半量對比劑能譜單能量成像在腎動脈CTA 中的可行性研究

雷雨欣，趙文勇，任占麗，韓 冬，馬春玲，張 敏，于 楠，于 勇

（陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院，陜西 咸陽 712000）

腎動脈CTA 簡單無創(chuàng)，是臨床檢查腎動脈狹窄及術(shù)前評估的首選方法。但CTA 存在對比劑腎病的潛在風(fēng)險，且與對比劑濃度呈正相關(guān)。因此，降低對比劑用量并保證圖像質(zhì)量一直是研究重點。能譜CT是多參數(shù)掃描模式，通過高低能瞬時切換，得到40～140 keV 單能量圖像，其中低單能量水平圖像對比度高，可減少對比劑用量，但同時也會增加圖像噪聲，結(jié)合自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重組技術(shù)可抑制圖像噪聲，提高圖像質(zhì)量。本研究主要探討對比劑用量減半時能譜單能量成像在腎動脈CTA 中的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019 年1—3 月在我院行腎動脈CTA 的患者41 例，隨機分為A 組21 例，其中男14 例，女7 例，平均年齡（58.71±10.47）歲；B 組20例，其中男14 例，女6 例，平均年齡（64±10.19）歲。排除碘對比劑過敏、甲狀腺功能亢進(jìn)、心腎功能不全、育齡期女性及孕婦。本研究經(jīng)我院倫理委員會的批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用GE Healthcare Discovery CT 750 HD 能譜CT 掃描儀?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍自腎上極至腎下極，訓(xùn)練呼吸屏氣。掃描參數(shù)：A 組采用常規(guī)掃描，120 kV smart mA，噪聲指數(shù)12，螺距1.375，轉(zhuǎn)速0.6 s/轉(zhuǎn)，層厚5 mm。B 組采用能譜掃描，140 和80 kV 瞬時切換，根據(jù)患者常規(guī)120 kV、噪聲指數(shù)10～5 mm 的平均mSA 進(jìn)行個性化選擇。

2 組均采用非離子低滲對比劑碘海醇（350 mgI/mL），A 組劑量600 mgI/kg 體質(zhì)量，B 組劑量300 mgI/kg 體質(zhì)量，流率均為4 mL/s；采用團(tuán)注追蹤觸發(fā)技術(shù)，監(jiān)測層面選擇腹主動脈腎門水平，對比劑注射10 s開始監(jiān)測，觸發(fā)閾值設(shè)為180 HU，后延遲5.4 s 觸發(fā)掃描，對比劑注射后追加生理鹽水30 mL 沖洗。

1.3 圖像采集與評價

1.3.1 客觀評價 掃描后A 組重建層厚1.25 mm、濾波反投影（FBP）圖像；B 組分別重建40、45、50、55、60、65、70 keV 單能量、層厚均為1.25 mm、40%ASIR 自適應(yīng)統(tǒng)計迭代重建圖像。將所有圖像傳入AW 4.6 工作站，行MPR、VR、CPR。分別測量左、右腎動脈及同層面前腹壁脂肪的CT 值及SD 值（代表測量噪聲），雙腎動脈取其平均值，計算腎動脈SNR 和對比噪聲比（CNR）：SNR=CT 值血管/SD 值脂肪，CNR=（CT 值血管-CT 值脂肪）/SD 值脂肪。分別記錄2 組容積CT 劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）。

1.3.2 主觀評價 由2 名有經(jīng)驗的放射科醫(yī)師對血管的清晰度、銳利度及腎動脈分級數(shù)量采用5 分制進(jìn)行雙盲法主觀評價（表1）。

表1 圖像質(zhì)量主觀評分標(biāo)準(zhǔn)

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 統(tǒng)計軟件，數(shù)據(jù)結(jié)果除特別注明外均以±s 表示；2 組圖像的CT值、SD 值、SNR、CNR 行單因素方差分析；應(yīng)用Kappa 檢驗比較觀察者間評分的一致性，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2 組一般資料和輻射劑量相比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（均P＞0.05）。B 組對比劑用量比A 組降低了51.6%（P=0.000）（表2）。B 組55 keV 時的CT 值為（283.64±48.56）HU 與A 組的（292.51±74.76）HU等效，55、60 keV 的SD（23.24±8.85，19.38±7.84）與A 組（15.59±3.95）最接近，55 keV 的SNR（14.34±4.68）與A 組（23.36±9.13）最接近，50、55、60、65 keV的CNR（20.57±6.51、19.41±6.39、20.88±5.87、20.85±5.84）與A 組（29.94±10.27）最接近（圖3）。

