平靜呼吸下雙源CT肺動脈成像的臨床應用價值

任姣 孫建男 許傳斌

摘要：目的：探討在平靜呼吸狀態(tài)下應用雙源CT進行肺動脈成像的臨床應用價值，包括患者接受的輻射劑量、圖像質量及造影劑用量等。方法：研究于2020年11月-2021年5月在大慶油田總醫(yī)院收集的60例在平靜呼吸下螺距3.0及常規(guī)模式屏氣下螺距1.2行雙源CT肺動脈血管造影檢查的患者。記錄機器測量的掃描時間、容積CT劑量指數(shù)（CTDivol）、劑量長度乘積（DLP），測量肺動脈CT值、標準差SD值，計算對比噪聲比CNR及信噪比SNR。結果：平靜呼吸狀態(tài)的掃描時間、CTDivol、DLP明顯低于屏氣狀態(tài)（P<0.05），而肺動脈CT值沒有統(tǒng)計學差異（P>0.05）。結論：在平靜呼吸狀態(tài)下能在保證圖像質量達到診斷要求的前提下減少患者所受輻射劑量，降低掃描時間，同時減少造影劑用量。

關鍵詞： 雙源CT;輻射劑量;平靜呼吸;圖像質量;螺距

中圖分類號：R816.2;R563.5文獻標識碼：BDOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2021.06.11

Abstract： Objective： The clinical application value of dual-source CT for pulmonary artery imaging in a calm breathing state， including the radiation dose received by the patient， image quality and contrast agent dosage are discussed in this paper. Methods： A collection of 60 patients who underwent dual-source CT pulmonary angiography at the Daqing Oilfield General Hospital from November 2020 to May 2021 with a pitch of 3.0 under calm breathing and a pitch of 1.2 under normal mode breath-holding. Record the scan time measured by the machine， volume CT dose index（CTDivol）， dose length product（DLP）， measured pulmonary artery CT value， standard deviation SD value， and calculate the contrast-to-noise ratio CNR and signal-to-noise ratio SNR. Results： The scanning time， CTDivol， and DLP of the calm breathing state were significantly lower than the breath-holding state（P<0.05）， but there was no statistical difference in the CT value of the pulmonary artery （P>0.05）. Conclusion： Under the condition of calm breathing， the radiation dose received by the patient can be reduced while the image quality meets the diagnostic requirements， the scanning time can be reduced， and the amount of contrast agent can be reduced at the same time.

Key Words： Dual-Source CT; Radiation Dose; Calm Breathing; Image Quality; Pitch

肺栓塞（PE）是導致患者發(fā)病和死亡的主要原因，及時準確地診斷對于肺栓塞患者來說非常關鍵。目前計算機斷層掃描肺血管造影（CTPA）在肺動脈栓塞的檢查中有很重要的參考價值[1]。在六個歐盟國家/地區(qū)，PE死亡率約為12%，其中93%是由突然致命的PE或未診斷出的靜脈血栓栓塞導致的[2]。在常規(guī)的螺旋CT掃描中，為了避免原始數(shù)據(jù)采集出現(xiàn)間隙，常用掃描螺距為1.2，這就要求患者在檢查過程中吸氣、屏氣以獲得無運動影響的肺動脈影像[3]。但是，患者在吸氣、屏氣的過程中會導致胸腔和大血管內的壓力發(fā)生變化，進而改變上腔靜脈和下腔靜脈內的血流，這些血流動力學變化對肺動脈的清晰顯影產(chǎn)生影響。肺動脈內對比劑分布不均勻甚至造成中斷，上腔靜脈和主動脈顯影明顯高于肺動脈內顯影，導致無法對肺動脈病灶進行準確診斷[4-5]。因此，建議在平靜呼吸狀態(tài)下進行肺動脈成像[6]。伴隨著人口的老齡化，隨之而來的挑戰(zhàn)也變得更加嚴峻。與年齡相關的限制也逐步出現(xiàn)，例如聽力障礙以及合并其他系統(tǒng)（呼吸系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)）等疾病的患者無法在檢查過程中吸氣、屏氣。隨著雙源CT技術的快速發(fā)展，第二代雙源CT系統(tǒng)有兩套既可以同時工作又可以單獨工作的球管-探測器系統(tǒng)，掃描速度快，其時間分辨率達到了83ms。掃描時第二個探測器可以彌補第一個探測器造成的數(shù)據(jù)間隙[7]。

由于有了新的檢查技術手段，對于那些因年齡及其他原因限制無法順利檢查的患者來說非常有利。本文將介紹在平靜呼吸狀態(tài)下肺動脈成像的臨床應用價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

前瞻性收集30例于2020年11月到2021年5月期間在大慶油田總醫(yī)院CT室進行常規(guī)模式掃描的肺動脈CT血管造影檢查的患者作為對照組;前瞻性收集30例于2020年11月到2021年5月期間在大慶油田總醫(yī)院CT室進行平靜呼吸下肺動脈CT血管造影檢查的患者作為研究組。所有患者均不在排除標準之內。排除標準為：① 有心、肺、腦及腎等嚴重疾病不能耐受檢查者;②血管條件差，不能完成造影劑團注的檢查者;③有藥物過敏者;④精神異常等情況不能配合者;⑤ 由于其他疾病不能進行檢查者。所有患者和家屬均在醫(yī)生指導下簽署CT增強掃描血管知情同意書。

