孫國臣，王忠，李萌

二代雙源CT大螺距肺動脈成像低劑量與低對比劑用量的應用研究

孫國臣，王忠，李萌

目的：評估二代雙源CT大螺距掃描方式在低劑量和低對比劑個體化肺動脈成像中的可行性。方法：按掃描方式和對比劑劑量不同將90例患者分成A、B、C三組。A組30例，采用傳統肺動脈成像檢查方案，對比劑用量70mL，管電壓100kV，螺距1．2；B組和C組采用低對比劑劑量30mL，大螺距2．1，根據預檢測層面左心室衰減噪聲值≥15HU和＜15HU分為B組和C組，管電壓分別為100kV、80kV。分析比較三組的圖像質量及輻射劑量。結果：三組患者年齡、性別均無明顯差異；C組體重低于A、B兩組（P＜0．01）。三組掃描時間、掃描長度、容積CT劑量指數（CTDIvol）、有效劑量（ED）差異均有統計學意義（P＜0．01）。三組圖像治療均滿足診斷要求。A組雙側肺動脈強化CT值最高，B組最低。A組上腔靜脈內對比劑線束硬化偽影比例高于B組和C組（P＜0．05）。兩位醫(yī)師對所有病例圖像的評分有良好的一致性（Kappa＝0．719，U＝8．02，P＞0．05）。結論：采用二代雙源CT大螺距肺動脈掃描并根據左心室平掃衰減噪聲值來調整管電壓的個體化肺動脈成像能夠明顯降低患者的輻射劑量以及對比劑用量，可以作為臨床肺動脈栓塞患者的首選篩查和隨訪檢查方法。

肺動脈栓塞；體層攝影術，X線計算機；大螺距；輻射劑量；對比劑

肺動脈栓塞（pulmonary embolism，PE）的發(fā)生率近年來呈逐漸上升趨勢，隨著高端螺旋CT在各級醫(yī)療機構的日益普及，CT肺動脈成像的快速性和便捷性使其成為臨床PE的首選檢查手段，并在此類病患的治療后隨訪評價中廣泛應用。同時，由于全社會對CT檢查導致電離輻射問題的廣泛關注［1］，使得如何在保證圖像質量的前提下盡最大可能降低輻射劑量成為現今CT血管成像領域的研究熱點之一［2］。本文即探討雙源CT特有的大螺距肺動脈成像方案在降低檢查時間進而縮短對比劑注射時間／減少注射總量的前提下，通過測量增強掃描前預檢測層面患者左心室衰減噪聲值大小來個體化降低管電壓，結合隨機的智能毫安秒調節(jié)技術來最終實現低輻射劑量和低對比用量的肺動脈CT檢查方案，并對該方案的臨床可行性及圖像質量可靠性進行評估。

材料與方法

1．臨床資料

隨機選擇本院2011年2月－2012年2月的30例常規(guī)肺動脈掃描的病例，2012年3月－2013年3月間大螺距個體化肺動脈掃描參數：100kV和80kV各30例，依次劃分為A、B、C共3組，所有患者基本資料均按照常規(guī)CTA的篩選標準排除高危及有注射對比劑禁忌癥的患者。在檢查前按照規(guī)范化流程，由本人及家屬簽署CT增強檢查知情同意書。

2．檢查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash CT進行掃描，默認開啟智能球管電流（mAs）調制技術Care－Dose 4D。A組病例采用常規(guī)掃描電壓和螺距，B組和C組病例采用大螺距掃描。增強延遲時間的確定采用對比劑智能追蹤法，興趣區(qū)定位于膈上心底層面的右心房內或者與之相連的上腔靜脈末端管腔內，同時測量同層面左心室心腔內的衰減噪聲值大小從而個體化降低C組病例的掃描電壓至80kV（圖1）。對比劑采用碘海醇（350mg I／mL），采用麥瑞德公司Stellant雙筒高壓注射器管路連接患者右肘靜脈內預先留置的18G靜脈穿刺套管針快速注入。當對比劑團注導致興趣區(qū)CT值較預檢測初始值增加100HU以上時，機器最小延遲3～4s（機器移動檢查床＋X線球管啟動時間）后采用足－頭方向自肋膈角最低位置掃描至肺尖層面完成最終肺動脈掃描。三組患者的對比劑注射流率均為5mL／s，A組用藥70mL，B、C兩組均為30mL。

3．輻射劑量

在CT控制臺上（Siemens AWP），通過調用掃描方案報告表，記錄容積CT劑量指數（volume CT dose index，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length product，DLP），計算有效劑量（effective dose，ED）：ED＝DLP× 0．014。

