低管電壓掃描在CT血管成像技術(shù)中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀

鄒才盛

（北海市人民醫(yī)院放射科 廣西 北海 536000）

隨著高端多層螺旋CT技術(shù)的迅速發(fā)展，CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）技術(shù)近年來在冠脈和外周血管方面的疾病診斷中的應(yīng)用很廣。研究顯示，CT血管成像可以直接顯示各血管的起源、走形及其與周圍解剖結(jié)構(gòu)的空間關(guān)系，可以為臨床手術(shù)提供詳細(xì)的信息。CTA作為一種非侵入性的檢查，檢查速度快，有很好的空間分辨力以及各向同性，可以進(jìn)行多種功能的圖像后出來滿足臨床需要。但是，CTA也有不足之處，除需使用碘造影劑外，對(duì)人體具有危害性的輻射是最主要的缺點(diǎn)。CTA檢查中輻射劑量過高可造成輻射損傷甚至有誘發(fā)腫瘤的風(fēng)險(xiǎn)，碘劑的不合理使用可以造成腎功能損害的問題已經(jīng)受到業(yè)內(nèi)重視。如何在確保圖像質(zhì)量的情況下優(yōu)化掃描參數(shù)，降低輻射劑量、降低碘攝入量是目前研究的熱點(diǎn)，而低管電壓技術(shù)的應(yīng)用研究是最主要的，也是未來的發(fā)展方向。本文就近年來低管電壓掃描技術(shù)在CT血管成像技術(shù)中的應(yīng)用進(jìn)展予以綜述。

1 低管電壓的低劑量掃描技術(shù)原理

根據(jù)康普頓效應(yīng)，X線通過被檢測(cè)體，其吸收劑量與X線能量成正比，而X線能量由管電壓決定，所以人體吸收的輻射劑量與管電壓的平方成正比，降低管電壓比降低管電流還要更明顯地降低輻射劑量。因?yàn)镃T值與被檢測(cè)體的類型及X線的能量有關(guān)，而管電壓決定了X線的能量，影響了被檢測(cè)體的X線衰減，從而影響CT值，所以降低管電壓可以使血管內(nèi)CT值明顯增大[1-2]。降低管電壓，減少了X線粒子的能量，增加了圖像噪聲，但CTA的檢查目的是觀察血管，評(píng)價(jià)目標(biāo)血管及其側(cè)支循環(huán)血管充盈狀態(tài)。噪聲的輕度增加一般只是影響到血管周圍組織，對(duì)評(píng)價(jià)血管循環(huán)系統(tǒng)沒有影響，因此低管電壓的低劑量掃描可使患者所受到的有效輻射劑量顯著下降。

