廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510260)

何廣明 陳德基 余 林 李樹(shù)欣

100kVp、低濃度對(duì)比劑頭頸CTA檢查的臨床價(jià)值研究

廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510260)

何廣明 陳德基 余 林 李樹(shù)欣

目的 探討東芝320排CT采用自適應(yīng)迭代劑量降低技術(shù)(Adaptive Iterative Dose Reduction 3D AIDR 3D)、100kVp條件及低濃度對(duì)比劑碘克沙醇(270mgI/mL)行頭頸CTA的臨床價(jià)值。方法 收集我院60例臨床懷疑頭頸部血管病變患者的頭頸CTA資料，隨機(jī)分成A、B兩組。A組管電壓為100 kVp，采用Sure Exposure 3D三維智能劑量控制技術(shù)，對(duì)比劑為碘克沙醇270mgI/mL，重建方法為AIDR 3D。B組管電壓120 kVp，對(duì)比劑為優(yōu)維顯(370mgI/mL)，采用濾波反投影重建(FBP)法。對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行分析并記錄每例患者接受的輻射劑量，對(duì)測(cè)量結(jié)果行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 A、B組的容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)分別為(5.3±0.9)mGy、(10.3±1.4)mGy及(191.0±37.6)mGy×cm、(388.1±45.4) mGy×cm，A組較B組低約48.5%、50.8%，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。A組各血管CT均值及圖像質(zhì)量評(píng)分均高于B組(P＜0.05)，B組主動(dòng)脈SNR、CNR高于A組，P＜0.05，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；兩組頸內(nèi)動(dòng)脈、頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈SNR及CNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)論 應(yīng)用100kVp、低濃度對(duì)比劑及AIDR 3D重建算法進(jìn)行頭頸CTA掃描，可獲得較好的圖像質(zhì)量，在不影響診斷的前提下能大幅度降低患者輻射劑量。

輻射劑量；自適應(yīng)迭代劑量降低算法；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；血管成像

近年來(lái)，頭頸部CTA已成為頭頸部血管狹窄、閉塞、動(dòng)脈瘤或血管畸形的有效、常用檢查方法，CTA檢查中輻射劑量問(wèn)題和對(duì)比劑不良反應(yīng)、尤其是對(duì)比劑腎病(contrast-induced nephropathy，CIN)也逐漸引起大家的關(guān)注，如何有效減低輻射劑量和腎臟損害程度是現(xiàn)階段CTA研究熱點(diǎn)、研究重點(diǎn)[1-3]。自適應(yīng)迭代劑量降低算法(AIDR 3D)是最新研發(fā)的迭代降噪重建算法，能明顯提高圖像空間分辨率、減低圖像噪聲及輻射劑量[4]。本文就結(jié)合AIDR 3D算法，使用低碘濃度對(duì)比劑碘克沙醇(270mgI/mL)聯(lián)合低管電壓(100KV)行頭頸CTA檢查，以傳統(tǒng)CTA檢查方法作對(duì)照，探討其臨床價(jià)值。先報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 一般資料隨機(jī)收集2013年8月至2014年9月臨床懷疑頭頸部血管病變行頭頸部CTA檢查的患者60例，年齡26～84歲，體重指數(shù)(BMI)18.6-27.3Kg/m2。排除標(biāo)準(zhǔn)：孕婦或哺乳期婦女、碘對(duì)比劑過(guò)敏、嚴(yán)重肝腎功能不全、甲亢等，所有患者都簽訂知情同意書(shū)。隨機(jī)分為A、B兩組，A組年齡30～81歲，男14例，女16例，平均年齡(62.4±12.9)；體重指數(shù)19.5-27.3Kg/m2。B組年齡26～84歲，男1 3例，女1 7例，平均年齡(66.1±14.6)；體重指數(shù)18.6-27.1 Kg/m2。

1.2 掃描方法采用東芝320排CT，掃描范圍從主動(dòng)脈弓到頭頂，F(xiàn)OV為240mm至280mm，球管轉(zhuǎn)速0.5s/r，矩陣512×512，層厚/層距為1/0.5mm，螺距為0.828。A組采用電壓100kVp，采用Sure Exposure 3D三維智能劑量控制技術(shù)，碘克沙醇270mgI/ml；B組采用120kVp，優(yōu)維顯370 mgI/ ml。對(duì)比劑的用量公式=0.9×體重(Kg)，流速為5.0ml/s；鹽水50ml，流速為4.0ml/s。采用對(duì)比劑追蹤自動(dòng)觸發(fā)，興趣區(qū)設(shè)于升主動(dòng)脈，閾值為180 Hu，A組采用AIDR 3D標(biāo)準(zhǔn)檔(standard)算法，噪聲指數(shù)為10；B組采用FBP算法。