4．CT圖像數據測量與質量評價

客觀評價：原始圖像按照1．0mm層厚重建，間隔0．5mm，卷積核選擇平滑算法（B30f），重建結果匿名后處理后傳送到Siemens MMWP后處理工作站結合MIP、MPR圖像判斷中央及外周肺動脈有無栓塞，然后測定以下血管：左右肺動脈干、LPA＆RPA。左右上葉肺動脈S1（主動脈弓層面以上）、左右基底干S10肺動脈（大致左心房層面）的CT值，測定時：所有測量選取臨近的兩個連續(xù)層面進行，對讀取數值取平均值并記錄。每次放置ROI的位置、大小和面積盡量一致。為減少部分容積效應對結果的影響，興趣區(qū)盡可能包括所測量血管的最大直徑，面積上接近增強血管的橫軸面管腔面積。以上述肺動脈血管及其分支CT值≥250HU即滿足臨床診斷要求［3］。

主觀評價：科室兩位高級職稱CT診斷醫(yī)生結合橫軸面、矢狀面、冠狀面MIP和MPR圖像，采用5分法對所選病例的肺動脈血管斷層圖像進行主觀分級［4］。評分標準如下：5分，雙側肺動脈顯示極佳，肺野外帶肺動脈血管顯示極其清晰，而與之伴行的肺靜脈分支未見強化；4分，肺動脈主干血管和各級別分支強化良好，伴行的肺靜脈血管稍有強化；3分，肺動脈主干與分支強化尚可，與伴行的肺靜脈強化程度接近；2分，肺動脈主干和分支強化效果較差，伴行的肺靜脈強化明顯；1分，肺動脈血管增強改變不顯著，臨床實踐中需要重做。

上腔靜脈內高密度對比劑滯留導致偽影的主觀評分：按照線束硬化偽影對周圍肺野干擾程度分為2級［5］：0級指腔靜脈周圍肺野無明顯線束硬化偽影；1級指上腔靜脈周圍可見明顯的線束硬化偽影分布。

5．統計分析

采用SPSS19．0軟件進行統計分析，數據類資料按照平均值±標準差的形式表示，采用單因素方差分析（ANOVA）進行統計學分析，組間存在差異時采用SNK檢驗進行兩兩比較；對于結果中的計數資料，采用卡方檢驗評定兩名讀片醫(yī)師的主觀評分是否一致，以P＜0．05為差異具有統計學意義。

圖1 a）預檢測掃描層面的選擇（箭）；b）左心室衰減噪聲值的測量。

結 果

1．一般資料

隨機選擇的90例患者的基本資料，經統計學分析表明三組間男女患者構成比和患者年齡，差異均無統計學意義（P＞0．05）。A組和B組間體重差異無統計學意義（P＞0．05），而C組患者體重較A組合B組小，且差異有統計學意義（P＜0．01）。

2．掃描條件及輻射劑量

三組肺動脈CTA掃描參數及輻射劑量見表1。可見A組和B組掃描均用默認電壓：100kV掃描，C組根據左心室平掃層面斷層圖像上左心室腔的衰減噪聲值（SD）＜15HU為基準，而采用80kV掃描，三組間掃描長度差異無統計學意義。B組和C組間掃描時間差異無統計學意義；A組較B組和C組掃描時間長，差異具有統計學意義（P＜0．01）。三組間CTDIvol及ED差異均有統計學意義，A組最大，C組最?。≒＜0．01）。

表1 動脈CTA掃描參數及輻射劑量表

3．客觀圖像質量

三組所測肺血管平均CT值中，A組各段血管CT值最高，B組CT值最低，三組CT值差異均有統計學意義（表2）。

表2 3組所測肺血管平均CT值 （HU）

三組病例肺動脈及其分支CT值按照≥250HU進行比例劃分。三組患者橫軸面圖像中，肺動脈血管增強CT值高于250HU的病例比例分別為：A組100%、B組87%、C組97%。三組間差異無統計學意義（P＞0．05，表3）。

表3 肺動脈及其分支CT值分布比例

4．主觀圖像質量

兩名醫(yī)師評分具有較好的一致性值（Kappa＝0．719，U＝8．02），A、B、C三組的肺動脈評分分別為3．97±0．30、4．13±0．32、4．15±0．35，A、B、C三組圖像質量差異無統計學意義（P＞0．05）。

3組上腔靜脈內對比劑產生線束硬化偽影（1級）分別為20例（67%）、6例（20%）、7例（23%）。A組偽影比例高于B組和C組（P＜0．05），B組與C組差異無統計學意義（P＞0．05，表4，圖2～3）。