1.2 檢查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash 第二代雙源CT機對患者進行檢查。檢查前指導患者仰臥位躺平，頭朝外，腳朝內，且均安撫患者無需緊張，檢查過程中也不要隨意亂動。由護士將裝有造影劑與生理鹽水的高壓注射器連接管與患者左肘靜脈留置針管相連接好，并推注小劑量生理鹽水確定患者左肘扎針處無疼痛感覺以保證在檢查過程中順利注藥。告知患者注藥過程中身體發(fā)熱屬于正?，F(xiàn)象，并用鉛衣將患者敏感部位遮蓋住。隨后將定位線的內線定置于患者胸廓入口肺尖處，水平線定置腋中線水平。

掃描方法：對照組選擇常規(guī)肺動脈掃描協(xié)議進行檢查，囑患者吸氣、屏氣。管電壓100KV，開啟管電流自動調制技術（CARE Dose4D），參考劑量設定為170mAs，螺距1.2，掃描層厚3mm，重建層厚1mm，機架旋轉時間為0.28s，準直器寬度（128×0.6）mm。注射方案：以4.0ml/s的速率由左肘靜脈注入濃度為370mgI/ml的碘海醇造影劑，按每公斤體重1-1.5ml 給藥，并以同樣注射速率跟注生理鹽水20ml。采用自動跟蹤觸發(fā)掃描技術，閾值監(jiān)測點放置在肺動脈主干水平，當閾值達到60HU后延遲7s自動觸發(fā)由頭至足掃描。研究組選擇雙源螺旋CT平靜呼吸下肺動脈掃描協(xié)議進行掃描，管電壓100KV，開啟管電流自動調制技術（CARE Dose4D），參考劑量設定為170mAs，螺距為3.0，掃描層厚3mm，重建層厚1mm，機架旋轉時間為0.28s，準直器寬度（128×0.6）mm。注射方案與對照組一致，閾值監(jiān)測點放置在肺動脈主干水平，當閾值達到60HU后延遲4s自動觸發(fā)由足至頭掃描。

1.3 輻射劑量

CT檢查結束后，在CT操作界面上打開Scan界面，記錄機器自動測量的有效管電流（EFF.mAs）、容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）、劑量長度乘積（dose length product，DLP）、掃描時間（Scan Time），并計算有效劑量（effective dose，ED），公式ED=DLP×k（mSv），k 為胸部權重因子，k=0.014（mSv/mGy·cm）。

1.4 CT圖像后處理

檢查結束后，CT圖像自動傳輸?shù)斤w利浦后處理工作站EBW進行后處理。利用最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重組技術（multi-planar reconstruction，MPR）、容積再現(xiàn)技術（volume reconstruction，VR）等對肺動脈進行多角度多方面的展示，以便發(fā)現(xiàn)病灶。將肺動脈橫斷面圖像傳輸至PACS工作站，利用測量軟件依次測量肺動脈CT值、左肺動脈干CT值、右肺動脈干CT值、右上肺動脈CT值、右下肺動脈CT值、左上肺動脈CT值、左下肺動脈CT值，以及各肺動脈所對應的同層背部肌肉的CT值、SD值。根據(jù)相關公式計算信噪比值（SNR），SNR=血管CT衰減值/SD值，對比噪聲比值（CNR），CNR=（血管CT衰減值-背景CT值）/SD值。

1.5 統(tǒng)計分析

應用SPSS 22.0軟件進行統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)，計量資料采用均值±標準差（x±s）表示，兩組計量資料比較采用t檢驗。P<0. 05則兩組間差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

對照組30例患者中男性18例，女性12例，最大年齡為86歲，平均年齡為（64±11）歲，體重為（59.70±7.65）kg;研究組30例患者中男性14例，女性16例，最大年齡為89歲，平均年齡（70±13）歲，體重為（53.37±8.14）kg。兩組患者年齡、體重之間沒有統(tǒng)計學差異（P>0.05）。

2.2 有效管電流、輻射劑量、掃描時間、有效劑量、對比劑用量

對照組掃描時間、CTDIvol、DLP、ED、造影劑用量明顯高于研究組（P<0.05），有統(tǒng)計學意義上的差異;兩組間患者年齡、體重沒有統(tǒng)計學差異（P>0.05）見表1。

2.3 CT圖像客觀質量評價

對照組與研究組CT血管增強均能達到診斷要求，且兩組之間各級肺動脈CT值之間差異沒有統(tǒng)計學意義（P>0.05），但研究組的對比噪聲比（CNR）明顯高于對照組，且右肺動脈干、左肺動脈干、右上肺動脈、右下肺動脈、左上肺動脈、左下肺動脈CNR值之間的差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。研究組的信噪比（SNR）明顯高于對照組，且左肺動脈干、右上肺動脈、右下肺動脈、左上肺動脈、左下肺動脈SNR值之間具有統(tǒng)計學差異（P<0.05）。兩組間所測量的各級肺動脈CT值、對比噪聲比CRN以及信噪比SNR分別見表2、表3、表4。