1.3 圖像處理進(jìn)行VR、MIP、MPR等重建，由兩名有5年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師在不知道病人資料及使用何種對(duì)比劑、電壓的情況下，結(jié)合橫斷位、MPR、VR等對(duì)圖像進(jìn)行分析。

1.3.1 客觀評(píng)價(jià)：分別測(cè)量升主動(dòng)脈、頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈的CT值及噪聲(SD值)。感興趣區(qū)(ROI)面積要超過(guò)血管管腔面積一般以上，同時(shí)避開(kāi)鈣化及狹窄區(qū)。信噪比(SNR)=動(dòng)脈感興趣區(qū)平均CT值/噪聲；同時(shí)測(cè)量同層面軟組織CT值及噪聲，對(duì)比噪聲比(CNR)=(動(dòng)脈CT值-軟組織CT值)/軟組織噪聲。

1.3.2 主觀評(píng)價(jià)：采用5分法評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為：5分，圖像顆粒均勻，血管顯示良好，邊緣光滑銳利，遠(yuǎn)端分支顯示好；4分，圖像顆粒較均勻，血管顯示良好，邊緣光滑，遠(yuǎn)端分支顯示較好；3分，圖像顆粒欠均勻，血管主干及主要分支顯示尚可，邊緣稍毛糙，分支遠(yuǎn)端顯示不佳；2分，血管主干及主要分支顯示較差，邊緣毛糙，遠(yuǎn)端分支顯示不清；1分，血管主干及分支顯示差，無(wú)法診斷。圖像評(píng)分為3分以上認(rèn)為符合診斷要求。

1.4 使用對(duì)比劑情況對(duì)比劑用量=0.9×體重(Kg)計(jì)算對(duì)比劑用量，再按照不同對(duì)比劑濃度算出碘的攝入量。

1.5 輻射劑量評(píng)價(jià)本研究統(tǒng)計(jì)的輻射劑量?jī)H為頭頸CTA的輻射劑量，不包括定位相、平掃及觸發(fā)掃描的輻射劑量。記錄每個(gè)患者的CT劑量指數(shù)(CT dose index，CTDIvol)和劑量長(zhǎng)度乘積(dose length product，DLP)，有效劑量(effective dose，ED)=DLP×k，k為換算因子，行頭頸CTA時(shí)k為0.0031。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS 19.0軟件。兩組患者的年齡、體重指數(shù)BMI、各血管CT值、SNR、CNR、CTDIvol、DLP、對(duì)比劑用量等數(shù)據(jù)以()表示，采用獨(dú)立樣本配對(duì)t檢驗(yàn)，P＜0.05認(rèn)為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組患者的性別比較采用卡方檢驗(yàn)。兩組圖像的主觀評(píng)價(jià)采用非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗(yàn)。并用kappa檢驗(yàn)評(píng)估兩名醫(yī)師結(jié)果的一致性，Kappa≥0.75兩者一致性較好；0.75＞Kappa≥0.4兩者一致性一般；Kappa＜0.4兩者一致性較差。

2 結(jié) 果

表1

表1

部位 A組（HU） B組（HU） t值 P值升主動(dòng)脈 375.1±64.9 342.0±54.4 2.140 0.037頸總動(dòng)脈 470.3±97.8 423.6±58.1 2.252 0.028頸內(nèi)動(dòng)脈 478.9±101.2 430.9±71.3 2.125 0.038大腦中動(dòng)脈 403.3±75.1 364.8±41.5 2.458 0.017

表2

表2

組別 升主動(dòng)脈 頸總動(dòng)脈 頸內(nèi)動(dòng)脈 大腦中動(dòng)脈SNR CNR SNR CNR SNR CNR SNR CNR A組 26.0±9.1 21.1±7.4 36.8±11.2 31.9±10.7 44.7±18.4 38.8±17.0 28.2±10.0 21.4±7.6 B組 38.3±9.7 30.1±8.1 43.3±16.0 36.6±14.2 37.8±16.2 31.7±14.3 24.7±7.1 18.0±6.3 t值 -5.054 -4.460 -1.809 -1.445 1.545 1.743 1.554 1.881 P值 0.000 0.000 0.076 0.154 0.128 0.087 0.126 0.065