表4 三組患者上腔靜脈線束硬化偽影分級

討 論

肺組織具有良好的天然對比，同時CTA檢查不同于常規(guī)平掃，重點在于對充盈對比劑的血管管腔評估而非實質器官的組織分析，因此主觀圖像質量上噪聲值對于圖像影響不如平掃那么明顯，因此，CT肺動脈血管造影檢查最適合開展CTA低劑量研究［6］。

二代雙源Flash CT由于采用了雙球管扇區(qū)數據互補技術，在保證圖像質量的前提下，肺部CTA檢查其最大螺距可以達到2．1［7］。同時其最新探測器在Z軸方向采集的有效寬度為64排×0．6mm，兩者結合，使得肺動脈采集過程中，檢查時間較常規(guī)明顯縮短（表1），基本實現了1s掃完全肺，對于患者由于各種因素導致的摒息困難引起的運動偽影有極大的寬容度。故本研究B、C組患者沒有采用呼吸指令來強制摒息，只是告知患者盡量保持平靜呼吸，使得該掃描方案比其他方案更加適合于PE患者的急診檢查。

由于曝光時間的明顯縮短，按照靜脈引入對比劑的間接法CTA增強原理以及肺動脈循環(huán)早于體循環(huán)的生理特點，使得大螺距肺動脈掃描的對比劑注射時間窗能夠明顯縮短，按照對比劑總量的經驗法計算公式：對比劑注射總量應該是注射流率X（掃描啟動延遲時間3～4s＋掃描時間1s），同時為了方便對比故B、C組給藥總量設定為相同的30mL。藥量較傳統70mL的用量明顯減少。從而實現了低對比劑用量，減少腎臟負的目的［8］。加之本研究采用了足－頭位掃描方向，低對比劑用量加上對肺尖層面的最后掃描使得B、C兩組圖像的腔靜脈線束硬化偽影較A組明顯減低（圖2），提高了圖像質量（表4）。

圖2 A組病例。a）冠狀面MIP示雙側肺動脈及肺靜脈同時顯影，肺動脈密度較靜脈高，右側中、上肺野腔靜脈內線束硬化偽影；b）矢狀面MIP圖像。 圖3 B組病例。a）冠狀面MIP示雙側肺動脈顯影清晰，伴隨肺靜脈無明顯強化，腔靜脈內無明顯線束硬化偽影；b）矢狀面MIP圖像。

個體化掃描電壓的選擇是本研究的一個創(chuàng)新點，近年來，高端螺旋CT經常利用80kV低電壓掃描的高I原子敏感性，其他條件不變的情況下，管電壓從120kV降低到80kV的時候劑量可以降低約65%，本研究中C組的輻射劑量指標均明顯低于A、B兩組也印證了降低管電壓是減少輻射劑量的有效方法（表1）。但是，管電壓減低導致的噪聲值升高和圖像質量下降一直是困擾低劑量推廣的壁壘之一，本研究應用對比劑智能追蹤技術中預檢測層面左心室的衰減噪聲值來確定患者掃描的個體化電壓，較傳統的簡單利用患者體重或者身高體重指數BMI調節(jié)更為直觀，準確、快速和有效，因為它真實反映了該患者胸部區(qū)域對于X線的真實衰減及噪聲水平。通過基本資料的數據可以看出，C組患者回顧性翻閱病例資料，其體重較A、B兩組為低，有顯著性差異。從客觀上印證了利用預檢測掃描層面心室衰減噪聲大小來確定掃描電壓從而達到肺動脈CTA掃描輻射劑量個體化優(yōu)化的有效性和準確性，操作簡單快速，所有數據均在CT檢查界面直觀獲得，非常適合肺栓塞CTA急診檢查時使用。

Flash大螺距肺動脈掃描方案在保證數據采集完整性的前提下極大的縮短了檢查時間，Siemens CT機原有的動態(tài)毫安調節(jié)技術CareDose 4D又實現了曝光電流的個體化實時調整，在此基礎上運用左心室預檢測平掃層面衰減噪聲值的大小對掃描電壓進一步優(yōu)化，最終得到的圖像質量完全滿足診斷要求（表2、3）。同時借助于掃描時間的減少降低了對比劑的總用量，從而達到減少CT輻射劑量和對比劑用量的“雙贏”結果［9］。實現了個體化肺動脈CTA的低劑量和低對比劑用量的“雙低”優(yōu)化。

