能譜CT雙低技術(shù)在頭頸CTA中的應(yīng)用價(jià)值

張國(guó)祥 趙英明

多層螺旋CT血管造影（CT angiography，CTA）技術(shù)，以其無(wú)創(chuàng)性及診斷準(zhǔn)確率高，可任意方位旋轉(zhuǎn)、可清晰地顯示頭頸部血管形態(tài)、能很好顯示動(dòng)脈瘤與周圍組織結(jié)構(gòu)關(guān)系，對(duì)頭頸部血管性疾病治療起著非常重要的指導(dǎo)作用，且費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)，臨床價(jià)值已得到肯定[1]。但因?yàn)槠鋻呙璺秶?，掃描部位包含甲狀腺和晶狀體等敏感器官，給患者生理上帶來(lái)輻射損傷，同時(shí)大劑量高濃度對(duì)比劑的應(yīng)用易誘發(fā)對(duì)比劑腎病的發(fā)生[2]。如何在高質(zhì)量圖像與低輻射劑量和低對(duì)比劑用量中找到一個(gè)平衡點(diǎn)是相關(guān)研究的主題。本研究旨在探討能譜CT下采用雙低技術(shù)結(jié)合GSI Assist模式進(jìn)行單能量成像在頭頸CTA檢查中的可行性和臨床應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集我院自2022年11月-2023年3月收治的100例用GE Revolution CT行頭頸CTA檢查的患者，采用數(shù)字表隨機(jī)分組法分成常規(guī)組和雙低組，各50例。常規(guī)組男29例，女21例，年齡23～80歲，BMI（23.76±2.85）kg/m2。雙低組男34例，女16例，年齡18～84歲，BMI（23.53±3.54）kg/m2。排除患者存在碘對(duì)比劑過(guò)敏史，存在嚴(yán)重的肝腎功能不全癥狀以及患者在48 h內(nèi)使用過(guò)二甲雙胍。100例患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 兩組受檢者自然仰臥位，頭部用繃帶固定，去除假牙、項(xiàng)鏈、發(fā)卡等金屬物品，掃描時(shí)避免吞咽動(dòng)作。在患者右肘正中靜脈埋置20G套管針，采用對(duì)比劑跟蹤（bolus-tracking）技術(shù)，在主動(dòng)脈弓下1 cm處選擇降主動(dòng)脈層面繪制ROI，閾值為100 HU，觸發(fā)后延遲3 s自動(dòng)掃描，掃描方向足至頭側(cè)，掃描范圍為主動(dòng)脈弓水平至顱頂。兩組均采用碘佛醇（350 mgI/mL）的對(duì)比劑，常規(guī)組采用常規(guī)掃描模式，對(duì)比劑劑量60 mL，生理鹽水50 mL，管電壓為120 kV，管電流為400 mA，雙低組采用GSI掃描模式，對(duì)比劑劑量50 mL，生理鹽水50 mL，管電壓GSI 80～140 kVp瞬間切換，管電流使用GSI Assist模式設(shè)置，根據(jù)患者BMI指數(shù)以噪聲指數(shù)為參考自動(dòng)選擇管電流。對(duì)比劑和生理鹽水注射速率均采用5 mL/s以使圖像效果最佳[3]。其余掃描參數(shù)兩組均保持一致：準(zhǔn)直器寬度設(shè)置為80 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.5 s，螺距為0.662:1，重建層厚設(shè)置為0.625 mm。

1.3 圖像后處理和質(zhì)量評(píng)價(jià) 將所有原始掃描數(shù)據(jù)均傳至GEAw4.7工作站，進(jìn)行MPR、MIP、CPR及VR等后處理。有研究表明[4]能譜CT行頭頸CTA檢查在（60±5）keV最佳單能量重建圖像是最佳的圖像，本研究采用65 keV進(jìn)行單能量重建。測(cè)量主動(dòng)脈弓、頸總動(dòng)脈距末端分叉1 cm處、大腦中動(dòng)脈處的CT值并計(jì)算信噪比（SNR）以及對(duì)比噪聲比（CNR）。再由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的診斷醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量應(yīng)用4分制雙盲法評(píng)分，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：圖像清晰無(wú)明顯偽影；血管強(qiáng)化程度CT值在350～550 HU；血管分支達(dá)4級(jí)以上；血管強(qiáng)化均勻，以上每滿足一個(gè)加1分。如果意見不一致，需協(xié)商取得一致結(jié)果。測(cè)量平均容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）和劑量長(zhǎng)度乘積（DLP），并計(jì)算有效輻射劑量（ED），ED=DLP×K（以國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)關(guān)于CT的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南為準(zhǔn)K取值為0.0023 mSv·mGy-1·cm-1）。根據(jù)患者體質(zhì)指數(shù)和所用對(duì)比劑濃度計(jì)算出碘攝入量。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，計(jì)量資料用±s表示。CT值、SNR及CNR采用t檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。計(jì)算放射科醫(yī)師主觀評(píng)價(jià)的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值＞0.75可以認(rèn)為一致性較好，0.4＜Kappa值＜0.75認(rèn)為一致性中等，Kappa值＜0.4則表明一致性較差。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 主觀評(píng)價(jià) 兩名醫(yī)生對(duì)兩組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分情況見表1，主觀評(píng)價(jià)一致性中等（Kappa值為0.53），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），均能滿足診斷要求。

