不同肥胖標(biāo)準(zhǔn)對CTPA圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響

孫 瀟，陳 泳，朱 力

急性肺動脈栓塞(PE)是一種常見并具有潛在致命性的疾病，其30 d 死亡率根據(jù)臨床表現(xiàn)的不同為0.5%～20%[1]。CT肺動脈造影(CTPA)可以直觀顯示肺動脈內(nèi)血栓的形態(tài)、部位及血管堵塞的程度，且無創(chuàng)、快捷，是診斷肺栓塞的首選檢查方法[2]。在過去的十年間，已研發(fā)出多種技術(shù)來減少CT檢查期間的輻射劑量，肥胖患者也應(yīng)該被列入其中。因此，本研究以體脂率為標(biāo)準(zhǔn)將肥胖患者分為肥胖及超肥胖2組，比較CTPA圖像質(zhì)量及輻射劑量的差異，并分析其與體重、BMI、去脂體重(LBM)等的相關(guān)性，以探尋不同肥胖指標(biāo)對CTPA圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料:收集自2020年7月至2021年7月臨床疑似肺栓塞并行CTPA檢查的門診及住院肥胖患者63例，根據(jù)去脂體重分為肥胖(體脂率28%～34%)和超肥胖(體脂率≥35%)。肥胖組33例：男8例，女25例，年齡(55.8±16.1)歲，心率(79±12)次/min；超肥胖組30例：男1例，女29例，年齡(56.6±12.4)歲，心率(78±10)次/min。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：年齡<18歲；妊娠及哺乳期；患幽閉恐懼癥；甲狀腺功能亢進(jìn)未治愈；碘過敏；腎功能不全，肌酐(Cr)>1.5 g/L，且腎小球?yàn)V過率≤50 mL/min；嚴(yán)重心功能不全(NYHA Ⅲ、Ⅳ級)。本研究患者均知情同意。

1.2 BMI、去脂體重、體脂量及體脂率計算:記錄患者身高、體重，并計算BMI、去脂體重、體脂量及體脂率，LBM計算公式：LBM(男)=1.10×體重(kg)-128 [體重(kg)2/ 身高(cm)2]，LBM(女)=1.07×體重(kg)-148 [體重(kg)2/身高(cm)2]。

1.3 檢查方法：檢查設(shè)備為飛利浦Brilliance iCT256，掃描參數(shù)如下。探測器準(zhǔn)直：128×0.625 mm，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時間：0.5 s，螺距：0.993，實(shí)時自動調(diào)節(jié)管電流，管電壓100 kV；重建方式為iDose5，矩陣：512×512，層厚1 mm，間隔0.5 mm。病人腳-頭仰臥位，右側(cè)肘正中靜脈埋置18 G套管針，連接雙筒高壓注射器，雙臂舉過頭頂，先進(jìn)行常規(guī)胸部平掃,掃描范圍為胸廓入口到膈肌水平，盡可能包括整個肺野,平掃完成后直接進(jìn)行增強(qiáng)掃描。選用濃度為370 mg I/mL(碘普羅胺)的碘對比劑50 mL，注射流速3.5 mL/s，隨后以相同流速注射生理鹽水35 mL，以盡量減少上腔靜脈內(nèi)殘留的對比劑，降低射束硬化偽影。延遲時間采用自動觸發(fā)掃描系統(tǒng)，將興趣區(qū)設(shè)在肺動脈主干，觸發(fā)閾值為100 HU，延遲5 s后掃描自動開始。掃描完成后圖像自動傳至影像歸檔和通信系統(tǒng)(PACS)系統(tǒng)。

1.4 圖像質(zhì)量:客觀圖像質(zhì)量評價包括測量肺動脈主干與升主動脈，右肺上葉動脈和右上肺靜脈，右肺下葉后基底段動脈和右下肺靜脈CT值，并計算肺動靜脈CT值比值及肺動脈平均CT值。測背闊肌CT值作為背景噪聲，肺動脈主干CT值標(biāo)準(zhǔn)差作為噪聲，然后計算圖像信噪比(SNR)=肺動脈平均CT值/噪聲，對比信噪比(CNR)=(肺動脈平均CT值-背闊肌CT值)/噪聲[3]。觀察并記錄2組患者有無肺栓塞及栓子的數(shù)量。

