威 晉 薛蘊(yùn)菁 段 青 孫 斌

在CT血管造影技術(shù)發(fā)展以前，DSA作為顱腦血管性疾病普遍檢查手段，常作為金標(biāo)準(zhǔn)，但DSA技術(shù)是一種侵襲性的檢查手段，其并發(fā)癥一直較高且檢查時(shí)耗時(shí)較長(zhǎng)[1]。隨著CT技術(shù)的進(jìn)步，CT血管造影（computed tomographic angiography，CTA）在顱腦血管性疾病中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，它已經(jīng)被證明是一種快速、簡(jiǎn)單、無(wú)創(chuàng)及可靠的方法[2-4]。寶石能譜CT能夠有效抑制背景噪聲的影響，進(jìn)一步改善CT血管造影的圖像質(zhì)量。本文旨在尋找能譜CT在顱腦CTA中的最佳單能量，以獲得優(yōu)于常規(guī)CT的圖像質(zhì)量，給診斷和治療帶來(lái)更多信息。

方 法

1. 資料

選擇2011年9月1日～2012年2月29日在我科進(jìn)行顱腦CTA能譜掃描的患者19例。

2. 方法

2.1 成像設(shè)備及參數(shù)：使用GE Discovery CT 750 HD 機(jī),采用GSI掃描模式，管電壓在0.5 ms周期內(nèi)完成140 kVp和80 kVp的瞬時(shí)切換，管電流固定為600 mA，準(zhǔn)直寬度40 mm，層厚0.625 mm，螺距為0.984:1，X線管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/r。使用對(duì)比劑為碘海醇(320 mg I/ml)。先經(jīng)肘前靜脈以4～6ml/s流率注射對(duì)比劑20ml，選取主動(dòng)脈弓部水平層面，由軟件自動(dòng)測(cè)出時(shí)間-密度曲線，峰值時(shí)間加2～3s作為延遲掃描時(shí)間，最后行顱腦動(dòng)脈造影掃描，使用雙筒高壓注射器，注射速率4～6 ml/s，先注射對(duì)比劑40～60ml，后再以相同速率注射生理鹽水30ml，掃描方向及范圍從第3頸椎開(kāi)始到顱頂。掃描完成后獲得層厚為0.625mm的140kVp混合能量圖像，并將所得的CTA圖像重建為Mono（monochromatic image，Mono）圖像，層厚同樣為0.625mm。

2.2 圖像分析及測(cè)量：將能譜圖像導(dǎo)入GE AW 4.5工作站的GSI viewer 軟件進(jìn)行分析。在140kVp圖像、不同keV的Mono圖像中，分別放置圓形感興趣區(qū)在顱內(nèi)的頸內(nèi)動(dòng)脈及側(cè)腦室旁或半卵圓中心區(qū)的無(wú)血管區(qū)的腦白質(zhì)，頸內(nèi)動(dòng)脈處感興趣區(qū)直徑約為血管直徑的1/2～1/3并測(cè)量CT值及SD值，其中頸內(nèi)動(dòng)脈感興趣區(qū)（ROI）面積為1.36mm2，腦白質(zhì)ROI面積為22.66mm2，選擇均質(zhì)區(qū)域避開(kāi)血管、鈣化及梗死灶，并根據(jù)軟件自帶的工具測(cè)量出不同病例最佳CNR時(shí)的keV值（圖1～3）。根據(jù)公式CNR=(│ROI1-ROI2│)/(SD12+SD2

2)^1/2計(jì)算140kVp及最佳keV值下的對(duì)比噪聲比。

3. 統(tǒng)計(jì)分析

圖1 繪制頸內(nèi)動(dòng)脈入顱處ROI。圖2 繪制血管影響少的腦白質(zhì)ROI。圖3 軟件自動(dòng)計(jì)算出的最佳keV。

表1 最佳keV下及140kVp下的 CNR值

所得的數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，將最佳keV及140kVp時(shí)的CNR采用配對(duì)t檢驗(yàn)，雙側(cè)檢驗(yàn)P＜0.05差異有顯著性意義。

結(jié) 果

根據(jù)GSI viewer 軟件計(jì)算出的顱腦CTA最佳keV為51.11±3.43keV。19例病例在最佳keV下的CNR均較140kVp時(shí)為高（表1），其平均值為44.60±12.75，而140kVp的平均值為25.26±6.62，兩者進(jìn)行配對(duì)t檢驗(yàn)具有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.00＜0.05）。

