不同碘流率時體重、體重指數(shù)、去脂體重、體脂量及體表面積對CTPA圖像質(zhì)量的影響

孫瀟， 蒲艷軍， 穆麗莎， 孫凱， 朱力

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·肺栓塞影像學專題·

不同碘流率時體重、體重指數(shù)、去脂體重、體脂量及體表面積對CTPA圖像質(zhì)量的影響

孫瀟， 蒲艷軍， 穆麗莎， 孫凱， 朱力

目的：評估不同碘流率時體重、體重指數(shù)、去脂體重、體脂重量及體表面積是否影響肺動脈血管成像(CTPA)的圖像質(zhì)量，以及其與CTPA肺動脈強化程度的關(guān)系。方法：納入行CTPA檢查的疑似肺栓塞患者181例，按隨機數(shù)字表法分配到4.0 mL/s(62例)、3.5 mL/s(66例)及3.0 mL/s(53例)三個不同流率組。測量肺動脈主干、右肺上葉動脈及右肺下葉后基底段動脈CT值，計算并比較三個流率組的肺動脈平均CT值，分析其與體重、體重指數(shù)、去脂體重、體脂重量及體表面積的相關(guān)性。結(jié)果：隨著碘流率的降低，三組肺動脈平均CT值依次遞減，但總體差異無統(tǒng)計學意義(P=0.096)。體重、體重指數(shù)、去脂體重、體脂重量及體表面積與4.0 mL/s組肺動脈平均CT值的相關(guān)性均有統(tǒng)計學意義(r=-0.253～-0.349)，與3.5 mL/s組及3.0 mL/s組間的相關(guān)性均無統(tǒng)計學意義(分別為r=-0.126～-0.186，r=-0.014～-0.244)。結(jié)論：隨著碘流率的降低，雖然肺動脈平均CT值有所下降，但均可以滿足診斷需求；且碘流率越低，體重、體重指數(shù)、去脂體重、體脂重量及體表面積與肺動脈平均CT值的相關(guān)度越低。

肺栓塞； 碘流率； 血管造影術(shù)； 體層攝影術(shù)，X線計算機

CT肺動脈血管成像(computed tomography pulmonary angiography,CTPA)已成功取代了傳統(tǒng)的導(dǎo)管肺動脈造影技術(shù)，成為診斷肺栓塞的金標準[1]。CTPA的最大優(yōu)點是可清晰顯示縱膈和肺實質(zhì)結(jié)構(gòu)，并且使栓子可視化。栓子的顯示取決于其與強化的肺動脈之間的密度差，而肺動脈的強化程度又與對比劑注射方案密切相關(guān)，因此優(yōu)化對比劑注射方案對提高CTPA的圖像質(zhì)量及準確診斷肺栓塞至關(guān)重要。以往的研究多集中在降低對比劑濃度及改變注射方式上[2-4]，少有研究關(guān)注不同碘流率對CTPA圖像質(zhì)量有無影響，以及在不同碘流率時，患者的體重、體重指數(shù)(body mass index,BMI)、去脂體重(lean body weight,LBW)、體脂重量及體表面積(body surface area，BSA)對CTPA圖像質(zhì)量的影響。為此，本研究將對比劑注射流率分為三組，旨在評估更低對比劑流率、更低碘流率對CTPA圖像質(zhì)量有無影響，同時評估隨著碘流率的降低，體重、BMI、LBW、體脂重量及BSA與肺動脈強化程度的關(guān)系如何變化。

材料與方法

1.病例資料

搜集2014年10月-2016年3月臨床懷疑肺栓塞并行CTPA檢查的門診及住院患者181例，按隨機數(shù)字表法分配到4.0、3.5及3.0 mL/s三個不同流率組，三組碘流率分別為1.48、1.30及1.11 g I/s；計算BMI、LBW、體脂重量及BSA，BMI=體重(kg)÷身高(m)2，LBW(男)=[1.10 ×體重(kg)]-128 [體重(kg)2/身高(cm)2]，LBW(女)=[1.07×體重(kg)] -148 [體重(kg)2/身高(cm)2] ；BSA=0.0016×身高(cm)+0.0128×體重(kg)-0.1529。4.0mL/s組納入患者62例，其中男37例，女25例，年齡27～81歲，中位年齡54歲，心率(80.3±13.3)次/分。3.5 mL/s組納入患者66例，其中男25例，女41例，年齡24～85歲，中位年齡54.5歲，心率(79.8±12.0)次/分。3.0 mL/s組納入患者53例，其中男27例，女26例，年齡19～85，中位年齡51.5歲，心率(83.5±15.6)次/分。病例排除標準：年齡<18歲，妊娠及哺乳期，甲狀腺功能亢進未治愈，碘過敏及腎功能不全患者。所有患者均簽署了知情同意書。

