下肢血管低劑量CTA成像的研究進(jìn)展

韋紅星

（天等縣人民醫(yī)院放射科，廣西 天等）

0 引言

血管疾病是指因動(dòng)脈粥樣硬化斑塊所引起血管狹窄及阻塞，其發(fā)生率呈現(xiàn)出逐年上升趨勢(shì)，研究顯示動(dòng)脈粥樣硬化及與其相關(guān)的血管源性疾病發(fā)病率逐年上升，以心腦血管疾病為代表，約占全國(guó)總死亡人數(shù)的半數(shù)以上[1]。侵入性動(dòng)脈造影術(shù)DSA一直以來(lái)都是診斷血管源性疾病的金標(biāo)準(zhǔn)，但近年來(lái)，隨著CT檢查設(shè)備的更新、計(jì)算方法的改良以及檢查方法的優(yōu)化，在診斷全身血管疾病時(shí)，CTA（CT血管成像）得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，有著與DSA相似的診斷敏感性和特異性[2]。CTA屬于非侵入性的檢查，能夠進(jìn)行較快的掃描，空間分辨力及各向同性很高，能行MPR及三維重建。但該項(xiàng)檢查技術(shù)也存在缺陷，不僅需要使用碘對(duì)比劑，更主要的不足在于其具有高電離輻射的特點(diǎn)。因此，當(dāng)前需要研究的一個(gè)重要問(wèn)題就是怎樣既能夠使圖像的質(zhì)量得到保證，又能夠優(yōu)化掃描參數(shù)，使輻射劑量降低。本文對(duì)近年來(lái)動(dòng)脈CTA低劑量掃描技術(shù)研究進(jìn)展作一綜述。

1 CTA簡(jiǎn)介

CT血管造影（CT angiography，CTA）成像技術(shù)，主要通過(guò)靜脈以高壓、快速泵入含碘對(duì)比劑，將CT增強(qiáng)掃描技術(shù)與薄層、大范圍、快速掃描技術(shù)相結(jié)合，再通過(guò)合理的后處理軟件，將血管按需求展示出來(lái)，能清晰顯示全身大部位血管細(xì)節(jié)，具有無(wú)創(chuàng)和操作簡(jiǎn)便等特點(diǎn)，對(duì)于血管源性疾病的診斷以及顯示病變和血管關(guān)系等具有重要的臨床價(jià)值。

2 輻射劑量的控制

隨著CT廣泛應(yīng)用于臨床檢查，其電離輻射帶來(lái)的危害也日益引起重視，文獻(xiàn)報(bào)道，一次普通CT掃描的劑量相當(dāng)于拍攝300張普通胸部X線平片，其危險(xiǎn)性相對(duì)于1年內(nèi)每天吸煙10支[3,4]。根據(jù)X射線強(qiáng)度公式I=KiXU2(I：X射線強(qiáng)度；K：比例系數(shù)；i：管電流；Z：陽(yáng)極靶材料的原子序數(shù)；U：管電壓)分析可知，X射線強(qiáng)度與管電壓平方及管電流呈正相關(guān)，管電流降低，光子數(shù)量減少，管電壓降低，X射線穿透力下降，組織吸收的光子數(shù)量相應(yīng)減少，因此，僅降低管電壓或降低管電流均可有效降低輻射劑量[5]。

但是管電壓的降低會(huì)使X線的穿透性降低，從而減少探測(cè)器的X線，導(dǎo)致圖像質(zhì)量受到影響，圖像噪聲下降。為實(shí)現(xiàn)較高信噪比及分辨率，常規(guī)血管CTA會(huì)采用較高的掃描條件、薄層大容積掃描以及高濃度大劑量對(duì)比劑等，這勢(shì)必導(dǎo)致CTA檢查患者所接受的輻射劑量較高及發(fā)生碘對(duì)比劑不良事件風(fēng)險(xiǎn)增大，這不符合當(dāng)前應(yīng)遵循“盡可能低的輻射劑量”的原則[4]。

除掃描設(shè)備、重建算法等硬件設(shè)備外，掃描模式、管電壓、管電流、曝光時(shí)間及螺距是對(duì)輻射劑量造成影響的主要因素，掃描范圍及視野是次要因素，因此，選擇合適的掃描參數(shù)，盡可能減少X線的輻射劑量，又同時(shí)能滿足臨床診斷的需求。輻射劑量與管電流呈線性相關(guān)、與管電壓呈指數(shù)相關(guān)，通常能夠較容易的對(duì)管電流進(jìn)行調(diào)整，但管電壓是相對(duì)固定的，調(diào)整起來(lái)難度較大[5]。目前西門子公司CT的自動(dòng)曝光方式包括角度管電流調(diào)制和Z軸管電流調(diào)制兩種結(jié)合技術(shù)并被稱作CARE Dose 4D。自動(dòng)曝光技術(shù)的Z軸管電流調(diào)制技術(shù)可以通過(guò)單幅定位像獲取各層面的信息，對(duì)各層的管電流進(jìn)行估算，維持各層噪聲水平相同或相近，而其角度管電流調(diào)制技術(shù)可以根據(jù)被掃描物體在橫斷面不同角度的衰減的差異實(shí)時(shí)調(diào)整管電流，使射線利用率提升，進(jìn)而使輻射劑量降低。