1.5 輻射劑量:CT機(jī)自動測定掃描的容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)和劑量長度乘積(DLP)，并計算有效劑量(ED)=劑量長度乘積(DLP)*k(k為肺部的權(quán)重系數(shù))，采用歐盟委員會推薦的胸部權(quán)重系數(shù)0.017 mSv/(mGv·cm)。

2 結(jié)果

2.1 2組患者的年齡、心率：2組患者的年齡、心率相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，性別差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。2組肥胖患者體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率見表1。以體脂率進(jìn)行分組時，體重、BMI及體脂量的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，LBM及體脂率的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表1 不同BMI組患者基本資料比較

2.2 客觀圖像質(zhì)量：2組患者肺動脈平均CT值、肺動脈CT值比值、圖像噪聲相比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，SNR、CNR相比差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，見表2。

表2 不同BMI組CTPA客觀圖像質(zhì)量及輻射劑量

2.3 肺栓塞檢出及栓子數(shù)：肥胖組有栓塞者10人，栓子數(shù)17個；超肥胖組有栓塞者6人，栓子數(shù)12個；2組相比差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。

2.4 輻射劑量：肥胖組和超肥胖組CTDIvol、ED相比，差異無明顯統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，見表2。

2.5 肺動脈平均CT值、CNR與體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率的相關(guān)性：肺動脈平均CT值、CNR與體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率呈負(fù)相關(guān)，且相關(guān)程度一般，相關(guān)系數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，其中與體脂量相關(guān)性最強(qiáng)。噪聲與體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率呈正相關(guān)，相關(guān)程度一般且差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。CTDIvol、ED與體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率均呈正相關(guān)，與體脂率的相關(guān)程度一般，分別與體脂量、體重相關(guān)性最強(qiáng)，相關(guān)系數(shù)差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表3 圖像質(zhì)量及輻射劑量與體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率間的相關(guān)性

3 討論

3.1 CTPA輻射劑量的危害及影響因素：作為排除急性肺栓塞的首選檢查方法，CTPA近年來的使用頻率明顯增高[4-5]，甚至出現(xiàn)過渡使用的現(xiàn)象，特別是一些無明顯臨床癥狀支持的患者。然而，CTPA使用率的增加并沒有增加肺栓塞的診斷率[6]。CT掃描儀有電離輻射，具有致癌的潛在風(fēng)險，而且，這種致癌的潛在風(fēng)險是難以預(yù)測及測量的，還可能有很長的時間延遲。一項多中心研究[7]對330名接受CTPA檢查的20歲女性進(jìn)行了跟蹤研究，顯示有1人出現(xiàn)了輻射誘發(fā)的癌癥。因此，應(yīng)選擇性地、適當(dāng)?shù)厥褂肅TPA檢查。CT輻射劑量主要受成像參數(shù)及受檢者自身因素影響，如管電壓、管電流、患者體重、BMI等。了解患者自身因素和CT掃描參數(shù)如何影響輻射劑量是減少劑量的第一步。