2.檢查方法

所有患者均在Philips Brilliance iCT256上行CT檢查。掃描參數(shù)：管電壓100 kV，管電流自動調(diào)節(jié)，螺距0.9 mm，準直器寬度0.9 mm，旋轉(zhuǎn)時間0.5 s，層厚1 mm。注射方案：對比劑濃度為370 mg I/mL(碘普羅安)，根據(jù)流率及對比劑劑量分為以下三組：4.0 mL/s，60 mL；3.5 mL/s，54～58 mL；3.0 mL/s，45～48 mL，保證注射時間基本一致，然后以相同流率注射35 mL生理鹽水?；颊叱誓_-頭仰臥位，右側(cè)肘正中靜脈埋置18G套管針，連接雙筒高壓注射器，雙臂舉過頭頂，先進行常規(guī)胸部平掃,掃描范圍為胸廓入口至膈肌水平，盡可能包括整個肺野,平掃完成后直接進行增強掃描。感興趣區(qū)(region of interest，ROI)置于主肺動脈，當其CT值達到100 HU，延遲5s后掃描自動開始，掃描完成后圖像自動傳至圖像存儲與傳輸系統(tǒng)(picture archiving and communication system，PACS)。

3.圖像分析

由兩位高年資醫(yī)師(工作經(jīng)驗超過10年)利用飛利浦工作站，行CTPA圖像質(zhì)量客觀及主觀評價并記錄下評價結(jié)果，兩位觀察者評價結(jié)果不一致時協(xié)商達成一致?？陀^圖像質(zhì)量評價包括肺動脈主干、右肺上葉動脈及右肺下葉后基底段動脈的CT值，并計算出肺動脈平均CT值，以背闊肌CT值作為背景噪聲，主肺動脈干CT值的標準差作為噪聲，然后計算出圖像信噪比(signal nosie ratio，SNR)=肺動脈平均CT值/噪聲，對比信噪比(contrast noise ratio,CNR)=(肺動脈平均CT值-背闊肌CT值)/噪聲。主觀評價包括上腔靜脈周圍射束硬化偽影評分，采用3分制：1分，輕微或無明顯硬化偽影；2分，偽影明顯，但不影響診斷；3分，偽影明顯，影響診斷。圖像質(zhì)量評分采用5分制：1分，圖像糟糕，僅肺動脈主干輕度到中度強化，無法診斷; 2分，左右肺動脈強化，遠端肺動脈顯示差，診斷可信度明顯減低；3分，圖像質(zhì)量中等，肺葉以上動脈強化，遠端肺動脈顯示欠佳，但足以診斷；4分，圖像質(zhì)量很好，肺段以上動脈強化明顯，遠端肺動脈顯示良好，肺靜脈強化程度高于肺動脈；5分，圖像質(zhì)量非常好，亞段肺動脈及遠端肺動脈強化明顯，肺靜脈強化程度低于肺動脈。當圖像質(zhì)量主觀評分≤3分時，記錄其原因。CT機自動測定掃描的容積CT劑量指數(shù)(CT dose index，CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product,DLP)，并計算有效劑量(effective dose,ED)=DLP×0.017。

4.統(tǒng)計學分析

結(jié)　果

1.患者基本信息

三個流率組患者的年齡、心率差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.289～0.700)，而性別差異有統(tǒng)計學意義(P=0.046)。三個流率組患者的體重、BMI、LBW、體脂重量及BSA差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。

表1　不同碘流率組患者基本信息及客觀圖像質(zhì)量比較

注：APA為肺動脈平均CT值。

2.圖像質(zhì)量

客觀圖像質(zhì)量：三個流率組CTPA圖像的肺動脈平均CT值、噪聲、SNR及CNR整體相比，差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05，表1)；但隨著注射流率下降，上述客觀圖像質(zhì)量參數(shù)均呈遞減趨勢，經(jīng)LSD兩兩比較，除了4.0 mL/s組與3.0 mL/s組的肺動脈平均CT值間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.031)，余參數(shù)間的差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05，表1)。

主觀圖像質(zhì)量：三個流率組的主觀圖像質(zhì)量評分分別為4.50±0.57、4.41±0.58、4.30±0.58，三組間差異無統(tǒng)計學意義(P=0.162，圖1～3)；上腔靜脈周圍射束硬化偽影評分分別為1.27±0.45、1.45±0.50、1.47±0.50，三組間差異有統(tǒng)計學意義(P=0.049)，4.0 mL/s組與3.5 mL/s組、3.0 mL/s組相比，差異均有統(tǒng)計學意義(P=0.035、P=0.029)。