表1 兩組圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)情況（例）

2.2 客觀評(píng)價(jià) 雙低組血管CT值均高于常規(guī)組，雙側(cè)大腦中動(dòng)脈CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。雙低組主動(dòng)脈弓層面SNR高于常規(guī)組，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），其余各血管SNR雙低組均高于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。常規(guī)組背景SD值低于雙低組（P＜0.05）。兩組動(dòng)脈CNR差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)（±s）

表2 兩組圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)（±s）

測(cè)量參數(shù)常規(guī)組雙低組tP血管CT值(HU)主動(dòng)脈弓415.81±45.46458.10±65.20-3.76＜0.001左頸總動(dòng)脈446.78±58.69480.57±65.70-2.710.008右頸總動(dòng)脈440.56±54.06471.07±70.27-2.430.017左大腦中動(dòng)脈412.12±52.88426.10±68.61-1.140.256右大腦中動(dòng)脈410.78±55.82427.17±67.04-1.330.187 SNR主動(dòng)脈弓17.14±3.0717.38±3.28-0.390.696左頸總動(dòng)脈41.23±5.4748.80±5.99-6.60＜0.001右頸總動(dòng)脈42.07±5.1847.55±6.97-4.46＜0.001左大腦中動(dòng)脈30.71±4.1636.11±4.39-6.31＜0.001右大腦中動(dòng)脈31.10±4.4336.19±4.49-5.70＜0.001 CNR主動(dòng)脈弓54.20±8.5457.18±9.90-1.620.109左頸總動(dòng)脈58.91±10.2660.42±10.26-0.730.465右頸總動(dòng)脈58.01±9.7859.20±10.61-0.580.561左大腦中動(dòng)脈53.72±9.6452.55±9.960.600.553右大腦中動(dòng)脈53.47±9.8152.70±9.840.390.696 SD(HU)胸鎖乳突肌6.61±0.576.94±0.46-3.170.002

2.3 輻射劑量與碘攝入量 與常規(guī)組相比，雙低組CTDIvol、DLP和ED分別下降4.11%、16.12%、16.32%，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001），見表3。碘攝入量雙低組比常規(guī)組降低16.67%。

表3 兩組輻射劑量和碘攝入量比較（±s）

表3 兩組輻射劑量和碘攝入量比較（±s）

組別CTDIvol(mGy)DLP(mGy·cm)ED(mSv)碘攝入量(mL)常規(guī)組12.64±0.001035.10±59.672.39±0.1460.00±0.00雙低組12.12±0.35868.26±57.302.00±0.1450.00±0.00 t10.4414.5214.59 P＜0.001＜0.001＜0.001

3 討論

頭頸部CTA可對(duì)顱內(nèi)血管及頸動(dòng)脈狹窄的范圍及程度、斑塊的位置及性質(zhì)、動(dòng)靜脈畸形等作出具有價(jià)值的診斷，在臨床中診斷腦血管疾病中十分重要。一定程度上替代了傳統(tǒng)金標(biāo)準(zhǔn)DSA檢查。如何在保證血管成像質(zhì)量的同時(shí)，最大化降低對(duì)比劑的用量和輻射劑量成為了CT血管造影的重要議題。