2 不同的低管電壓掃描研究策略

臨床上常用的三種低管電壓的低劑量掃描技術(shù)：①100 kV低劑量，尤佳等[3]用100 kV聯(lián)合ASiR迭代重建掃描方案，在不同BMI患者的頭頸部CT血管成像中應(yīng)用中獲得滿意效果；陳仲良等[4]用100 kV用于腎動(dòng)脈CTA可以大大減小碘攝入量和輻射劑量，并且獲得跟常規(guī)120 kV劑量的圖像質(zhì)量；葉紅等[5]利用前瞻性心電門控結(jié)合迭代重建技術(shù)在減小冠狀動(dòng)脈CTA的輻射劑量及對(duì)比劑用量時(shí)也是運(yùn)用100 kV的管電壓，同樣獲得滿意的效果；黃愛娜等[6]則分別用100 kV管電壓和100 mAs管電流兩種低劑量跟常規(guī)低劑量進(jìn)行比較，應(yīng)用于頭頸CTA中獲得低管電壓劑量比低毫安劑量更低的輻射劑量和同樣的圖像質(zhì)量。②80 kV低劑量，黃濤等[7]應(yīng)用80 kV管電壓，自動(dòng)管電流調(diào)制，采用iDose4 3級(jí)迭代算法重建圖像。能夠在保證圖像質(zhì)量的前提下有效降低被檢者的輻射劑量；范潔[8]用iCT256層CT的80 kV技術(shù)進(jìn)行肺動(dòng)脈CTA成像，其輻射劑量和對(duì)比劑用量明顯減少，圖像質(zhì)量變化不大，低注射速率降低了對(duì)比劑外滲的風(fēng)險(xiǎn)；楊楓等[9]用80 kV和低造影劑量（雙低劑量模式）并運(yùn)用ASiR迭代重建技術(shù)行圖像重建對(duì)頭頸CTA行檢查獲得與常規(guī)模式相近的圖像質(zhì)量。孫羽[10]則用80 kV低管電壓對(duì)多時(shí)相頭頸CTA（mCTA）掃描對(duì)圖像質(zhì)量與輻射劑量的影響進(jìn)行研究，得出80 kV多時(shí)相頭頸CTA能滿足診斷需要，既可以確保圖像質(zhì)量還能夠大幅度降低輻射劑量和對(duì)比劑用量；林觀生等[11]用80 kV低管電壓和低劑量對(duì)比劑聯(lián)合iDose4迭代重建技術(shù)行頭頸部CTA成像，既能達(dá)到常規(guī)條件下的圖像質(zhì)量，滿足臨床診斷需要，又能大幅度降低輻射劑量及減少對(duì)比劑用量。③70 kV低劑量，祁麗等[12]采用70 kV管電壓、30 mL對(duì)比劑跟100 kV管電壓、60 mL對(duì)比劑進(jìn)行比較，70 kV聯(lián)合迭代重建技術(shù)重建圖像，而100 kV的用濾波反投影重建算法重建圖像。在BMI≤25 kg/m2、心率≤70次/min的受試者中，兩組圖像質(zhì)量無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。Zhang等[13]同樣采用70 kV管電壓，運(yùn)用前瞻性心電門控技術(shù)、大螺距技術(shù)以及迭代重建技術(shù)，用于BMI＜25 kg/m2的較低體重患者的冠狀動(dòng)脈CTA檢查，即大大減少輻射劑量有取得滿意的圖像質(zhì)量。還有很多學(xué)者在進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查時(shí)的管電壓都采用70 kV[14-15]。

3 不同管電壓與BMI的關(guān)系研究

BMI=體重（kg）/身高（m2），是世界衛(wèi)生組織（WHO）推薦的國(guó)際統(tǒng)一使用的肥胖分型標(biāo)準(zhǔn)。很多的低kV劑量研究都設(shè)定一定的BMI范圍作為研究對(duì)象。①BMI≤25 kg/m2，曹劍等[14]認(rèn)為BMI≤25 kg/m2適合行冠狀動(dòng)脈CTA時(shí)用70 kV低劑量，BMI≥25 kg/m2被排除。陳萬洪等[16]采用雙低模式在腸系膜上動(dòng)脈CTA中的研究時(shí)，用中小體重指數(shù)（BMI≤24 kg/m2）的患者作為研究對(duì)象，可獲得滿足臨床診斷需求的理想血管圖像；袁訓(xùn)偉等[17]在分析100 kV條件下進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查，分別采用前瞻性心電門控和回顧性心電門控技術(shù)進(jìn)行對(duì)比研究，患者體重指數(shù)納入范圍是BMI＜25 kg/m2，得出前瞻性心電門控冠狀動(dòng)脈CTA的輻射劑量更低。②BMI＞25 kg/m2，欒貽新等[18]探討用低對(duì)比劑用量結(jié)合100 kV的低管電壓進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查，患者選擇BMI＞25 kg/m2的范圍，結(jié)果能獲得與常規(guī)劑量組相當(dāng)?shù)墓跔顒?dòng)脈CTA圖像質(zhì)量，但輻射劑量和對(duì)比劑用量都明顯降低；聶洋平等[19]應(yīng)用100 kV低管電壓和低濃度對(duì)比劑對(duì)超重者（25 kg/m2≥BMI＜30 kg/m2）行冠狀動(dòng)脈CTA檢查，不僅能確保圖像質(zhì)量，并可降低對(duì)患者的輻射劑量和碘攝入量。李文進(jìn)等[20]的雙源CT“雙低”研究顯示,對(duì)于高體質(zhì)量指數(shù)（26 kg/m2＜BMI＜30 kg/m2）肥胖患者，可將管電壓從120 kV降低至80 kV，獲得的圖像仍然能夠滿足主觀診斷需要，并且大大減小了碘對(duì)比劑的用量。張婷婷等[17]運(yùn)用雙源螺旋CT進(jìn)行“雙低”技術(shù)（70 kV低電壓和低濃度對(duì)比劑）冠狀動(dòng)脈檢查，研究對(duì)象是腹型肥胖患者，分別納入高體重指數(shù)患者（26 kg/m2＜BMI≤28 kg/m2）和超高體重指數(shù)患者（BMI＞28 kg/m2），結(jié)果表明高體重指數(shù)患者獲得的“雙低”冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量滿意，是可行的，而超高體重指數(shù)患者的圖像質(zhì)量無法滿足日常診斷需求。

