低管電壓低劑量對比劑結(jié)合迭代重建技術(shù)在胸部CT增強檢查中的應(yīng)用

姜一 秦立新 余輝山 李寶學(xué) 田葵 周春華 蔣東

(武漢市肺科醫(yī)院放射科，武漢 430000)

隨著CT技術(shù)不斷更新，胸部CT增強檢查已逐步應(yīng)用到臨床診斷胸部疾病中。然而臨床上頻繁應(yīng)用CT增強檢查，往往會給患者帶來對比劑腎病(contrast media induced,CIN)及輻射劑量的風(fēng)險。現(xiàn)在越來越多的學(xué)者開始研究應(yīng)用低管電壓低劑量對比劑（雙低）優(yōu)化CT增強掃描方案[1]。本研究探討采用低管電壓低劑量對比劑結(jié)合迭代重建技術(shù)(adaptive statistical iterative recon,ASIR)行胸部CT增強檢查中，能夠減少輻射劑量及碘攝入量的同時也能保證圖像質(zhì)量的可行性。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2019年1月～5月體質(zhì)量指數(shù)(body massindex,BMI)＜25kg/m2的102例患者，其中男58例，女44例，年齡19歲～75歲。將102例患者隨機分為A、B兩個小組，每組51例，其中A組男26例，女25例，年齡（45.07±18.09）歲，BMI為（20.48±2.08）kg/m2；B組男24例，女27例，年齡（48.00±15.40）歲，BMI為（20.40±2.12）kg/m2；兩組患者性別差異無統(tǒng)計學(xué)差異(x2=0.157，P=0.692)，兩組患者年齡及BMI差異無統(tǒng)計學(xué)意義(t=-0.478,P=0.636；t=0.111,P=0.913)。所有患者均除外：①心、腎功能不全者；②碘對比劑過敏試驗陽性者；③甲狀腺功能亢進(jìn)者；④不能配合呼吸訓(xùn)練者；⑤孕婦及備孕者。本研究通過醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)，所有檢查者均被實情告知并簽署知情同意書。

1.2 方法

采用GE optima CT660 64排128層螺旋CT機進(jìn)行胸部CT增強檢查。檢查前對患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練并去除身上的金屬異物，患者仰臥于檢查床，雙臂上舉抱頭，患者屏氣后進(jìn)行掃描,掃描范圍為肺尖至肺底。A組管電壓120kV,對比劑用量1.5mL/kg,濾波反投影(filtered back projection,FBP)重建圖像；B組管電壓100kV，對比劑用量1.0mL/kg，40%ASIR重建。采用自動管電流技術(shù)，探測器寬度40mm，螺距0.985:1，轉(zhuǎn)速0.5s/圈，F(xiàn)OV35cm,層厚層距7.5mm，重建層厚層距1.25mm。采用非離子型對比劑（300mgI/mL碘帕醇），對比劑注射流率3.0mL/s，待注射完畢，以相同流率注射20mL生理鹽水。采取對比劑團注追蹤法，監(jiān)測位置設(shè)為支氣管分叉下1cm的降主動脈,目標(biāo)閾值為120HU，閾值觸發(fā)后延遲7s自動掃描。

1.3 圖像質(zhì)量評價

1.3.1 圖像質(zhì)量主觀評價

由2名放射科副主任醫(yī)師采用雙盲法對兩組圖像質(zhì)量進(jìn)行評分?？v隔窗及肺窗圖像評分分為1分～5分[2]：1分，邊緣顯示不清，不能顯示正常結(jié)構(gòu)；2分，邊緣模糊，中等量偽影，結(jié)構(gòu)模糊顯示；3分，邊緣顯示模糊，少許偽影，結(jié)構(gòu)顯示尚可；4分，邊緣略模糊，無偽影，結(jié)構(gòu)顯示清晰；5分，邊緣清晰，無偽影?！?分認(rèn)為圖像質(zhì)量基本達(dá)到診斷要求。

1.3.2 圖像質(zhì)量客觀評價

在縱隔窗選取約70mm2感興趣區(qū)測量主動脈弓、肺動脈分叉層面左右肺動脈以及同層面胸椎旁兩側(cè)豎脊肌的CT值和標(biāo)準(zhǔn)差SD，將SD值設(shè)為背景噪聲。計算信噪比(signal to noise rations,SNR)、對比噪聲比(contrast noise ratio,CNR)，SNR=血管CT值/SD，CNR=（血管CT值-肌肉CT值）/SD，血管CT值為主動脈弓及左右肺動脈的平均CT值，肌肉CT值為胸椎旁兩側(cè)豎脊肌的平均CT值，SD為主動脈弓及左右肺動脈的平均噪聲。

