256層CT低對比劑劑量低輻射劑量頸部血管成像初步研究

沈繼明

摘要： 目的：探討低對比劑劑量低輻射劑量256層CT頸部成像的可行性。方法：體重70kg以下64 例患者隨機分A、B組，每組32例； A組采用低對比劑劑量、低輻射劑量掃描及迭代算法進行圖像重建，B組采用低對比劑劑量、常規(guī)輻射劑量掃描及標準算法進行圖像重建。計算兩組的輻射劑量。對兩組圖像進行后處理，比較兩組血管重建圖像質(zhì)量，測量并比較兩組主動脈及頸動脈血管的CT值。結(jié)果：A組優(yōu)質(zhì)圖像28例，B組29例，P>0.05，兩組無統(tǒng)計學差異。A組主動脈均值為（370.23±62.64）HU， 頸總動脈均值為（411.44±65.29）HU，頸內(nèi)動脈海綿竇段均值為（343.07±51.30）HU； B組主動脈均值均值均值為（391.3±46.92）HU， 頸總動脈均值為（413.22±56.07）HU， 頸內(nèi)動脈海綿竇段均值為（356.51±48.42）HU，P>0.05，兩組無統(tǒng)計學差異。結(jié)論：256層CT頸部血管成像采用低對比劑劑量低輻射劑量能獲得滿足臨床診斷的圖像，可常規(guī)應用于70公斤以下患者的頸部CTA。

關鍵詞： 頸部血管；體層攝影術(shù)；x線計算機；雙低劑量

Abstract：Purpose：To explore the feasibility of double low dose CT scan in the examination of the carotid artery.Methods：64 patients whose weight were less than 70kg were classified into group A and group B.Parameters of A group were the same as the low does contrast medium and low dose tube current.Parameters of B group were the same as the low contrast medium and routine dose tube current . Results： A group of high quality image 28 cases， B group of 29 cases. No statistical difference was found between two groups （P>0.05）. Group A ：Aortic CT average 370.23± 62.64 HU， Carotid artery CT average 411.44±65.29 HU， cavernous segment of internal carotid artery CT average 343.07± 51.30 HU. Group B ：Aortic CT average 391.3±46.92 HU ， Carotid artery CT average 413.22±56.07 HU ， cavernous segment of internal carotid artery CT average 356.51±48.42 HU （P>0.05）. Group A ： a mean CTDI of 6.73 mGy， a mean DLP of 236.7-295.3 mGy cm. Group B ： a mean CTDI of 31.76-38.2mGy， a mean DLP of 1112.7-1682mGy cm. Differences are statistically significant（P<0.001）.Conclusion：Double Low dose CT was suitable to replace conventional dose CT in carotid artery imaging.

Keywords：Carotid arteries；Tomography，X-ray computed；double Low dose

頭頸部動脈粥樣硬化是腦缺血或出血性疾病的主要病因1-2。作為診斷頸部血管病變的金標準3，數(shù)字減影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）具有一定的創(chuàng)傷性和危險性。隨著多層螺旋CT（multi-slice computed tomographic.MSCT）迭代重建算法的發(fā)展，256層及320排CT的臨床應用為篩查頸部血管病變提供了無創(chuàng)、快捷、準確的檢查手段4，也為采取低對比劑劑量及低輻射劑量進行頸部血管成像提供了可能。目前，雙低劑量在256層CT頸部成像中的運用國內(nèi)報道不多。本文旨在探討低對比劑劑量低輻射劑量技術(shù)256層頸部血管成像中的可行性，相關報告如下。

1. 材料與方法

1.1臨床資料

入組條件：臨床疑有頸動脈硬化者，體重低于70公斤者64例，其中男25例，女39例；最大年齡88歲，最小年齡44歲，平均年齡61歲。隨機分為A、B兩組：每組32例。患者都實行知情告知并簽署知情同意書，并經(jīng)過本院倫理委員會的論證和審批。