由于能力和條件限制，本研究亦有很多局限性，比如僅僅調整了X線球管的管電壓，對于管電流（質量參考mAs）的進一步優(yōu)化調整并未涉及，采用了350對比劑，5 mL／s的注射流率，未能就更低濃度對比劑和更低注射流率的可行性進行進一步的探討。

隨著對比劑智能追蹤技術的廣泛應用，如何結合最終的CTA結果回顧性的對預檢測平掃層面包含的更多影像學信息進行挖掘利用，將該方法推廣至其他部位CTA低劑量研究中也是今后一個研究方向。發(fā)稿過程中Siemens新一代光子CT平臺所具有的70kV掃描電壓，智能電壓調節(jié)技術［10］和最新一代的迭代重建技術推出［11］，由于是最新產品和選配需要額外升級購買，出于硬件限制，并未包含至本研究中。

綜上所述，本文采用二代雙源CT大螺距肺動脈掃描模式結合個體化電壓調整既能有效降低的CT輻射劑量，同時減少對比劑用量，而圖像質量較傳統肺動脈掃描無明顯差別，可以作為臨床可疑肺動脈患者篩查和治療后復查的推薦檢查方案。

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《放射學實踐》（英文稿）稿約

《放射學實踐》是由國家教育部主管，華中科技大學同濟醫(yī)學院主辦，與德國合辦的全國性影像學學術期刊，由國內著名影像專家郭俊淵教授擔任主編，創(chuàng)刊至今已30周年。本刊堅持服務廣大醫(yī)學影像醫(yī)務人員的辦刊方向，關注國內外影像醫(yī)學的新進展、新動態(tài)，全面介紹X線、CT、磁共振、介入放射及放射治療、超聲診斷、核醫(yī)學、影像技術學等醫(yī)學影像方面的新知識、新成果，受到廣大影像醫(yī)師的普遍喜愛。

本刊為國家科技部中國科技論文核心期刊、中國科學引文數據庫統計源期刊，在首屆《中國學術期刊（光盤版）檢索與評價數據規(guī)范》執(zhí)行評優(yōu)活動中，被評為《CAJ—CD規(guī)范》執(zhí)行優(yōu)秀期刊。

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《放射學實踐》編輯部

Application of second－generation dual－source CT with high－pitch mode in individualized pulmonary angiography with low dose radiation and low dosage of contrast medium

SUN Guo－chen，WANG Zhong，LI Meng．Department of Radiology，the First Hospital of Nanyang，Henan 473010，P．R．China

Objective：To evaluate the feasibility of second－generation dual－source CT with high－pitch mode in individualized pulmonary angiography with low dose radiation and low dosage of contrast medium．Methods：90patients were divided into A，B，C group according to scanning mode and contrast medium dosage．30patients of group A underwent conventional pulmonary angiography with 100kV，pitch 1．2and contrast medium dosage as 70mL．The remaining 60patients underwent individualized pulmonary angiography with high－pitch of 2．1and low contrast medium dosage as 30mL and were divided into group B with 100kV and group C with 80kV respectively，according to the left ventricular attenuation noise≥15HU and＜15HU．The image quality and radiation dose were analyzed between the three groups．Results：There were no significant differences in the age and sex between the three groups．The body weight of group C was significantly lower than that of group A and B．The differences of scanning time，scanning length，volume CT dose index（CTDIvol）and effective dose（ED）between the three groups were significant（P＜0．01）．The image quality of the three groups all met the diagnostic requirements．The enhanced CT value of bilateral pulmonary in group A was the highest and that in group C was the lowest．The proportion of contrast agents linear hardening artifacts in vena cava of group A was higher than group B and group C（P＜0．05）．The image scores for all the subjects were evaluated by two radiologists were consistent（Kappa＝0．719，U＝8．02，P＞0．05）．Conclusion：Individualized pulmonary angiography with dual－source CT using high－pitch mode can significantly reduce the radiation dose and contrast agent dosage，which is the first choice in screening and follow－up for patients with pulmonary artery embolism．

Pulmonary embolism；Tomography，X－ray computed；High pitch；Radiation dose；Contrast medium

R814．42；R816．4

A

1000－0313（2015）03－0250－05

10．13609／j．cnki．1000－0313．2015．03．010

2014－10－11

2014－12－22）

473010 河南，南陽市第一人民醫(yī)院放射科（孫國臣、王忠）；河南，南陽醫(yī)專第一附屬醫(yī)院放射科（李萌）

孫國臣（1973－），男，河南南陽人，主治醫(yī)師，主要從事全身血管成像及雙能量成像、能譜成像、腦及腫瘤灌注成像等研究工作。