降低管電壓和對(duì)比劑濃度對(duì)雙下肢CTA血管成像圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響

季文超，田蔚莉，朱玉才，劉文亞，楊 健

(1新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心， 烏魯木齊 830054；2新疆醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院影像中心， 烏魯木齊 830011；3西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院， 西安 710061)

外周血管疾病(peripheral artery disease，PAD)是指除心臟和顱腦血管循環(huán)之外的主動(dòng)脈及其分支動(dòng)脈發(fā)生的血流阻塞性疾病，在大多數(shù)指南中主要特指下肢動(dòng)脈，又稱為下肢動(dòng)脈硬化閉塞癥[1-2]。在中國，PDA的發(fā)生率也在不斷增加,其中超過70歲的患者發(fā)生率約為15%～20%。該病不僅給老年患者生理上造成巨大痛苦，還會(huì)對(duì)老年患者的日常生活帶來極大不便并造成一定的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]，因此下肢動(dòng)脈的早期診斷具有重要意義。下肢動(dòng)脈造影(CTA)檢查具有非侵入性、高精度等較多優(yōu)勢(shì)，在當(dāng)下臨床中得到了非常廣泛的運(yùn)用。由于下肢血管范圍較大，CTA掃描包括小動(dòng)脈分支較多,所以掃描時(shí)間需要時(shí)間相對(duì)較長，患者接受輻射劑量和高碘攝入，由于碘化造影劑的滲透壓、粘度等性質(zhì)會(huì)導(dǎo)致腎功能損害，誘導(dǎo)腎病的發(fā)生，因此患者腎功能損害的風(fēng)險(xiǎn)較高[4-5]。有效降低患者的輻射劑量和腎功能損害，是目前臨床重點(diǎn)關(guān)注和解決的問題，本研究旨在探討下肢血管造影中低管電壓、低造影劑濃度對(duì)CTA掃描成像質(zhì)量和輻射劑量的影響。

1 資料與方法

1.1一般資料收集自2021年1—8月就診于新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院，臨床診斷疑似為外周動(dòng)脈閉塞性疾病，并行下肢CTA檢查的60例患者，采用隨機(jī)分組的方法將患者分為試驗(yàn)組與對(duì)照組，每組各30例患者。試驗(yàn)組的管電壓為100 kVp，對(duì)比劑濃度為 300 mgI/mL，對(duì)照組的管電壓為 120 kVp，對(duì)比劑濃度為 370 mgI/mL?；颊吣挲g25～65歲，平均年齡(55±7)歲，體重55～90 kg，體質(zhì)量指數(shù)(BMI)19～28 kg/m2，平均(25.1±2.6)kg/cm2。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)無法配合檢查或圖像質(zhì)量不佳的患者；(2)既往有下肢手術(shù)的患者；(3)合并嚴(yán)重肝腎及心功能不全的患者；(4)碘對(duì)比劑過敏的患者；(4)妊娠期或哺乳期女性[6]。

1.2檢查方法符合納入標(biāo)準(zhǔn)的60例患者均使用GE寶石CT進(jìn)行平掃及CTA掃描。掃描時(shí)囑患者以雙足朝向線圈的方式仰臥在檢查床上，掃描范圍為腹主動(dòng)脈末端水平至足底水平。掃描參數(shù):設(shè)置螺距為0.5 mm，進(jìn)行螺旋掃描，層厚、層間距為1 mm，矩陣為512×512。試驗(yàn)組管電壓為100 kV，造影劑為碘海醇300 mg/mL，對(duì)照組管電壓為120 kV，造影劑為碘帕醇370 mg /mL。經(jīng)肘正中靜脈使用雙筒高壓注射器以流速為5 mL/s注射造影劑90 mL，然后用同樣的流速注射生理鹽水50 mL。于腹主動(dòng)脈的分叉處設(shè)置感興趣區(qū)域，并實(shí)時(shí)監(jiān)控下肢內(nèi)造影劑的填充情況，當(dāng)血管內(nèi)造影劑CT值到達(dá)150 HU時(shí)觸發(fā)閾值。觸發(fā)后延遲掃描2.8 s。兩組獲得的原始圖像和數(shù)據(jù)被傳送至后處理工作站以分析圖像質(zhì)量、圖像噪聲、CT值(腹主動(dòng)脈分叉、髂動(dòng)脈分叉、近端股動(dòng)脈及腘動(dòng)脈)、信噪比(SNR)、對(duì)比噪聲比(CNR)、輻射劑量和碘造影劑的攝入量。