討 論

CT能譜成像是基于單源雙能量技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，即通過(guò)單個(gè)球管在一個(gè)旋轉(zhuǎn)一周內(nèi)以0.5m s為一個(gè)能量轉(zhuǎn)換周期進(jìn)行X線高低兩種能量（80 kVp和140kVp）的高速瞬時(shí)切換，得到含有原始能量信息的兩組數(shù)據(jù)。通過(guò)能譜解析，兩組數(shù)據(jù)在原始投影數(shù)據(jù)空間而非圖像數(shù)據(jù)空間解析出40～140keV共101個(gè)單能量圖像。單能量圖像可以消除硬化偽影帶來(lái)的CT值的“漂移”。由于硬化偽影的消除，CT值都更為一致和可靠，可以大大改善圖像質(zhì)量。

Lin等[5]對(duì)100名受試者的混合能量和單能量圖像在顱腦CT平掃時(shí)的背景噪聲以及4個(gè)不同解剖部位（延髓、小腦、腦橋、大腦額葉下部）的線束硬化偽影（beam hardening artifacts,BHAs）進(jìn)行比較，得出對(duì)于腦實(shí)質(zhì)的顯示，70keV和65keV時(shí)背景噪聲較140kVp降低，且在70keV時(shí)BHA明顯減少，由此可見(jiàn)與140kVp混合能量相比，70keV單能量圖像能夠明顯降低不同腦組織解剖部位的圖像噪聲和線束硬化偽影，可以作為顱腦CT平掃腦實(shí)質(zhì)觀察的最佳單能量點(diǎn)。葉曉華等[6]通過(guò)對(duì)肝臟腫瘤的能譜CT研究認(rèn)為，70keV單能量圖像能夠有效改善圖像質(zhì)量并增加腫瘤的對(duì)比，有利于腫瘤尤其是小病灶的檢出。呂培杰等[7]對(duì)經(jīng)能譜成像雙期掃描檢測(cè)出的23個(gè)小肝癌病灶的影像學(xué)表現(xiàn)進(jìn)行分析，測(cè)定140kVp和單能量（40～140keV，間隔10keV）圖像的CNR并將其進(jìn)行比較，結(jié)果提示單能量的最佳CNR在動(dòng)脈期及門靜脈期均明顯高于140kVp的CNR，表明單能量能夠得到圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于常規(guī)CT的混合能量圖像，且有助于病灶檢出。

之前諸多研究?jī)H研究了101個(gè)單能量點(diǎn)中的一部分，如間隔5 keV或10keV，而本研究則是通過(guò)GSI viewer軟件自動(dòng)計(jì)算頸內(nèi)動(dòng)脈與腦白質(zhì)最佳CNR時(shí)的單能量點(diǎn)，可將其精確到1keV。通過(guò)軟件計(jì)算得出顱腦CTA的最佳單能量水平為51.11±3.43keV，此時(shí)其CNR與140kVp混合能量圖像的CNR比較具有顯著性意義，表明在最佳單能量水平時(shí)具有更高的圖像質(zhì)量。本次研究結(jié)果與Lin及葉曉華所得出的70keV為最佳單能量點(diǎn)不同，表明針對(duì)不同的觀察對(duì)象需要不同的最佳單能量點(diǎn)，各個(gè)部位CT掃描最佳能量點(diǎn)的選擇和優(yōu)化有待于在日后工作中不斷完善，應(yīng)用單能量成像去除硬化偽影以及提高血管成像的成功率和對(duì)比度，是能譜CT與常規(guī)CT相比的優(yōu)勢(shì)所在，這一點(diǎn)得到了很多研究的認(rèn)同[8-9]。

有部分學(xué)者認(rèn)為能譜掃描會(huì)明顯增加患者的輻射劑量，本研究發(fā)現(xiàn)顱腦CTA能譜成像的輻射劑量與本科室常規(guī)顱腦CTA劑量相當(dāng)，并沒(méi)有明顯增加患者接受照射的劑量。

本次研究?jī)H僅進(jìn)行了最佳單能量點(diǎn)的選取工作，而未進(jìn)一步研究在此單能量點(diǎn)下是否能有效提高顱腦血管性疾病的診斷準(zhǔn)確率，希望能將其作為下一步工作開(kāi)展?？傊ㄟ^(guò)GSI viewer軟件分析出的顱腦CTA最佳單能量水平，能夠得到比傳統(tǒng)混合能量更高質(zhì)量的圖像，可以將此最佳單能量點(diǎn)作為日常工作中顱腦CT造影的指導(dǎo)成像點(diǎn)。