表2 A、B 2 組基本資料、輻射劑量和對比劑用量的比較

圖1 女，40 歲 圖1a，1b 分別為常規(guī)掃描模式（120 kV）腎動脈期MIP 和VR 圖，對比劑劑量600 mgI/kg 體質(zhì)量 圖2 女，48 歲，左腎小囊腫 圖2a～2d 分別為能譜掃描模式（55、60 keV）腎動脈期MIP 和VR 圖，對比劑劑量300 mgI/kg 體質(zhì)量。與120 kV 圖像相比，55 keV 圖像腎動脈有相近的CT 值，120 kV 和55 keV、60 keV 圖像均能清晰顯示腎動脈及分支，圖像質(zhì)量未見明顯差異

圖3 分別為能譜掃描與常規(guī)掃描的CT 值（圖3a）、噪聲（圖3b）、SNR（圖3c）和CNR（圖3d）的比較。*P＜0.05.n.s.：差異無統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討論

隨著影像技術(shù)的發(fā)展，腎動脈CTA 將逐步取代腎動脈造影在臨床廣泛應(yīng)用［1］。碘濃度是影響組織器官強化的主要原因，與圖像質(zhì)量呈正相關(guān)［2］。而對比劑的大量使用可引起對比劑腎病，甚至急性腎功能衰竭［3-4］。因此，應(yīng)在保證圖像質(zhì)量的前提下合理使用對比劑，即遵循低濃度、低流速、低劑量［5］的“三低”原則。本研究通過減少對比劑用量降低對比劑腎?。?］，將使用300、600 mgI/kg 體質(zhì)量對比劑得到的圖像進(jìn)行比較，結(jié)果表明兩者圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但對比劑用量降低了51.6%，提高了腎動脈CTA 的安全性。

本研究應(yīng)用CT 能譜智能匹配掃描模式，根據(jù)常規(guī)掃描使用的平均mAs 選擇相應(yīng)的能譜模式行腎臟3 期增強掃描發(fā)現(xiàn)，CT 能譜智能匹配掃描模式與常規(guī)120 kV 掃描模式的輻射劑量差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與呂培杰等［6］的結(jié)果一致；CT 能譜智能匹配掃描模式操作更簡單、快捷，可實現(xiàn)個性化的選擇。

能譜CT 通過球管管電壓80 和140 kV 瞬時切換獲得40～140 keV 單能量圖像，低能量水平的X線穿透能力低于高能量水平的X 線，在降低對比劑用量同時，增加組織的CT 值和圖像對比度，可滿足臨床診斷要求。但隨著能量水平的降低，圖像噪聲也隨之增加，研究［7］證實51 keV 單能量圖像腎動脈的CNR 與傳統(tǒng)模式組比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義，與本研究相符。本研究中50～65 keV 的CNR 與A 組最接近，與之前研究［7-9］結(jié)果相似。研究［10］證實，51 keV 單能圖的應(yīng)用，可使對比劑用量降低44.9%，而獲得滿意的腎動脈圖像。

低單能量在增加組織CT 值的同時也增加圖像噪聲，為保證可診斷的圖像質(zhì)量，應(yīng)結(jié)合ASIR 技術(shù)。研究［11］表明20%～40%ASIR 與FBP 噪聲相當(dāng)。本研究選擇40%ASIR 迭代重建算法，得到可接受的圖像噪聲，也不影響腎動脈CTA 的成像質(zhì)量和疾病的診斷。

綜上所述，腎動脈成像中能譜掃描模式較常規(guī)掃描所用對比劑碘用量明顯減少，即可保證圖像質(zhì)量，又可減少對患者腎功能的損傷，臨床上可推薦。本研究不足之處：樣本量較小，未對入選患者依據(jù)BMI 值分組，可重復(fù)性還需進(jìn)一步探討。