2.4 兩組患者CT圖像

圖1為某男性患者在平靜呼吸狀態(tài)下的肺動脈掃描情況。其中圖1（a）與圖1（b）為肺動脈橫斷面圖，分別清晰顯示了右上肺動脈與右下肺動脈的充盈缺情況;圖1（c）為肺動脈橫斷面MIP圖，可清晰顯示肺動脈與血栓位置形態(tài);圖1（d）為肺動脈容積再現(xiàn)圖像。

圖2所示為某女性患者屏氣狀態(tài)下肺動脈掃描情況。其中圖2（a）為肺動脈橫斷面MIP圖，清晰顯示雙側肺動脈干內軟組織密度影，可見充盈缺損的情況;圖2（b）與圖2（c）為肺動脈冠狀位MIP圖，可以看到肺動脈分支閉塞、狹窄，同時能清晰顯示肺動脈栓塞的位置;圖2（d）為肺動脈容積再現(xiàn)圖像。

3 討論

近些年來，隨著CT掃描技術的迅速發(fā)展，CTPA血管成像已越來越廣泛應用于肺動脈患者檢查。CT肺動脈血管成像技術操作簡單，能夠清晰顯示肺動脈各級分支以及栓塞的位置、范圍、程度、性質和肺動脈血流動力學狀態(tài)，與肺動脈造影技術相比較，患者所受的損傷小并且更受歡迎。計算機斷層掃描肺血管造影CTPA已被確立為診斷PE的一線影像手段[8]。雖然肺動脈造影通過推注跟蹤和測試推注技術獲得了足夠的圖像采集時機，但肺動脈血管增強仍然不佳而影響診斷。在常規(guī)CTPA檢查中，采集時間大概需要4-15秒，這就要求患者在檢查過程中吸氣、屏氣以保證肺動脈圖像沒有呼吸運動偽影[9]。然而一旦患者吸氣、屏氣，就會使人體胸腔發(fā)生一些生理改變。吸氣會導致胸腔內壓力降低，從而改變胸腔大血管內的血液動力學，特別是低壓靜脈系統(tǒng)內的血液動力學，那么無造影劑混合的血液通過下腔靜脈到右心房的流量比有造影劑混合的血液流過上腔靜脈到右心房的流量相對增多，從而產(chǎn)生稀釋作用。另外，如果患者誘發(fā)Valsalva動作，胸腔和血管內壓力會突然大幅增加，從而阻止血液流向右心房，并通過迷走神經(jīng)反射導致心率和心輸出量下降。而在肺動脈圖像中將會表現(xiàn)為肺動脈血管內造影劑完全或者部分中斷，從而影響醫(yī)生對于疾病的診斷[10-12]。在實際工作中，需要考慮到許多接受CT成像檢查的患者由于各種問題（聽力受損或其他相關合并癥，例如嚴重的心肺或神經(jīng)血管疾病或癡呆癥）而無法遵循呼吸命令。因此，不需要患者吸氣、屏氣就能在保證圖像質量的前提下完成檢查成為人們的期望。為了解決這些問題，已經(jīng)有學者提出在吸氣、屏氣中執(zhí)行CTPA檢查。張新成等（2018）[13]研究表明，在不需患者屏氣的狀態(tài)下，仍然能順利完成檢查，并且圖像質量可以達到診斷要求，其研究常規(guī)組患者的平均掃描時間為（4.37±0.37）s，實驗組的平均掃描時間為（1.23±0.10）s。本研究在前人研究的基礎之上，增加了患者的數(shù)量，研究組患者在平靜呼吸下進行掃描，對照組患者在屏氣下進行掃描。結果可發(fā)現(xiàn)，兩種條件下患者圖像均能給診斷醫(yī)生提供可靠準確的診斷信息。兩組患者各級肺動脈CT值均能達到診斷要求，且兩組之間各級肺動脈CT值無統(tǒng)計學差異（P>0.05），符合Wittram（2007）[14]提出的CT值>211 HU時才能較好地識別肺動脈栓塞的標準。本研究組掃描時間（0.75±0.08）明顯低于對照組（2.20±1.95），P<0.05，差異具有統(tǒng)計學意義。掃描時間縮短的同時減少了造影劑的使用，繼而減少了由造影劑帶來的腎損傷，即造影劑腎?。╟ontrast-induced ne-phropathy，CIN）。研究組輻射劑量（1.60±0.50）也明顯低于對照組（2.27±0.93），P<0.05，差異具有統(tǒng)計學意義。

總之，在平靜呼吸狀態(tài)下螺距為3.0掃描模式下仍然能實現(xiàn)肺動脈的CT造影檢查，并能降低患者的輻射劑量以及造影劑用量，給臨床醫(yī)生提供準確的診斷信息。

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