表3 兩組圖像主觀評(píng)價(jià)

2.1 患者一般情況A、B兩組患者的年齡分別為(62.3±14.9)、(65.6±15.1)，體重指數(shù)分別為(24.0±2.2)、(24.0±2.0)，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。性別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2值為0.067，P＞0.05)，兩組患者間有可比性。

2.2 客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)A組升主動(dòng)脈、頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CT均值均高于B組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。A組圖像主動(dòng)脈SNR、CNR低于B組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩組頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈SNR、CNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，見(jiàn)表1-2。

2.3 主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)兩組圖像質(zhì)量良好(圖1-6)，血管邊緣光滑，遠(yuǎn)端分支顯示清晰，均可滿(mǎn)足診斷要求(大于或等于3分)。對(duì)兩名醫(yī)師的評(píng)分分別進(jìn)行非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗(yàn)，結(jié)果P值分別為0.016、0.034，認(rèn)為A組圖像主觀評(píng)分高于B組。兩名醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)估一致性較好(kappa值為0.89)，見(jiàn)表3。

2.4 對(duì)比劑使用情況兩組使用的對(duì)比劑用量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)意義(P＞0.05)，A組有效碘攝入量明顯低于B組(P＜0.05)，見(jiàn)表4。

2.5 輻射劑量，A組CTDI，DLP，ED比B組減低約48.5%、50.8%、50.8%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表5。

值16 00

表5

表5

CTDIvol（mGy） 5.3±0.9 10.3±1.4 ＜0.05 DLP（mGy*cm） 191.0±37.6 388.1±45.4 ＜0.05 ED（mSv） 0.6±0.1 1.2±0.2 ＜0.05

3 討 論

近年來(lái)CTA檢查已越來(lái)越多應(yīng)用于臨床，其優(yōu)勢(shì)在于可以無(wú)創(chuàng)、快速顯示血管腔及管壁的情況，但輻射劑量較大、對(duì)比劑不良反應(yīng)一直是臨床醫(yī)生關(guān)注的問(wèn)題。CT檢查應(yīng)符合輻射防護(hù)最優(yōu)化原則(as low as reasonablyachieveable,ALARA)，在不影響圖像質(zhì)量的情況下，輻射劑量越低越好。

目前常用的減低CTA輻射劑量方法有降低管電壓、降低管電流、增大螺距[5]，其中輻射劑量與管電壓的2～3次方呈正比，有國(guó)外學(xué)者通過(guò)使用80 kV或100 kV行頸部及心臟CTA檢查，輻射劑量減低約44.8至54%[6-7]。本研究A組采用100kV掃描，實(shí)驗(yàn)結(jié)果CTDI、DLP、ED比常規(guī)組減低約48.5%、50.8%、50.8%，與文獻(xiàn)報(bào)道基本一致。但降低管電壓不可避免導(dǎo)致圖像噪聲增加，東芝Aquilion ONE 320排CT配備了最先進(jìn)的AIDR 3D算法，AIDR 3D是一種迭代算法，能消除40%的圖像噪聲，降低約50-70%的輻射劑量[8-9]。本研究結(jié)果A組僅主動(dòng)脈的信噪比及對(duì)比噪聲比低于B組，其余頭頸部血管的SNR、CNR與B組差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而主動(dòng)脈的信噪比及對(duì)比噪聲比減低不影響頭頸部CTA的診斷，故采用AIDR 3D算法后能大大減低使用100kVp掃描所增加圖像噪聲，所得圖像符合診斷要求。

此外，A組還采用S u r e Exposure 3D三維智能劑量控制技術(shù)，該技術(shù)由設(shè)定的圖像質(zhì)量和從病人預(yù)掃描圖像中自動(dòng)獲得的衰減測(cè)量值，管電流(毫安)在X、Y和Z平面自動(dòng)調(diào)節(jié)使圖像質(zhì)量保持在一個(gè)不變的水平。頭頸部CTA檢查中肩部與頭頸部組織厚度差異較大，該技術(shù)可根據(jù)病人不同部位自動(dòng)調(diào)節(jié)管電流，僅此技術(shù)就可根據(jù)不同患者和不同掃描部位實(shí)現(xiàn)劑量明顯降低[10-11]。

