對比劑殘留較少、肺動脈處于強化峰值期且肺靜脈強化又較弱時［3］，因此對比劑注射方法和掃描采集時間至關(guān)重要。本文結(jié)合雙源Definition Flash Stellar CT 大螺距肺動脈采集時間，設計3 種不同低管電壓、低流率、低劑量對比劑掃描方案，旨在探討掃描方案的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 連續(xù)收集2016 年11 月至2019 年6 月在我院行肺動脈CT 血管造影（computer tomography pulmonary artery，CTPA）檢查的90 例患者，男50 例，女40 例；年齡44～76 歲，平均（58.5±7.3）歲；心率62～83 次/min，平均（68.5±6.6）次/min；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）＜25 kg/m2，平均（23.6±1.0）kg/m2。隨機分為A、B、C 組，每組30 例。排除嚴重器官衰竭、碘對比劑過敏、嚴重心率不齊、孕婦或哺乳期婦女等。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器及方法 采用Siemens 炫速光子雙源Definition Flash Stellar CT 機，3 組均選擇大螺距肺動脈模式（螺距3.2）進行掃描。掃描范圍自膈角最低處至主動脈弓上2 cm［4］。掃描參數(shù)：100 kV，自動管電流調(diào)節(jié)（參考管電流456 mAs），球管旋轉(zhuǎn)時間0.28 s，準直2×128×0.6 mm。ROI 設在近右心房處上腔靜脈，采用Bolus-tracking 技術(shù)，當上腔靜脈CT值上升100 HU 后，取消呼吸指令縮短移床時間，自動觸發(fā)以足頭方向進行掃描。使用非離子對比劑碘海醇（碘濃度350 mg/mL），注射流率4 mL/s，劑量A 組30 mL，B 組20 mL，C 組15 mL，后以同流率注入生理鹽水30 mL。

1.3 數(shù)據(jù)采集 記錄3 組年齡、性別、BMI 及心率；通過掃描界面記錄掃描長度；通過CT-Dose Report列表記錄輻射劑量長度乘積（dose length product，DLP），計算平均有效輻射劑量（effective dose，ED）=DLP（mGy·cm）×轉(zhuǎn)換系數(shù)k（采用歐盟委員會的標準，k=0.017）［5］。

1.4 圖像后處理 所得數(shù)據(jù)均采用SAFIRE 迭代算法進行重建，卷積核參數(shù)If 26，層厚0.5 mm，層距0.5 mm。數(shù)據(jù)傳送至Siemens 后處理工作站行MPR、MIP 及VR。

1.5 圖像質(zhì)量評價

1.5.1 客觀評價 通過軸位圖像分別測量肺動脈主干中部、左肺動脈中部及右肺動脈中部的CT 值及其標準差（噪聲值），每處測量3 次，ROI 盡可能接近血管管腔范圍并避開病變區(qū)。CT 值>200 HU 滿足診斷［6］。用（20±2）mm2的ROI 測量肺動脈主干同層豎脊肌及胸壁脂肪的CT 值及標準差，并計算CNR=（CTlumen-CTconnectivetissue）/CTnoise，CTlumen為肺動脈主干CT值，CTconnectivetissue為肺動脈主干同層豎脊肌CT 值，CTnoise為胸壁脂肪CT 值的標準差［7］。

1.5.2 主觀評價 由2 名放射科醫(yī)師對圖像進行主觀評價，肺動脈圖像質(zhì)量評價采用5 分法［8］：5 分，肺動脈段及亞段顯示清晰，邊界清晰，肺靜脈對比度好，未見強化；4 分，肺動脈段及亞段顯示尚可，強化度尚可，對比度良好，肺靜脈略強化；3 分，肺動脈段及亞段顯示一般，邊界欠清楚，偶有偽影，與相鄰肺靜脈同等強化；2 分，肺動脈段及亞段輕度強化，對比度較差，低于伴行肺靜脈強化，管腔顯示欠清楚；1分，肺動脈顯示不佳，強化低，顯示不清，影響診斷。

上腔靜脈硬化偽影評價采用分級法［9］：0 級，未見明顯偽影（圖1a）；1 級，周圍存在偽影（圖1b）。

圖1 上腔靜脈偽影分級 圖1a 0 級，未見明顯偽影 圖1b 1 級，周圍存在偽影

1.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 20.0 軟件行統(tǒng)計分析，采用雙錄入法錄入數(shù)據(jù)行正態(tài)性檢驗，計量資料以表示。正態(tài)分布方差齊性的多均數(shù)行方差分析，兩均數(shù)行獨立樣本t 檢驗；圖像質(zhì)量評分采用多個樣本的非參數(shù)Kruskal-Wallis 檢驗；計數(shù)資料行Fisher 精確檢驗，以P＜0.05 差異有統(tǒng)計學意義。2名評價者的一致性采用Kappa 檢驗，K>0.7 為一致性較好，0.4～0.7 為一致性中等，＜0.4 為一致性差。