1.3圖像分析與評(píng)價(jià)將掃描所得圖像傳送到工作站(AdvantageWorkstation4.6GEHeahheare，Milwaukee，WI)，工作站中采用最大強(qiáng)度投影(MIP)、多平面重組(MPR)等方法進(jìn)行圖像后處理，由兩名具有8年以上放射血管影像診斷工作經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)影像科醫(yī)師進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，并達(dá)成共同意見。此兩名醫(yī)師對(duì)患者的分組情況、掃描方式以及對(duì)比劑所用的濃度均不知情。

1.3.1 主觀評(píng)價(jià)主要對(duì)腹主動(dòng)脈至髂血管、股動(dòng)脈至腘窩段及小腿段動(dòng)脈進(jìn)行分析，采用 5分法進(jìn)行評(píng)定：5分：血管走形顯示連續(xù)，血管及周圍結(jié)構(gòu)顯示清晰；4分：血管走形顯示連續(xù)，血管及周圍結(jié)構(gòu)顯示較清晰；3分：血管走形顯示基本連續(xù)，血管周圍結(jié)構(gòu)顯示一般清晰；2分：血管走形顯示不連續(xù)，血管及周圍結(jié)構(gòu)顯示不清；1分：動(dòng)脈血管未見顯影，無法進(jìn)行臨床診斷，評(píng)分≥3分認(rèn)為可以滿足臨床診斷要求。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià)在橫斷位由1名影像診斷醫(yī)師測量腹主動(dòng)脈、髂總動(dòng)脈、股動(dòng)脈上段、腘動(dòng)脈的 CT值和 SD值(標(biāo)準(zhǔn)差)，并測量相應(yīng)層面軟組織 SD值作為圖像噪聲，所有 ROI面積約 5 mm2，每個(gè)ROI測量3次，取3次測量的平均值進(jìn)行計(jì)算得出SNR和CNR。其中SNR=動(dòng)脈血管 CT 值/相應(yīng)層面軟組織 SD 值，CNR=(動(dòng)脈血管CT值-相應(yīng)層面軟組織 CT值)/相應(yīng)層面軟組織 SD值。

1.4輻射劑量及碘攝入量比較兩組的CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、輻射劑量長度乘積(DLP)、有效輻射劑量(ED)以及造影劑碘攝入量情況。ED=CTDIvol×L×k(k=0.015 mSv·mGy-1·cm-1)，L為腹盆部及髖關(guān)節(jié)部掃描的長度。攝入量(g)=碘對(duì)比劑濃度(mg/mL)×碘對(duì)比劑用量(mL)/1 000[7-8]。

2 結(jié)果

2.1兩組圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)結(jié)果試驗(yàn)組、對(duì)照組圖像評(píng)分分別為(4.85±0.37)分和(4.76±0.29)分，兩組比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組圖像主觀評(píng)價(jià)比較/分

2.2兩組間圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)結(jié)果不同位置血管下肢動(dòng)脈內(nèi)CT值、對(duì)比噪聲比(CNR)、信噪比(SNR)，試驗(yàn)組均顯著高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 兩組圖像客觀評(píng)價(jià)比較

2.3 兩組間輻射劑量、碘攝入量比較試驗(yàn)組CT容積劑量指數(shù)、輻射劑量長度乘積、有效輻射劑量以及造影劑碘攝入量情況均顯著低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)意義(P<0.05)，見表3。試驗(yàn)組和對(duì)照組掃描長度(L)分別為(2.71±2.51)cm、(2.85±2.13)cm，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.245，P>0.05)。兩組間后處理圖像見圖1。