目前，對(duì)比劑引起的對(duì)比劑腎病(CIN)已引起學(xué)者們關(guān)注，研究認(rèn)為CIN是一種非過(guò)敏性腎臟損傷，主要表現(xiàn)為血清肌酐(SCr)增高，其中糖尿病、慢性腎功能不全患者風(fēng)險(xiǎn)較高[12]。CT增強(qiáng)對(duì)比劑可分為離子型和非離子型，非離子型對(duì)比劑安全性明顯高于離子型[13]。根據(jù)對(duì)比劑的滲透壓可分為高滲(滲透壓＞1500mOsm/kg)、低滲(滲透壓為600～1000mOsm/kg)和等滲碘對(duì)比劑(滲透壓為280mOsm/kg)，對(duì)于該選擇低滲還是等滲對(duì)比劑目前仍存在爭(zhēng)議[14]，普遍認(rèn)為減少CIN發(fā)生率最有效的方法是使用低滲或等滲對(duì)比劑并盡可能減少碘的用量。本研究A組采用對(duì)比劑碘克沙醇(270mgI/ml)為等滲對(duì)比劑，在同樣用量的情況下，有效碘用量較B組明顯減少，從而減低患者腎臟負(fù)擔(dān)，減少CIN的發(fā)病率。由于對(duì)比劑濃度降低，血管強(qiáng)化的CT值會(huì)減低，本研究聯(lián)合使用低電壓技術(shù)，CT值反而較常規(guī)組略有增加，這是由于低電壓的X線平均能量更接近碘的K值，光電效應(yīng)作用更大，所以強(qiáng)化效果更好[15]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果A組圖像的CT值及圖像主觀評(píng)分高于B組，說(shuō)明使用100kVp、低濃度對(duì)比劑行頭頸部CTA是可行、有效的。

本研究不足之處在于A組只有30例，仍需進(jìn)一步增加樣本數(shù)量，同時(shí)圖像準(zhǔn)確性沒(méi)有與DSA進(jìn)行比較；A組血管CT值較常規(guī)組有所增加，在以后研究中可以考慮進(jìn)一步減少對(duì)比劑用量。

綜上所述，采用自適應(yīng)低劑量迭代重建算法(AIDR 3D)技術(shù)、100kVp條件及低濃度對(duì)比劑(270mgI／ml)行頭頸CTA可獲得較好的圖像質(zhì)量，在夠滿(mǎn)足診斷需求的同時(shí)大幅度減低輻射劑量及CIN的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。

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(本文編輯: 劉龍平)

The Clinical Value of 100kVp and Low-Concentration Contrast in Cerebral-andcervical CT Angiography

HE Guang-ming, CHEN De-ji, YU Lin, et.al. Department of Radiology, The Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510260, Guangdong Province, China

Objective To investigate the clinical value of low tube voltage (100kVp) , low concentration contrast medium(270mgI/mL) and Adaptive Iterative Dose Reduction 3D in cerebral-and-cervical CT angiography (CTA) with 320-slice CT scanner.Methods The cerebral-and-cervical CTA data of Sixty patients which were suspected as cerebral and cervical vascular disease were collected and the patients were divided into two groups randomly. Patients in group A were performed CTA by using low tube voltage (100 kVp), low concentration contrast medium(270mgI/mL), with the Sure Exposure 3D automatic exposure control system and AIDR 3D reconstruction. Patients in group B using 120 kVp tube voltage, contrast medium of Ultravist (370mgI/mL), with filter back projection (FBP) reconstruction. Statistic analysis was implemented with regard to the CT values, the image quality and the radiation dose values.Results The CTDIvol and DLP reduced 48.5%,50.8% respectively in group A (5.3±0.9)mGy vs 0.3±1.4)mGy ,(191.0±37.6) mGy×cm vs (388.1±45.4)mGy×cm, the differences had statistic significance (P＜0.05). The subjective evaluation of the images and CT value of group A were higher than group B, and the differences were statistically significant (P＜0.05). The SNR and CNR of the aorta were higher in group B than in group A, the differences were in statistic significance (P＜0.05). There was no significant statistic difference between group A and group B for the SNR and CNR of the common carotid artery, the internal carotid artery and the middle cerebral artery.Conclusion Cerebral-and-cervical CTA with low tube voltage and low-concentration contrast by AIDR 3D reconstruction performs higher quality image, and reduces the radiation dose for the patients greatly without image affect for diagnosis.

Radiation Dose; Adaptive Iterative Dose Reduction 3D; Tomography; X-ray Computed; Angiography

R743；R741.04

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.007

何廣明

2015-09-28