2 結(jié)果

2.1 3 組一般資料及輻射劑量比較 3 組年齡、性別、BMI、心率、掃描長度及ED 差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05，表1）。

表1 3 組一般資料及輻射劑量比較（）

表1 3 組一般資料及輻射劑量比較（）

注：BMI，體質(zhì)量指數(shù)；ED，有效輻射劑量。

2.2 3 組圖像質(zhì)量比較 3 組肺動脈主干及分支顯示清晰（圖2～4）。CT 值在同組肺動脈主干、左肺動脈及右肺動脈之間差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。A、B、C 組平均肺動脈CT 值分別為（366.8±96.3）、（285.7±86.5）和（258.9±92.6）HU，差異有統(tǒng)計學意義，A 組與B、C 組差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。3 組肺動脈主干CT 值差異有統(tǒng)計學意義，左肺動脈及右肺動脈CT 值差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）。A、B、C 組CT 值≤200 HU 的比例分別為3.3%（1/30）、6.7%（2/30）、13.3%（4/30），差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。3 組CNR 比較，差異有統(tǒng)計學意義，A 組與B、C 組差異均有統(tǒng)計學意義（均P＜0.05）（表2）。平均肺動脈評分A 組（4.05±0.69）分，B 組（3.80±0.95）分，C 組（3.47±1.02）分，差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。B、C 組上腔靜脈偽影0 級比例優(yōu)于A 組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）（表3）。2 位評價者之間的一致性較好（K=0.832）。

表2 肺動脈CT 值及CNR 比較

表3 肺動脈圖像質(zhì)量評分及上腔靜脈偽影分級比較

3 討論

在肺動脈栓塞中，95%以上的栓子來自下肢膝以上的深部靜脈，特別是腘靜脈、股靜脈和髂靜脈，且急性肺栓塞起病急，臨床表現(xiàn)多樣，發(fā)病1～2 h 可致死亡［1］。隨著MSCT 的不斷發(fā)展，肺動脈CT 檢查日益普及，通過對原始軸位圖像行MPR、MIP 和VR等多種后處理，不僅可診斷肺栓塞、判斷其嚴重程度及預后，且能診斷胸部常見病變，給臨床提供更多診療信息。

圖2 女，51 歲，心率79 次/min，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）21.6 kg/cm2，輻射劑量0.98 mSv，對比劑用量30 mL 圖2a（右肺動脈冠狀面MIP）、圖2b（雙肺動脈橫斷面MIP）、圖2c（左肺動脈冠狀面MIP）肺動脈顯示清晰，評5 分，未見明顯偽影，左、右肺動脈及其分支見多發(fā)對比劑充盈缺損區(qū)（箭）圖3 男，65 歲，心率60 次/min，BMI 22.5 kg/cm2，輻射劑量1.16 mSv，對比劑用量20 mL 圖3a（右肺動脈冠狀面MIP）、圖3b（左肺動脈冠狀面MIP）、圖3c（肺動脈VR）肺動脈顯示清晰，評5 分，未見明顯偽影，左、右肺動脈分支見多發(fā)對比劑充盈缺損區(qū)（箭）圖4 男，62 歲，心率60 次/min，BMI 24.9 kg/cm2，輻射劑量1.17 mSv，對比劑用量15 mL 圖4a（右肺動脈矢狀位MIP）、圖4b（右肺動脈橫斷面MPR）、圖4c（左下肺動脈MPR）肺動脈顯示清晰，評5 分，未見明顯偽影，右上肺動脈前段、右下肺動脈前基底段及左下肺動脈內(nèi)前基底段見對比劑充盈缺損區(qū)（箭）