目前被廣泛認(rèn)可的低劑量CT如肺部、副鼻竇等，由于天然對(duì)比度較高，在降低輻射劑量上通常采用降低管電流的方法。有報(bào)道指出，應(yīng)用低管電流的胸部低劑量掃描方案相比于常規(guī)掃描，輻射劑量可降低約60%，但過(guò)大降低管電流易出現(xiàn)因能量不足而導(dǎo)致影像質(zhì)量下降的可能。目前大部分設(shè)備具備自動(dòng)曝光控制技術(shù)，通過(guò)探測(cè)器的感光識(shí)別自動(dòng)控制管電流，以較合理的曝光量獲得較優(yōu)的影像效果。管電壓與射線的穿透能力相關(guān)，降低管電壓會(huì)導(dǎo)致影像噪聲的顯著增加，在常規(guī)CT掃描中一般不會(huì)采用，但由于含碘對(duì)比劑血管內(nèi)的CT值隨著管電壓的降低而增高，低管電壓對(duì)碘的敏感性高于高管電壓[6]。有研究者分別采用120KV、100KV和80KV管電壓、自動(dòng)毫安，其他檢查參數(shù)固定不變，對(duì)含不同濃度碘對(duì)比劑(370mgI/ml、350 mgI/ml和320 mgI/ml)血管模型進(jìn)行螺旋CT容積掃描，對(duì)比血管模型內(nèi)CT值、噪聲和輻射劑量，發(fā)現(xiàn)：80KV組有效劑量比120KV組平均降低51.88%，而圖像質(zhì)量評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，同時(shí)含碘對(duì)比劑血管內(nèi)的CT值隨著管電壓的降低而增高，低管電壓對(duì)碘的敏感性高于高管電壓[7]。因此，采用低管電壓行血管CTA檢查，既能降低輻射劑量，同時(shí)又能減少碘對(duì)比劑的用量。

3 個(gè)性化下肢血管CTA檢查方案有利于降低輻射劑量

個(gè)性化檢查方案指的是按照患者的個(gè)人信息，如身高、體重、年齡、檢查部位等，對(duì)檢查參數(shù)及方案進(jìn)行設(shè)定，以達(dá)到最優(yōu)的效果，并盡最大可能減小危害。身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）是用體重公斤數(shù)除以身高米數(shù)平方得出的數(shù)字，是目前國(guó)際上常用的衡量人體胖瘦程度標(biāo)準(zhǔn)。制定以BMI指數(shù)為標(biāo)尺的個(gè)性化血管CTA檢查方案是目前比較公認(rèn)的方法（世界衛(wèi)生組織劃定正常BMI為18.5-24.9kg/m2)。

3.1 碘對(duì)比劑的用量

與患者的體重以及檢查部位密切相關(guān)，由于對(duì)比劑對(duì)人體腎臟的損傷主要與對(duì)比劑用量密切相關(guān)，制定個(gè)性化對(duì)比劑使用方法是一大趨勢(shì)。目前對(duì)比劑的品類比較多，難以制定統(tǒng)一的使用方法，需要結(jié)合使用說(shuō)明書以及長(zhǎng)期的臨床研究才能獲得準(zhǔn)確的個(gè)性化對(duì)比劑使用方案。

3.2 輻射劑量

為了使下肢動(dòng)脈CTA的輻射劑量不斷降低，近年來(lái)很多研究聯(lián)合兩種或兩種以上方法。聯(lián)合多種方法能夠有效彌補(bǔ)某種單一方法的不足，不但能夠使輻射劑量降低，對(duì)圖像質(zhì)量所帶來(lái)的影響也較小。低電壓結(jié)合自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)是一種常見(jiàn)的組合方式。

下肢動(dòng)脈CTA掃描范圍從髂總動(dòng)脈分叉平面至雙足平面，輻射劑量及對(duì)比劑用量均較大。自動(dòng)調(diào)節(jié)管電流調(diào)制技術(shù)可以根據(jù)所探測(cè)到的掃描對(duì)象衰減值智能調(diào)節(jié)管電流，以保證圖像質(zhì)量的前提下確保輻射劑量最低，由于雙下肢的自然形態(tài)由粗到細(xì)，因此采用自動(dòng)調(diào)節(jié)管電流調(diào)制技術(shù)更適用于下肢動(dòng)脈CTA掃描。與主動(dòng)脈CTA掃描相似，合理增加螺距可減少掃描時(shí)間，從而降低輻射劑量，Park等將螺距從0.6 mm提高至3mm用以檢查下肢動(dòng)脈，輻射劑量降低約31%，而不改變圖像信噪比及診斷價(jià)值[8-11]。

3.3 迭代重建法技術(shù)

不管怎樣組合，低管電壓都是不可缺少的組成因素。一方面，管電壓降低的同時(shí)也會(huì)使輻射劑量明顯降低；另一方面，管電壓的降低，能夠使血管CT值增益效應(yīng)增加，使對(duì)比劑用量減少。然而如果單純降低管電壓會(huì)增大圖像的噪聲，產(chǎn)生嚴(yán)重的偽影。迭代重建法可以在低管電壓的狀態(tài)下使圖像質(zhì)量更好，還能夠使管電壓及輻射劑量進(jìn)一步降低。正因?yàn)槿绱?，迭代重建和低電壓的組合逐步取代低電壓結(jié)合自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)成為低劑量下肢動(dòng)脈CTA的發(fā)展方向。

4 小結(jié)

隨著CT掃描設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展，動(dòng)脈CTA的臨床效用越顯突出[12]，但其高輻射劑量的缺點(diǎn)也越受關(guān)注，針對(duì)下肢血管行程較長(zhǎng)，掃描范圍過(guò)大，采用個(gè)性化雙低劑量掃描方案，可以實(shí)現(xiàn)輻射劑量低、對(duì)比劑用量少而圖像質(zhì)量最優(yōu)化，將成為今后下肢動(dòng)脈CTA掃描的主要方向。