3.輻射劑量

三個流率組的CTDIvol分別為6.83±2.13、6.82±1.78、6.52±1.23，ED分別為(4.71±1.43)、(4.67±1.48)、(4.58±1.36)mSv，CTDIvol及ED三組間差異均無統(tǒng)計學意義(P=0.577，P=0.883)。

4.相關(guān)性分析

體重、BMI、LBW、體脂重量及BSA對肺動脈平均CT值、噪聲、ED的影響隨著碘流率的降低而減弱，體重對肺動脈平均CT值及有效劑量的影響最大，體脂重量對噪聲的影響最大(表2)。

討　論

CTPA對微小栓子的診斷準確性主要取決于對比劑注射方案，而其中4個因素尤為重要，包括注射流率、肺動脈達到峰值強化的時間、圖像的獲取時間以及解剖覆蓋范圍。CTPA檢查的主要目的在于為血管內(nèi)的栓子及血液提供良好的對比，這就要求準確地獲取圖像時間以確保與肺動脈峰值強化的濃度同步。在保持對比劑劑量不變的情況下，注射流率越高，肺動脈的強化程度越高，達到峰值強化的時間越短[5]，但缺點是縮短了肺動脈掃描的時間窗，易錯過肺動脈峰值強化的最佳掃描時機。用于CTPA檢查的對比劑注射流率多集中在4.0～5.0 mL/s，甚至更高[2-4,6]。但是隨著患者年齡增大，血管彈性下降，脆性增加，此類方案注射流率過高，增加了發(fā)生對比劑外滲的風險。降低注射流率會延長肺動脈掃描的時間窗，但是會導(dǎo)致肺動脈強化峰值降低，因此，需要在保證圖像質(zhì)量的前提下，在對比劑注射流率與患者安全之間進行優(yōu)化。

表2　不同碘流率時肺動脈的相關(guān)性分析

國外有研究者分析了劑量為80～150 mL、注射流率為3～5 mL/s的CTPA圖像質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)肺動脈CT值為250～300 HU時，均能得到可以滿足診斷要求的圖像[3-4,7]。本研究將三組注射流率設(shè)置為4.0 mL/s、3.5 mL/s和3.0 mL/s，對比劑劑量為45～60 mL，與上述研究相比，本研究對比劑劑量幾乎降低了60%，而肺動脈平均CT值均在350 HU以上，在降低了進入患者體內(nèi)的碘總量和碘流率的同時還提高了CTPA的圖像質(zhì)量。近年來，放射科及臨床醫(yī)生對對比劑相關(guān)腎病的關(guān)注進入到了一個新高度，而它的嚴重程度與對比劑劑量及粘滯度高度相關(guān)[8]。進入體內(nèi)的碘總量越高，在提升圖像質(zhì)量的同時，發(fā)生對比劑相關(guān)腎病的風險也越高。有研究者比較了劑量為100 mL的碘克沙醇(300 mg I/mL)與碘海醇(300 mg I/mL)在腎功能不全患者中的對比劑相關(guān)腎病的發(fā)生率，結(jié)果顯示前者為9.1%，后者為2.1%[9]。在本研究中，排除了腎功能不全患者，對比劑為碘普羅胺，且濃度較高，碘總量為16.65～22.20 g，碘流率分別為1.48、1.30及1.11 g I/s，與上述研究的30 g相比，碘總量降低了26.0%～44.5%，不但不影響CTPA的主觀及客觀圖像質(zhì)量，還能直接降低對比劑相關(guān)腎病的發(fā)生率；而碘流率的降低，不但可以降低血管彈性差的老年及血管炎患者對比劑外滲的發(fā)生率,還能減輕腎功能不全及心功能不全患者的腎臟和循環(huán)負擔，對降低對比劑相關(guān)腎病的風險也有一定意義。