1.2檢查方法

采用PHILIPS Brilliance iCT 256層螺旋CT機進行頸部血管掃描。患者取仰臥位頭先進，雙手自然伸直身體兩側(cè)，掃描范圍從支氣管隆突掃描至眼眶上緣。掃描均采用人工智能觸發(fā)掃描技術(shù)及iDose掃描技術(shù)，探測點設在降主動脈，設觸發(fā)閾值為120HU。A組掃描參數(shù)：管電壓120KV，管電流100mAs，螺距0.993，掃描速度0.5s/360°，層間距0.9mm，重建間隔0.45mm，掃描時間3-4S，迭代算法重建。B組采用管電壓120KV，管電流250 mAs，螺距0.993，掃描速度0.5s/360°，層間距0.9mm，重建間隔0.45mm，掃描時間3-4S，用標準算法重建。自正中靜脈以4.5ml/s流速注射對比劑40-50ml。實驗組自肘正中靜脈注射40-50ml對比劑，流速4.5ml/s，再以4.5ml/s速率注射50ml生理鹽水。兩組均采用lice雙桶高壓注射器進行造影劑注射。相同劑量造影劑，均為碘帕醇注射液300mgI/ml。A組造影劑劑量按體重每公斤/0.7ml。B組造影劑劑量按體重每公斤/1ml。

1.3圖像處理

圖像重建層厚1.25mm，層間隔0.625mm；A組采用iDose4迭代算法重建，B組用標準重建軸位圖像數(shù)據(jù)上傳工作站。應用高級血管分析技術(shù)（AVA）進行圖像后處理，由然間自動重建血管圖像，后處理方法包括最大密度投影（MIP），多平面重組（MPR），曲面重組（CPR）及容積重組成像（VR）。

1.4圖像評估

由2名副主任高年職醫(yī)師雙盲法對圖像進行CT值測量后處理圖像評估；在1.25mm軸位圖像測量主動脈的CT值，頸總動脈遠段的CT值，頸內(nèi)動脈顱內(nèi)段的CT值。后處理圖像按主動脈、頸總動脈、頸內(nèi)動脈3級分支，進行圖像質(zhì)量評級評分[5]：Ⅰ級頸動脈3級分支圖像顯示不清，有偽影不能滿足診斷需求，1分；Ⅱ級頸動脈3級分支圖像局部稍有偽影邊緣稍模糊，能滿足診斷需求，2分；Ⅲ級頸動脈3級分支圖像清晰、邊緣銳利，完全符合診斷需求，3分。Ⅲ級圖像質(zhì)量評為優(yōu)，Ⅱ級圖像質(zhì)量評為良，Ⅰ級圖像質(zhì)量評為差。

1.5輻射劑量測量

CT系統(tǒng)依據(jù)設置的掃描參數(shù)自動計算輻射劑量估計值：CT劑量長度乘積（dose length product，DLP，單位，mGy/cm） 和劑量指數(shù)（CT doseindex volume，CTDIvol，單位，mGy）。記錄每種掃描方案的DLP和CTDIvol。根據(jù)公式ED=kxDLP計算有效劑量（effective dose，ED，單位：mSv），組織權(quán)重因子k值（單位：mSv·mGy ·cm ）采用歐盟委員會（Commission of the European Communi—ties，CEC）推薦的成人頸部權(quán)重因子0.005 9[6]。

1.6統(tǒng)計分析

采用SPSS16.0軟件包進行統(tǒng)計學分析，兩組CT值、有效劑量行t檢驗，對圖像質(zhì)量進行卡方檢驗，P<0.05，表示差異有統(tǒng)計學意義。

2. 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量評估 A組圖像頸根部偽影2例， 假齒偽影1例，吞咽偽影1例；3級圖像28例，2級圖像4例，見圖1；B組圖像頸根部偽影2例，吞咽偽影1例，3級圖像29例，2級圖像3例，見圖2；動脈1-3級分支在VR上兩組顯示率均100%，P>0.05，兩組差異無統(tǒng)計學意義。

2.2 血管CT值 A組：主動脈267.3-482.6HU，均值370.23±62.64，頸總動脈289.9-537.8HU，均值411.44±65.29 ，頸內(nèi)動脈海綿竇段233.2-460.6HU，均值343.07±51.30； B組：主動脈260.1-477.6HU，均值391.3±46.92，頸總動脈268.8-513.8HU，均值413.22±56.07，頸內(nèi)動脈海綿竇段220.2-428.1HU，均值356.51±48.42。兩組t=1.345，t=0.139 ， t=0.9528 兩組P>0.05，差異無統(tǒng)計學意義。

2.3 輻射劑量 兩組x線劑量指數(shù)及劑量長度，A組CTDI為6.73mGy，DLP為236.7-295.3 mGy*cm， CTDI 、DLP乘積均值為16.37×267.56±14.33；B組為CTDI31.76-38.2mGy，DLP為1112.7-1682mGy*cm，CTDI 、DLP乘積均值為31.76×1211.56±58.11。兩組t=78.85， P<0.001 ，差異有統(tǒng)計學意義。

