低管電壓聯(lián)合高濃度低流率對比劑注射方案頸動脈CTA的可行性分析

石倩倩，陳偉彬

隨著CT技術的進步及CT應用范圍的擴展，CT血管成像以其安全、無創(chuàng)、方便的特性，現已普遍成為臨床血管疾病診斷的重要輔助檢查手段[1]。但隨著醫(yī)患雙方對X射線的輻射危害以及對比劑所引起的不良反應的認識程度的提高，如何在保證圖像質量的前提下降低X射線的輻射劑量及對比劑用量是CT研究的焦點[2]。頸動脈血管成像可準確診斷頸部血管的粥樣斑塊和動脈瘤等病變，但頸部的甲狀腺組織對射線較為敏感，輻射劑量較大時可增加甲狀腺癌的患病風險[3]。較低碘對比劑劑量可盡可能地減少對比劑腎病的發(fā)生[4]。因此，本研究通過分析頸動脈CT血管成像中低管電壓聯(lián)合高濃度、低流率對比劑注射方案的可行性，只在優(yōu)化頭頸部CTA的掃描方法。

材料與方法

1.臨床資料

前瞻性選取2019年10月-2020年2月在本院就診并因頭暈、頭痛而擬行頸動脈CTA檢查且符合納入要求的430例患者并隨機分為A、B兩組，每組215例。排除標準：①碘對比劑過敏或過敏體質；②嚴重心、肝和腎功能不全；③嚴重凝血功能障礙；④重度全身感染或穿刺部位有炎癥；⑤妊娠患者；⑥甲亢患者。兩組患者人口學資料的比較見表1。兩組患者的性別、年齡、身高和體重的差異比較均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，兩組樣本具有可比性。本研究中所有患者簽署了知情同意書。

表1 A、B兩組人口學資料的比較

2.掃描方法

使用GE Revolution CT掃描儀進行頸動脈CTA掃描，掃描范圍自氣管分叉至顱底。A組采用碘美普爾(400 mg I/mL)45 mL經肘靜脈注入，注射流率為4 mL/s；B組采用碘帕醇(370 mg I/mL)65 mL經肘靜脈注入，注射流率為5 mL/s；對比劑注入完畢后兩組均立即注入30 mL生理鹽水。使用雙桶高壓注射器注射對比劑，采用對比劑跟蹤法，在升主動脈與主動脈弓交界處設置ROI，監(jiān)測閾值為100 HU。A組采用100 kV的低管電壓，自動毫安控制技術，調制范圍為250～580 mA；B組采用常規(guī)120 kV的常規(guī)管電壓，自動毫安秒控制技術，調制范圍為250～580 mA。其它掃描參數：螺距1.375，0.28 s/r，準直器寬度16 mm，層厚1.25 mm，矩陣512×512，掃描時間11～13 s。兩組均采用迭代重建技術進行圖像重建。

將原始掃描數據傳至后處理工作站進行圖像后處理，采用最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)、容積再現(volume rendering，VR)和多平面重組(multiple planar reformation，MPR)等方法進行圖像重組。

3.圖像質量評估

將原始圖像和重組圖像傳輸至工作站，由兩位有經驗的主治醫(yī)師以上職稱的放射科醫(yī)師對圖像質量進行評估，評估結果不一致時經討論達成一致意見。采用4級評分方法[5]。1分：頸部血管顯示較清，與周圍組織分界不清且伴隨嚴重偽影，影響觀察及診斷；2分：頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清晰，伴隨輕微偽影但不影響診斷；3分：頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清晰，無偽影干擾；4分：頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清楚，無任何干擾存在。評分結果為1分者則判定此圖像不能做出準確診斷；評估為2～4分者，則認為圖像質量優(yōu)良，可以根據圖像對頸部血管疾病作出準確診斷。

圖像質量客觀評價：①測量強化血管的CT值[6]。以原始橫軸面圖像上進行觀察，分別測量主動脈弓、兩側頸總動脈中段、兩側頸總動脈分叉處及兩側頸內和頸外動脈中段的CT值，每個感興趣區(qū)(ROI)測量2次取其平均值。取各部位頸動脈CT值的平均值作為最終的頸動脈的CT值。ROI盡可能包含所測血管的最大面積。②測量圖像噪聲：分別于頸總動脈中段、頸總動脈分叉處及兩側頸內、外動脈中段水平，分別在雙側胸鎖乳突肌內放置ROI，測量其CT值，以所測得的CT值的標準差作為圖像噪聲。③測量背景信號：分別在上述各支血管測量的相同層面的圖像上，于椎旁肌肉內勾畫ROI，測量其CT值，取2次測量結果的平均值。④計算SNR(血管內CT值/圖像噪聲)。⑤計算CNR[(血管內CT值-肌肉CT值)/圖像噪聲]。

4.輻射劑量

根據檢查后CT機自動生成的容積CT劑量指數(volume CT dose index，CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length produce，DLP)，按公式(1)計算有效輻射劑量(effective dose，ED)：

圖1 A組患者，男，52歲。CPR圖像顯示頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清楚，無偽影干擾，圖像質量主觀評分為4分。a)右側頸內動脈；b)左側頸內動脈。 圖2 B組患者，男，56歲。頸內動脈CPR圖像，顯示頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清楚，無偽影干擾，圖像質量主觀評分為4分。a)右側頸內動脈；b)左側頸內動脈，起始處可見混合型斑塊(箭)。

ED=DLP×k

(1)