已有研究報道隨著體重、BMI及BSA的增加，肺動脈CT值呈遞減趨勢，且與上述指標呈負相關(guān)(r=-0.58～-0.63)[10,11]。本研究在前者的基礎(chǔ)上引入了LBW及體脂重量，進一步探討LBW及體脂重量與肺動脈平均CT值、噪聲及有效輻射劑量間的關(guān)系。本研究結(jié)果顯示肺動脈平均CT值與LBW、體脂重量也呈負相關(guān)，但是與體重的相關(guān)性最高(高流率組，r=-0.349)，與上述研究相比，本組指標間的相關(guān)性較弱，主要原因可能是本研究的碘總量及碘流率均低于上述研究(75 mL,4.5 mL/s)；體重、BMI、LBW、BSA等與有效輻射劑量呈正相關(guān)，且相關(guān)性較肺動脈平均CT值、噪聲強，尤其是ED與體重的相關(guān)系數(shù)高達0.814，可見患者所受輻射劑量受體重影響最大，因此降低大體重患者輻射劑量并提高圖像質(zhì)量的研究是非常有意義的。噪聲除了與LBW的相關(guān)性較差且無統(tǒng)計學意義外，與體重、BMI、體脂重量及BSA的相關(guān)度較高，體脂重量對噪聲的影響最大(r=0.492)，由此可見脂肪含量越高的患者，圖像噪聲越大。以往有研究表明，與體重相比，根據(jù)LBW計算對比劑總量對大血管成像的效果更佳[12]，其可能的原因是身體脂肪較厚時，可以阻擋部分光子的滲透，使X線的穿透力有所下降，導(dǎo)致大血管的成像效果下降。但本研究顯示，體重、BMI、LBW、體脂重量、BSA與肺動脈平均CT值間的相關(guān)系數(shù)差異較小(4.0 mL/s，r=-0.253～-0.349)，且相互間差異無統(tǒng)計學意義。因此，在進行CT血管成像檢查時，上述指標均可作為參考指標以指導(dǎo)選擇合適的對比劑劑量和管電壓。由于BMI計算方便，綜合了體重及身高兩方面的因素，且與噪聲及有效輻射劑量間的相關(guān)性均較強(4.0 mL/s組，r=0.490,r=0.716)，更適合作為優(yōu)化CTPA圖像質(zhì)量及輻射劑量的參考指標。

本研究主要不足是沒有對三個流率組患者在檢查后有無引起對比劑相關(guān)腎病進行隨訪觀察；其次，對于高流率組，本研究的對比劑濃度及劑量與其他研究(270 mg I/mL、20 mL)相比偏高，還有繼續(xù)降低的空間[13]。

綜上所述，高濃度對比劑聯(lián)合低流率可用于CT肺動脈成像而不影響圖像質(zhì)量。肺動脈平均CT值、有效輻射劑量與BMI的相關(guān)性較強，可根據(jù)BMI適當調(diào)整對比劑劑量及選擇合適的管電壓，以達到更高的圖像質(zhì)量和更低的輻射劑量。

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Influence of body weight,body mass index,lean body mass,body fat weight and body surface area on the image quality of CT pulmonary angiography at different iodine flow rate

SUN Xiao,PU Yan-jun,MU Li-sha,et al.

Ningxia Medical University,Yinchuan 750000，China

Objective：To assess the relationship between body weight,body mass index (BMI),lean body mass (LBM),body fat weight,body surface area (BSA) and image quality of CT pulmonary angiography (CTPA) at different iodine flow rate,and their relationship with the degree of pulmonary artery enhancement of CTPA.Methods:181 patients with suspected pulmonary embolism were randomly assigned to the group of iodine flow rate as 4.0mL/s (62 patients),3.5mL/s (66 patients),and 3.0mL/s (53 patients),respectively.The CT value of main pulmonary artery trunk,the right upper lobe pulmonary artery and the posterior basal branch of the right lower lobe pulmonary artery was measured,the mean CT values of pulmonary artery among three groups with different iodine flow rate were calculated and compared,and the correlations between the mean CT values of pulmonary artery and body weight,BMI,LBM,body fat weight and BSA were analyzed.Results:The mean CT value of pulmonary artery decreased with the decrease of iodine flow rate in the three groups,but the difference was not statistically significant (P=0.096).In the group of 4.0mL/s flow rate,the correlations between the body weight,BMI,LBM,body fat weight,BSA and the mean CT values of pulmonary artery were statistically significant (r=-0.253 to -0.349);however,no statistical significance was found in the other groups (r=-0.126 to -0.186,-0.014 to 0.244,respectively).Conclusion:Although the mean CT value of pulmonary artery decreased with the decrease of iodine flow rate,the requirement of diagnosis can still be met.Futhermore,the correlation between body weight,BMI,LBM,body fat weight,BSA and the mean CT values of pulmonary artery tends to be lower as the iodine flow rate decreased.

Pulmonary embolism; Iodine flow rate; Angiography; Tomography,X-ray computed

750000銀川，寧夏醫(yī)科大學(孫瀟)；750004銀川，寧夏醫(yī)科大學總醫(yī)院放射科(蒲艷軍、穆麗莎、孫凱、朱力)

孫瀟(1991-)，女，寧夏銀川人，碩士研究生，主要從事胸部疾病的影像學診斷工作。

朱力，E-mail：zhuli72@163.com

R563.5; R814.42

A

1000-0313(2016)09-0821-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.09.006

2016-06-24

2016-07-11)