對(duì)比劑腎?。–IN）是臨床實(shí)踐中應(yīng)用對(duì)比劑后常見的一種可逆轉(zhuǎn)的急性腎功能衰竭。伴隨著當(dāng)前各種增強(qiáng)掃描（如頭頸CTA檢查等）中對(duì)比劑的廣泛使用，CIN的發(fā)病率呈逐年升高的趨勢(shì)[5]。此外，由于頭頸部CTA檢查要求對(duì)比劑注射速率快（5 mL/s）對(duì)比劑外滲也時(shí)有發(fā)生，會(huì)引起組織局部腫脹甚至發(fā)生壞死，給患者的生理和心理都帶來(lái)負(fù)擔(dān)。有研究表明一次性注射大劑量對(duì)比劑容易形成結(jié)晶增加外滲的風(fēng)險(xiǎn)[6]。在對(duì)比劑使用上，臨床中并沒有明確安全劑量的閾值，但減少對(duì)比劑用量仍然是預(yù)防CIN和對(duì)比劑外滲的最有效措施[7]。以往降低輻射劑量多采用降低管電流、提高螺距等方法，但是降低程度均很有限且對(duì)圖像信噪比的影響較大。由于輻射劑量與管電壓的平方呈正比，通過(guò)降低管電壓來(lái)減少輻射劑量是最有效手段。但是降低管電壓會(huì)導(dǎo)致X線強(qiáng)度下降，X線質(zhì)量下降，意味著圖像噪聲的增大，要獲得同等質(zhì)量的圖像則需增大4倍管電流，無(wú)法達(dá)到通過(guò)降低管電壓來(lái)降低輻射劑量的目的。由于傳統(tǒng)螺旋CT使用濾波反投影重建算法（FBP），F(xiàn)BP接受從任意角度投影的X光子數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行圖像噪聲計(jì)算，無(wú)法消除光子帶來(lái)的量子噪聲，還會(huì)把各個(gè)方向的散射線進(jìn)行計(jì)算，在圖像中增加了像素噪聲和偽影，降低管電壓會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量大大降低。

與傳統(tǒng)螺旋CT的成像相比，能譜CT特有的單能量重建和自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)ASIR-V系統(tǒng)可以在明顯降低管電壓的前提下依然能保持相對(duì)的圖像噪聲，并能顯著提高頭頸血管和周圍組織的對(duì)比噪聲比，更好地顯示頭頸部血管，使血管性病變顯示率明顯提高[8]。傳統(tǒng)混合能量X線穿過(guò)人體時(shí)，低能射線容易被過(guò)濾導(dǎo)致產(chǎn)生硬化效應(yīng)和物質(zhì)CT值的漂移，與傳統(tǒng)混合能量圖像相比，能譜CT可以將傳統(tǒng)X線的混合能量分解出40～140 keV的任一單能圖像，同一能量水平的單能量圖像可以通過(guò)物質(zhì)密度圖像合成，由于每種物質(zhì)的基物質(zhì)能量衰減由其本身決定，故可保證人體同種物質(zhì)衰減系數(shù)的恒定，避免了硬化效應(yīng)的產(chǎn)生并獲得相對(duì)純凈CT值的圖像，因此最佳單能量成像可以提高圖像的質(zhì)量。此外，能譜CT疊加了ASIR-V重建算法，ASIR-V建立在FBP的基礎(chǔ)上，使用FBP重建得到的信息作為初始重建模塊，構(gòu)造多噪聲模型，將合成后的投影數(shù)據(jù)和實(shí)際測(cè)量的投影數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)和修正來(lái)獲得一個(gè)新圖像[9]。通過(guò)不斷往復(fù)迭代，剔除噪聲數(shù)據(jù)的同時(shí)保留了正確的投影數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)多次迭代和校正更新就會(huì)重建出較高質(zhì)量、低噪聲的圖像。ASIR所需的投影數(shù)據(jù)少，即使減低管電壓，依然可以重建出高質(zhì)量圖像。ASIR彌補(bǔ)了FBP的不足，降低管電壓后明顯降低重建圖像中的噪聲，可以有效地降低輻射劑量。同時(shí)能譜CT特有的寶石探測(cè)器采用的動(dòng)態(tài)變焦技術(shù)以及能譜柵技術(shù)讓圖像的空間分辨率、密度分辨率也得到了明顯提升。本研究利用了能譜CT單能量成像和ASIR重組技術(shù)，采用低輻射劑量與低劑量碘對(duì)比劑技術(shù)實(shí)行頭頸CTA檢查，發(fā)現(xiàn)圖像血管強(qiáng)化程度CT值、噪聲、SNR、CNR及血管重建圖像質(zhì)量均符合影像學(xué)要求。對(duì)照組患者所接受的輻射劑量和對(duì)比劑用量均明顯減低，ED減少16.32%，對(duì)比劑用量減少16.67%。

綜上所述，在頭頸部CTA中應(yīng)用能譜寶石CT雙低技術(shù)可以減少患者輻射劑量和對(duì)比劑的用量，降低發(fā)生碘過(guò)敏和對(duì)比劑腎病的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)獲得的圖像達(dá)到影像學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，滿足臨床需求，值得推廣。