1.3.3 輻射劑量及碘總量

分別記錄每例患者CT機顯示的容積CT劑量指數(shù)(CT dose index volume,CTDIvol)、劑量長度乘積(dose length product,DLP)，然后計算有效劑量(effective dose,ED)，ED=DLP×k，k取值0.014mSv/(mGy·cm)[3]，碘總量=對比劑濃度×對比劑劑量/1000。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 17.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，采用x2檢驗對兩組患者性別進(jìn)行比較，采用獨立樣本t檢驗對兩組患者年齡、BMI、圖像質(zhì)量主觀評分、圖像質(zhì)量客觀評價、輻射劑量及碘總量進(jìn)行比較，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。兩名放射科醫(yī)師對兩組圖像質(zhì)量主觀評分一致性采用Kappa檢驗評價，Kappa≥0.75表示一致性很好。

2 結(jié)果

2.1 兩組圖像質(zhì)量主觀評分比較

2名放射科醫(yī)師對兩組圖像質(zhì)量主觀評分顯示一致性很好（Kappa≥0.75），兩組圖像質(zhì)量主觀評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.235,P=0.815）。見表1、圖1、圖2。

2.2 兩組圖像質(zhì)量客觀評價比較

兩組血管CT值及噪聲的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)，兩組圖像SNR、CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P＞0.05)。B組血管CT值高于A組，增加約20.9%；B組噪聲高于A組，增加約20.6%。見表2。

2.3 兩組輻射劑量及碘總量比較

圖1 肺結(jié)核患者肺窗及縱隔窗圖像

圖2 肺癌伴肺內(nèi)轉(zhuǎn)移患者肺窗及縱隔窗圖像

兩組輻射劑量及碘總量的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P＜0.05)。B組輻射劑量ED低于A組，降低約44.6%；B組碘總量低于A組，降低約24.9%，見表3。

3 討論

3.1 低管電壓結(jié)合迭代重建技術(shù)對胸部CT增強圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響

近年來，基于合理使用低劑量(as low as reasonably acceptable,ALARA)[4]的原則，在保證圖像質(zhì)量的前提下，如何有效降低輻射劑量成為放射科醫(yī)師及臨床醫(yī)師關(guān)注的重點。以往的研究多采用降低管電流的方法來降低輻射劑量，但降低管電流對輻射劑量的降低程度有限，且管電流降低后對圖像信噪比的影響較大[5]。而X線輻射劑量與管電壓的平方成正比，降低管電壓可有效降低輻射劑量[6]。梁奕等[7]的研究顯示，管電壓100kV與管電壓120kV相比，輻射劑量降低約50%。本研究顯示，B組輻射劑量(3.12±0.54)mSv低于A組(5.63±0.57)mSv，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，B組輻射劑量降低44.6%。但降低管電壓在降低輻射劑量的同時圖像噪聲也會增加。而圖像噪聲是影響圖像質(zhì)量的重要因素之一，在一定條件下，圖像噪聲越大，圖像質(zhì)量越差；反之圖像質(zhì)量越好。以往研究顯示，低劑量冠脈CTA檢查應(yīng)用IMR迭代重建可獲得滿意的圖像質(zhì)量[8]；雙低劑量在CTPA中采用iDose4迭代重建能夠保證圖像質(zhì)量[9]。從以上研究結(jié)果顯示，迭代重建技術(shù)具有降低圖像噪聲、提高圖像分辨率的作用，可以在一定范圍內(nèi)提升圖像SNR及CNR，從而滿足臨床診斷需求。本研究B組采用40%ASIR重建來降低圖像噪聲，使B組圖像SNR、CNR與A組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義，而且兩組圖像質(zhì)量主觀評分差異也無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 兩組圖像質(zhì)量主觀評分比較

表2 兩組圖像質(zhì)量客觀評價比較

表3 兩組輻射劑量及碘總量比較

3.2 低管電壓低劑量對比劑對患者對比劑腎病的影響

臨床上通常給患者注射高劑量和高碘含量的對比劑來達(dá)到CT增強成像的理想效果。由于碘對比劑主要經(jīng)腎臟排泄，具有損害腎功能的潛在危險，易引起對比劑腎病[10-11]。因此，在滿足臨床診斷前提下降低對比劑用量顯得至關(guān)重要。降低對比劑用量不僅可以減少對腎臟的損害，還能降低上腔靜脈內(nèi)對比劑的濃度，減輕偽影對其附近支氣管動脈的干擾。但是降低對比劑用量必然導(dǎo)致碘總量減少，碘CT值下降，血管和周邊結(jié)構(gòu)對比度也隨之降低，影響CTA成像質(zhì)量。有關(guān)研究[12-14]報道，采用低管電壓技術(shù)能夠增加碘的衰減，減少對比劑的使用。本研究顯示，B組血管CT值為(298.41±30.85)HU高于A組的(246.86±24.65)HU，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，B組CT值增加約20.9%；B組碘總量為(20.21±2.64)gl，低于A組的(26.91±3.38)gl，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，B組碘攝入量減少約24.9%，與上述研究相符。

綜上所述，在胸部CT增強檢查中，采用低管電壓低劑量對比劑結(jié)合迭代重建技術(shù)可以提高胸部CT增強圖像質(zhì)量，滿足臨床及影像醫(yī)師診斷要求，同時還能降低輻射劑量及減少碘總量，該技術(shù)值得臨床廣泛推廣。