目前降低患者輻射劑量的方法有2 類［10］：①調(diào)整X 線，如管電流、管電壓；②減少X 線曝光長度或減少檢查時間，如調(diào)整螺距或掃描長度。在CTPA 檢查中，因為肺臟有良好的天然對比，所以適當提高噪聲值，一般不影響肺動脈疾病的診斷。另外，肺動脈掃描中，因為對比劑未完成一個肺循環(huán)，回心血液及肺血稀釋對比劑的作用較小，所以可使用相對較少的對比劑進行掃描，依然可得到相對良好的強化效果，因此，CTPA 便于開展低劑量技術(shù)的檢查。本研究綜合應用上述2 種方法，在降低管電壓的同時，采用大螺距掃描，實現(xiàn)低劑量檢查的目的，并得到較好的結(jié)果。同時，Definition Flash Stellar 雙源CT 機具有獨有的“光子”探測器，可有效降低掃描輻射劑量，提高圖像質(zhì)量。FELIX 等［11］報道，相同管電壓條件下，Definition Flash Stellar 雙源CT 比Definition Flash 雙源CT 機具有更高的CNR 值，圖像質(zhì)量較好。本研究中A、B、C 組平均ED 分別為（1.11±0.07）、（1.13±0.06）、（1.12±0.07）mSv，輻射劑量低于孫國臣等［12］使用二代雙源CT 機（100 kV，對比劑劑量30 mL）行“雙低”肺動脈掃描檢查中平均1.98 mSv的結(jié)果，進一步降低了輻射劑量；同時采用迭代重建技術(shù)可確保良好的圖像，便于診斷肺動脈疾病及其他肺部基本病變，A、B、C 組平均CNR 值分別為30.62±10.84、18.34±7.75、18.18±8.77，平均肺動脈評分分別為（4.05±0.69）、（3.80±0.95）、（3.47±1.02）分，均具有較高的圖像質(zhì)量，可滿足CTPA 診斷。

因CTPA 檢查中對比劑未完成肺循環(huán)，血液稀釋作用較低，因此體質(zhì)量對對比劑用量影響較小，可使用其他部位更低的對比劑用量［13］。多數(shù)小劑量肺動脈掃描文獻中，對比劑總量20～50 mL，文獻［14］報道使用20 mL 對比劑可清晰顯示肺動脈段及亞段；國內(nèi)低對比劑肺動脈掃描多采用碘濃度370 mg/mL的高濃度對比劑，注射流率為4～6 mL/s［15］。選擇高濃度對比劑時可適當降低注射流率，尤其是在降低管電壓條件下，一方面保證有更長的峰值維持時間，增加肺動脈掃描的成功性；另一方面有效利用對比劑，避免肺動脈強化過高。對比劑注射后注射一定量生理鹽水，有助于沖洗導管及靜脈內(nèi)的對比劑進入血液循環(huán)，增加對比劑的利用率，可延長或增加肺動脈強化［16］。本研究在100 kV 條件下觸發(fā)上腔靜脈近右心房處，閾值設定為上腔靜脈CT 值上升100 HU時進行掃描，最低對比劑用量15 mL，注射流率降低為4 mL/s，結(jié)果顯示對大部分患者效果良好。90 例中7 例（7.8%）肺動脈CT 值不足200 HU，究其原因有以下幾點：①強化峰值維持時間較短，存在個體差異，掃描時間不易把握；②對比劑用量過少，不足以達到強化峰值；③選擇上腔靜脈作為延遲觸發(fā)閾值參考，易忽略右心循環(huán)時間，部分肺動脈高壓患者，血液循環(huán)或心臟搏出量不穩(wěn)定，強化峰值不易捕捉。

本研究不足：①缺乏金標準對照；②未進行個體化精準掃描，根據(jù)患者情況，選擇最優(yōu)的掃描方法，應根據(jù)平掃噪聲值，個體化調(diào)節(jié)管電壓及管電流大??；③選擇上腔靜脈近右心室層面進行觸發(fā)掃描，由于距離靶血管較遠，當出現(xiàn)異常血液循環(huán)時，如肺動脈高壓，易錯過峰值，不能確保靶血管對比劑充盈；④單純依靠BMI 選擇人群不夠準確，應選擇多種評價方式評估患者對比劑用量，以提高掃描的成功率。后續(xù)研究應擴大樣本量，個體化選擇管電壓和對比劑用量，提高小劑量肺動脈掃描的成功率，并與金標準進行比較，驗證其準確率，實現(xiàn)肺動脈CT 的標準化掃描。

總之，低輻射技術(shù)與低對比劑用量方案需相互配合，根據(jù)患者一般情況選擇合適的管電壓、管電流及掃描長度，配合不同CT 掃描時間，相應調(diào)整對比劑注射總量及流率。本研究3 組100 kV 大螺距肺動脈掃描方案對絕大部分受檢者可行，主觀圖像評分差異無統(tǒng)計學意義，其中B、C 組上腔靜脈偽影明顯低于A 組，所以推薦使用B 組掃描方案。