表3 兩組有效輻射劑量、碘攝入量比較

3 討論

下肢動(dòng)脈狹窄閉塞癥是目前臨床上常見的中老年疾病，主要臨床表現(xiàn)為下肢疼痛不適、間歇性跛行、皮膚溫度減低等癥狀，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量。多數(shù)患者有輕微的臨床表現(xiàn)，缺乏較典型的癥狀，這使得該病的診斷較為困難。目前，數(shù)字減影血管造影(DSA)是診斷本病的金標(biāo)準(zhǔn)，但由于費(fèi)用高、并屬于侵入性有創(chuàng)檢查等，不能廣泛應(yīng)用于臨床[9-10]。隨著影像學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，下肢CTA成像有掃描速度快、無創(chuàng)、一次檢查能完整顯示下肢血管及周圍軟組織病變等諸多優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，后處理工作站通過對(duì)原始薄層圖像進(jìn)行冠矢位重建，可以多角度、多方向顯示血管，便于醫(yī)生對(duì)病變血管進(jìn)行更全面的分析。因此下肢CTA掃描技術(shù)在臨床中得到了越來越廣泛的應(yīng)用[11]。但下肢動(dòng)脈不僅長度長、血管扭曲面大，而且分支多，加之各血管管腔直徑寬窄不一，由于上述下肢血管的諸多特殊生理特性，在CTA掃描下肢時(shí)，會(huì)導(dǎo)致下肢動(dòng)脈遠(yuǎn)端血管顯影不理想等情況的出現(xiàn)[12]，因此目前臨床上常用較大輻射劑量和較高的碘攝入量進(jìn)行掃描以保證血管顯影質(zhì)量，這也進(jìn)一步致使患者腎臟損傷的風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)提高，因此，在保證圖像質(zhì)量不影響診斷的前提下，如何降低患者所受的有效輻射劑量和所使用的造影劑濃度是當(dāng)前影像CT關(guān)注和研究的重點(diǎn)[13]。

本研究結(jié)果顯示，通過對(duì)比對(duì)照組與試驗(yàn)組所得出的圖像，發(fā)現(xiàn)兩組圖像質(zhì)量差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明在降低管電壓及對(duì)比劑濃度的情況下，所得的下肢CTA圖像的質(zhì)量并未降低，其血管圖像并未影響臨床醫(yī)生對(duì)下肢血管疾病的診斷。此外，對(duì)照組的下肢動(dòng)脈CT值、CNR、SNR均低于試驗(yàn)組，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，分析原因可能是受光電效應(yīng)的影響，康普頓散射會(huì)隨著光電效應(yīng)的增強(qiáng)而減弱，因此可以加強(qiáng)血管與周圍軟組織的對(duì)比，使血管本身顯影更加清晰、良好[14-15]。對(duì)照組有效輻射劑量明顯高于試驗(yàn)組(P<0.05)，說明在使用低管電壓與低濃度造影劑條件下能有效減少下肢CT血管檢查患者的輻射劑量[16]。其原因可能是本研究采用的是迭代重建算法，通過減少重建圖像的噪聲，進(jìn)一步減少病人的輻射劑量。在同樣的噪音下，患者接受的輻射劑量大大減少[17-18]。

本研究的不足之處在于樣本含量較少，今后將進(jìn)一步增加樣本量使研究結(jié)果更具有說服力和可行性。另外，本研究選擇的患者BMI為19～28 kg/m2，對(duì)于肥胖患者如何降低對(duì)比劑濃度需要進(jìn)一步研究。本研究結(jié)果未與DSA金標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，在今后的研究中尚需進(jìn)一步分析和完善。

綜上所述，降低管電壓和對(duì)比劑濃度獲得的下肢血管圖像，可以更好地顯示血管及其分支，可以滿足臨床診斷的需要，減少患者的輻射劑量和降低誘導(dǎo)腎病的危險(xiǎn)，在臨床中有很好的應(yīng)用價(jià)值[19-20]。