圖1A組患者體重67公斤，造影劑量47ml，迭代算法重建，有效劑量1.61 mSv

VR清晰顯示a1頸總動脈、b1頸內(nèi)動脈、c1大腦中動脈3級分支 CPR圖顯示清晰

圖2 B組患者體重66公斤，造影劑量46ml，標準算法重建，有效劑量7.64 mSv

VR清晰顯示a2頸總動脈、b2頸內(nèi)動脈、c2大腦中動脈3級分支 CPR頸根部少許偽影

3.討論

3.1迭代重建對圖像質(zhì)量影響 迭代重建算法[7-8]是基于噪聲的統(tǒng)計模型和對真實圖像的假設。它通過每次迭代提高圖像質(zhì)量。本組研究發(fā)現(xiàn)：體重小于70公斤以下患者頸部血管CTA掃描選用iDose4迭代算法參數(shù)的設定可以減少50%毫安量；而高于70公斤患者的頸部血管CTA選用掃描iDose4迭代算法參數(shù)設定不能減低曝光條件。本文頸部血管成像低劑量掃描A組采用iDose4重建圖像的噪聲比標準重建圖像的噪聲明顯減少，圖像平滑。iDose4迭代重建算法，在不降低圖像空間分辨率的情況下，可以有效去除圖像噪聲，大幅降低輻射劑量。A、B兩組圖像質(zhì)量無顯著性差異。本次研究缺陷為采用固定條件低劑量掃描，對于體重指數(shù)大、肩部寬、厚的患者沒有采用管電流自動調(diào)制技術(shù)（ATCM）進行掃描，造成低劑量掃描技術(shù)中頸根部偽影。Mieville[9]等研究發(fā)現(xiàn)，iDose4迭代算法與濾波反投影重建技術(shù)（filtered back projection，F(xiàn)BP） [10] 相比，不改變圖像的噪聲功率譜曲線（MTF）。iDose4需要結(jié)合圖像銳化濾波可以得到更好的空間分辨率。因此采用iDose4進行低劑量掃描需要改變重建參數(shù)以保證圖像質(zhì)量。

3.2輻射劑量測定及對人體影響CT檢查廣泛運用于臨床，對CT檢查照射劑量帶來的損傷及致癌風險5，成為人們關注的焦點。人體CT檢查的照射劑量是CT器自主生成的人體CT 劑量指數(shù)（ computed tomo-graphy dose index，CTDI） 及劑量長度乘積（ dose-length product，DLP） ，乘以轉(zhuǎn)換因子K計算出人體吸收的有效劑量（ effective dose，ED） 。本文雙低劑量掃描A組平均CTDI為16.37 mGy ，DLP為267.56 mGy/cm，ED平均為2.57 mSv；B組CTDI為31.76 mGy，DLP為1211.56 mGy/cm，ED平均為227.02 mSv，雙低劑量掃描A組在保證獲得優(yōu)質(zhì)圖像的基礎上能有效降低X線對人體照射量的損傷。

3.3低對比劑運用的意義 本研究用40-50ml對比劑，對比劑注射后以生理鹽水50ml，分別以4.5ml/s，4.5ml/s團注法，通過測量主動脈及頸部血管CT值發(fā)現(xiàn)，兩組最小CT值達到233.2HU，兩組無明顯差異。說明低劑量對比劑，采用高注射速率，并輔以生理鹽水沖管，能獲得對比劑在血管中高濃度，一定程度彌補低對比劑劑量可能造成的血管強化率不高的問題。Schoellnast[11]等報道，主動脈CTA檢查團注造影劑后應用生理鹽水沖刷，可減少使用造影劑劑量20 ml，且不影響血管的強化程度。楊春燕等[12]研究認為對比劑低劑量與常規(guī)用量在頭頸部動脈分級能力顯示及圖像質(zhì)量上效果相同，與本文結(jié)果一致。文獻報道對比劑對腎臟的毒性作用與使用劑量有關[13-15]。特別是腎功能受損、糖尿病性腎病、充血性心力衰竭等患者，更需謹慎考慮對比劑用量，通過減少對比劑的使用降低風險的發(fā)生，提高臨床檢查的效益一風險比。

本次研究認為，體重70kg以下患者的雙低劑量掃描技術(shù)既能保證臨床獲得優(yōu)質(zhì)的診斷圖像，又能明顯提高臨床檢查的效益一風險比。建議體重70kg以下的患者頸部CTA血管造影雙低劑量掃描可作為常規(guī)掃描技術(shù)。

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