3.2 體脂率對CTPA輻射劑量及圖像質(zhì)量的影響：CT成像參數(shù)中，管電壓對輻射劑量的影響最大，管電壓越低，患者所受輻射劑量越低，且多項研究已證實(shí)低管電壓在降低輻射劑量方面的優(yōu)勢[8-10]。但是，即使管電壓一致，不同患者因其體內(nèi)脂肪、骨骼及肌肉所占比例不一致，對X線的吸收程度不同，最終患者接受的輻射劑量也不一致。較常用的肥胖標(biāo)準(zhǔn)是BMI，以往有研究[11]分析了BMI與有效劑量間的相關(guān)性，結(jié)果顯示與體重相比，BMI對患者接受的有效劑量的影響更大。并有研究[12]根據(jù)BMI計算有效劑量，提前預(yù)測CT掃描中的有效劑量，顯示了其在預(yù)測有效劑量上的應(yīng)用價值。另有研究[13]根據(jù)BMI調(diào)整CTPA的造影劑劑量及流速，進(jìn)一步減少造影劑劑量，提高肺動脈強(qiáng)化程度，提高對周圍肺動脈的顯示效果。隨著醫(yī)療技術(shù)水平的進(jìn)步，體脂率越來越多被應(yīng)用為肥胖的判斷標(biāo)準(zhǔn)。本研究以體脂率為分組標(biāo)準(zhǔn)，將肥胖患者分為肥胖及超肥胖2組，結(jié)果顯示，2組患者的CTPA圖像的肺動脈平均CT值、肺動靜脈CT值比值、噪聲相比差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義，但是均存在不同程度的數(shù)值差，且SNR及CNR的差異有統(tǒng)計學(xué)意義，體脂率越大，圖像客觀質(zhì)量越差。在診斷肺栓塞及明確栓子數(shù)方面，2組不同體脂率的差異不明顯，且沒有統(tǒng)計學(xué)意義。就輻射劑量而言，2組患者間差異不明顯且沒有統(tǒng)計學(xué)意義。因此，以體脂率為標(biāo)準(zhǔn)對肥胖進(jìn)行分級時，雖然圖像質(zhì)量會受到一定程度的影響，但不影響診斷結(jié)果，且患者接受的輻射劑量的變化亦不明顯，考慮到體重、BMI等因素對輻射劑量的影響，在選擇合適的成像參數(shù)時，可以忽略體脂率的影響。

3.3 圖像質(zhì)量、輻射劑量與BMI、LBM及體脂率等的相關(guān)性：以往研究[11]顯示，有效劑量受BMI影像較大，肺動脈強(qiáng)化程度受患者體重、BMI及BSA影響較大，且呈負(fù)相關(guān)(r=-0.58～0.63)。在本研究中，引入LBM、體脂量及體脂率的體重標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)一步探究LBM、體脂量及體脂率對圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響。結(jié)果顯示肺動脈平均CT值、CNR與上述指標(biāo)也呈一般程度負(fù)相關(guān)，與體脂量和體重的相關(guān)性最強(qiáng)(r=-0.383、-0.379)。但與上述研究相比，本研究的相關(guān)程度弱，相關(guān)系數(shù)均小于0.4，主要原因?yàn)橐皇潜狙芯康牡饪偭考白⑸淞髀示陀谏鲜鲅芯?350 mg I/mL，75、4.5 mL/s)；二是以往研究采用管電壓為80 kV，測得肺動脈CT值明顯高于本研究。本研究中，患者的體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率對圖像噪聲的影響不大，相關(guān)系數(shù)小，且差異無統(tǒng)計學(xué)意義，主要原因在于噪聲大小與管電壓及圖像重建方式有關(guān)，管電壓越小，噪聲越大，本研究為了保證肥胖患者的圖像質(zhì)量，選擇了相對較高的100 kV及iDose5重建方式，所測得的噪聲基數(shù)較小。因此，在對肥胖患者進(jìn)行CTPA檢查時，只要管電壓及圖像重建方式選擇合適，可以忽略圖像噪聲的影響。在輻射劑量方面，體重、BMI、LBM、體脂量及體脂率與輻射劑量呈較強(qiáng)的正相關(guān)，且相關(guān)性較肺動脈平均CT值CNR及噪聲強(qiáng)，尤其是與體重、BMI、體脂量的相關(guān)系數(shù)均高于0.7。綜合以上與圖像質(zhì)量及有效劑量間相關(guān)系數(shù)最強(qiáng)的肥胖標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行CT血管造影檢查時，體重、BMI或者體脂量均可作為選擇合適的掃描條件的判斷標(biāo)準(zhǔn)，以滿足臨床診斷需求，降低有效劑量。

本研究的主要不足之處為每組樣本含量較小；且以體脂率為分組標(biāo)準(zhǔn)時，由于女性基礎(chǔ)體脂率大于男性，導(dǎo)致男女比例明顯失調(diào)，男性患者數(shù)量少，結(jié)果可能存在一定程度偏倚，更傾向于以脂肪為主的肥胖標(biāo)準(zhǔn)。