其中，k為轉換因子，頸部和胸部CTA掃描時的k值分別為k1=0.0059mSv/(mGy·cm)、k2=0.014mSv/(mGy·cm)[7]，本研究的公式中k=(k1+k2)/2。

5.統(tǒng)計學方法

所有數據均采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；A、B兩組中圖像質量主觀評分的比較及對比劑外滲發(fā)生率的比較均采用卡方檢驗。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

結 果

1.圖像質量主觀評估結果

A組和B組的圖像質量評分結果見表1。兩組之間圖像質量主觀評分的差異無統(tǒng)計學意義(χ2=2.38，P=0.547>0.05)。A組和B組分別有1例和2例患者的圖像質量不滿足診斷要求，其他患者的頸部CTA圖像均滿足診斷要求(圖1～2)。

表2 A、B兩組圖像質量主觀評分

2.圖像質量客觀評估結果

圖像質量客觀評估結果見表3。即兩組患者頸動脈CT值、圖像噪聲比較差異無統(tǒng)計學意義。兩組患者信號噪聲比(SNR)：A組SNR為(13.23±1.37)；B組SNR為(13.07±1.41)，兩組間SNR的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。對比噪聲比(CNR)：A組CNR為(10.61±1.05)；B組CNR為(10.55±1.26)，兩組間CNR的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表3 A、B兩組圖像質量客觀評估比較

3.有效輻射劑量分析結果

A、B兩組的CTDIvol、DLP及ED的差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，A組的CTDIvol、DLP及ED明顯低于B組(表4)。

表4 A、B兩組輻射劑量比較

4.對比劑外滲發(fā)生率

A組中無患者發(fā)生對比劑外滲，B組中有15例患者(7%)發(fā)生對比劑外滲，兩組間對比劑外滲發(fā)生率的差異有統(tǒng)計學意義(χ2=15.542，P=0.000<0.05)，A組采用的4mL/s的低流率注射方案可有效避免對比劑外滲。

討 論

近年來隨著科學技術的進步及CT應用的普及，CT檢查逐漸成為臨床診斷及療效評估的重要影像學輔助檢查手段。相較其它檢查而言，CT檢查能夠使得病灶顯示更為清晰，定位更加準確，并且能夠顯示一些微小病灶，有利于疾病的早發(fā)現、早診斷和早治療，提高臨床治愈率[8]。頭頸部CT血管成像以其方便快捷、準確診斷斑塊性質及狹窄程度、范圍的優(yōu)勢，成為診斷頭頸部血管病變的重要影像檢查方法。毋庸置疑，患者在進行CT檢查時會受到一定劑量的X射線輻射。如何降低患者所受輻射劑量是近年來國內外研究人員重點關注的問題。目前國內外文獻報道較多的是采用低管電壓行頸動脈成像來降低患者所受輻射劑量或相同條件下低劑量對比劑行頸動脈成像檢查的可行性，而采用GE超高端CT機(Revolution CT)、低管電壓聯(lián)合低劑量、低注射流率行頸動脈CT血管成像的研究較為少見。以往的研究目的較為明確，研究結果具有一定的臨床價值，但未對其它影響因素進行全面剖析，從而使相關的研究有一定的局限性。

由于X射線的輻射劑量與管電壓的平方呈正比，所以適當降低管電壓可以有效降低患者所受輻射劑量[9]。與此同時，X線的光電效應隨管電壓的降低而增強，血管內碘對比劑CT值升高，使強化的血管與周圍組織對比更為鮮明，鈣化及斑塊顯示更為清晰[10]。杜煜等[11]的研究顯示，管電壓由120 kV降低到100 kV時，患者所受輻射劑量可以降低70%左右。因此適當降低管電壓是降低輻射最行之有效的方法之一。腎臟是碘對比劑代謝的主要器官，注入人體的對比劑約90%在腎臟進行代謝，減少碘對比劑的用量可以有效降低腎臟代謝的負擔，從而可降低對比劑腎病的發(fā)生率；Sommer等[12]的研究表明，低劑量對比劑的應用可以有效降低頸部周圍靜脈血管內對比劑的殘留，降低圖像偽影，提高圖像質量；呂雙志等[13]的研究表明，低劑量對比劑聯(lián)合生理鹽水沖洗技術可保證圖像質量滿足診斷需求，又可減少或消除鎖骨下靜脈及下腔靜脈內對比劑偽影對頸動脈成像的影響。與以往研究相較而言，本研究中A組采用的低管電壓聯(lián)合低劑量對比劑(100 kV、45 mL碘對比劑)的方案，既保證了圖像質量，同時使碘對比劑用量和患者所受輻射劑量明顯降低。

此外，碘流率是決定血管強化程度高低的重要因素，是保證CTA圖像質量的關鍵。碘流率等于對比劑濃度乘以對比劑注射流率。若使血管強化程度滿足診斷標準，CT血管成像檢查中碘流率需保持在1.6 gI/s及以上水平。本研究中A組采用濃度為400 mg I/mL的碘美普爾，注射流率為4 mL/s，B組采用濃度為370 mg I/mL的碘帕醇，注射流率為5 mL/s，兩組的碘流率均達到1.6 gI/s，但A組較B組的注射流率低1 mL/s，A組對比劑外滲率為零，B組達7%，兩組間差異有統(tǒng)計學意義。提示采用較低流率注射對比劑，在保證圖像質量的前提下可以降低血管破裂和對比劑外滲的風險，可提高靜脈血管條件差、復合外傷患者及兒童患者的CT檢查成功率[14]。同時患者檢查的舒適度也有所提升，減輕患者的緊張度，更好的配合檢查。