4 低管電壓與“三低”技術(shù)的在CT血管成像技術(shù)的應(yīng)用

三低技術(shù)即是低輻射劑量、低對(duì)比劑劑量、低注射速率。有關(guān)文獻(xiàn)研究表明，低管電壓CTA掃描不僅可以降低輻射劑量，而且還能大幅度減小對(duì)比劑用量和注射速率[21]。X線能量與CT值的關(guān)系是：能量越低CT值越大，CT值隨著能量的增加而減少，降低管電壓就是降低X線能量，使X線穿透能力減弱，穿過碘造影劑時(shí)衰減增加，血管CT值增加，從而提高CTA圖像的SNR和CNR。鄧亮等[22]探討行冠狀動(dòng)脈CTA掃描時(shí)用100 kV低管電壓結(jié)合低流速（4 mL/s）注射與常規(guī)120 kV管電壓高流速（6 mL/s）注射進(jìn)行對(duì)比研究，分析兩組冠脈血管平均CT值、SNR、CNR、圖像噪聲等，結(jié)果圖像質(zhì)量無明顯差異，管電壓結(jié)合低流速不但明顯降低對(duì)比劑外滲率，而且也明顯降低有效輻射劑量。Kok等使用70 kV、80 kV、100 kV三種低管電壓分別和120 kV常規(guī)管電壓進(jìn)行對(duì)比研究，方法是利用一個(gè)冠狀動(dòng)脈脈循環(huán)體模以及60例冠脈CTA檢查病例進(jìn)行研究，其結(jié)果表明：在保持冠脈血管CT值沒有出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的情況下，使用100 kV、80 kV、70 kV管電壓所用的對(duì)比劑流速和總量分別與120 kV管電壓使用的對(duì)比劑注射流速和總量均有明顯降低，降低的范圍分別為12%～23%、34%～56%、45%～67%。對(duì)比劑外滲輕的引起皮膚紅腫或水泡，嚴(yán)重的可能會(huì)引起皮膚潰瘍、壞死甚至肢體功能障礙。而降低注射速率是預(yù)防外滲的有效方法之一。所以說，利用低管電壓劑量技術(shù)應(yīng)用到CT血管成像時(shí)，不僅能夠降低掃描時(shí)的輻射劑量，而且還能夠降低對(duì)比劑的注射速率和用量,使用低管電壓劑量、低注射速率的圖像CT值可以接近高管電壓劑量、高注射速率、高造影劑用量條件下掃描的圖像CT值,保證了血管圖像質(zhì)量、達(dá)到診斷目的。

綜上所述，低管電壓掃描在CT血管成像技術(shù)的應(yīng)用時(shí)，根據(jù)不同體質(zhì)量指數(shù)和重建方法可以分別使用70 kV、80 kV、100 kV掃描技術(shù)，在確保圖像質(zhì)量的同時(shí)盡量減少受檢者的輻射劑量、對(duì)比劑總量及注射速率，從而最大限度地降低對(duì)受檢者的潛在附加危害，體現(xiàn)以病人為中心、關(guān)愛病人的理念。如何合理地利用現(xiàn)有設(shè)備、聯(lián)合應(yīng)用各種不同技術(shù)，使低管電壓掃描在CT血管成像技術(shù)的應(yīng)用得到廣泛的推廣仍然是今后一段時(shí)間的研究重點(diǎn)。