梁永超，鄧德茂

（1.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，廣西 桂林 541001；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，廣西 南寧 530023）

?

頭頸部CTA檢查中低輻射劑量及低對比劑濃度與用量的研究進(jìn)展

梁永超1，鄧德茂2

（1.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，廣西 桂林 541001；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，廣西 南寧 530023）

本文通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)系統(tǒng)分析和總結(jié)，對目前頭頸部CTA低輻射劑量的技術(shù)方法、使用低對比劑濃度與用量的研究及進(jìn)展進(jìn)行綜述。

血管造影術(shù)；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)；輻射劑量；造影劑

近年來，隨著MSCT的快速發(fā)展，頭頸部CTA以其檢查方便、相對無創(chuàng)、費(fèi)用相對較低及圖像直觀等優(yōu)勢逐漸取代DSA，成為診斷腦血管疾病的常規(guī)及首選檢查手段。然而，由于常規(guī)頭頸部CTA的掃描范圍較大，存在受照劑量相對較高的缺點(diǎn)。此外，CTA使用碘對比劑，可引起藥物不良反應(yīng)。因此，如何降低頭頸部CTA檢查的輻射劑量和對比劑損害成為研究新熱點(diǎn)。

1　低輻射劑量頭頸部CTA檢查的研究進(jìn)展

1.1國際放射防護(hù)委員會（ICRP）對X線照射生物學(xué)危害有相當(dāng)明確的闡述，并分為遠(yuǎn)期效應(yīng)和近期效應(yīng)［1］。遠(yuǎn)期效應(yīng)為多次微小劑量的長期累積可能會引起癌癥和遺傳效應(yīng)的發(fā)生；近期效應(yīng)有單次劑量閾值，單次接受超劑量X線輻射會帶來白內(nèi)障、皮膚損傷等輻射損傷。研究［2］表明，10 mSV的有效劑量即可增加0.05%的患癌危險(xiǎn)性，對婦女及兒童影響更大。Alkhorayef等［3］比較研究頭、肺、腹、盆及下肢等部位CTA檢查中患者所受輻射劑量及其對患者的影響表明，頭部CTA的輻射劑量越大對患者的生物效應(yīng)也越大，主要影響眼、甲狀腺等對X線敏感的器官。目前已有大量學(xué)者致力于CT低輻射劑量檢查的研究［4］。但當(dāng)前低CT輻射劑量檢查的研究大多集中在心肺、腹部、盆腔等部位［5-7］，頭頸部CTA低劑量檢查的研究仍較少。

1.21990年 Naidich等［8］首次提出了低劑量 CT （LDCT）的概念，其方法是其他掃描參數(shù)不變，降低管電流從而降低X線輻射劑量。自此，降低管電流成為臨床實(shí)踐中較常用且最簡單易行的降低輻射劑量的方法。隨著CT掃描技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用人體長軸上的不均勻性與橫軸上的不對稱性動態(tài)調(diào)整管電流的方法，即自動管電流調(diào)節(jié)（ATCM）技術(shù)。多項(xiàng)研究［6，9-10］證實(shí)，通過特定的參數(shù)設(shè)定，如噪聲指數(shù)（NI）、管電流范圍等，ATCM技術(shù)在多個部位應(yīng)用中，可在圖像質(zhì)量不變的前提下顯著降低患者的受照劑量。但ATCM技術(shù)在頭頸部CTA檢查中的應(yīng)用報(bào)道較少。頭頸部動脈CTA檢查中使用ATCM技術(shù)，通過調(diào)節(jié)NI，據(jù)探測到的頭頸組織厚度而自動調(diào)節(jié)毫安值在一定的范圍內(nèi)變化，每層毫安值均可不同；隨著NI值的增加，這一毫安范圍的峰值逐漸降低。因此，筆者預(yù)計(jì)通過對比研究可能會得出的頭頸部低劑量CTA檢查方案的最佳NI值。

1.3更優(yōu)的圖像重建算法也有助于在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)降低X線輻射劑量。研究［11］表明，迭代重建算法能降低圖像噪聲、提高SNR和對比信噪比（CNR）。馬宇等［12］研究顯示，自適應(yīng)迭代重建算法結(jié)合自動管電流調(diào)制技術(shù)，可大幅度降低腹部檢查者的輻射劑量。在頭頸部CTA中利用自適應(yīng)迭代重建算法提高圖像質(zhì)量以補(bǔ)償降低曝光劑量所致噪聲增加、SNR下降等不良影響少有報(bào)道，通過比較研究找出最優(yōu)自適應(yīng)迭代的百分比，對提高頭頸部CTA圖像質(zhì)量和降低輻射劑量可能有作用。

1.4近年來，研究發(fā)現(xiàn)低球管電壓降低了X線束的能量，同時(shí)加大了含碘對比劑血管與周圍組織的對比度，故在CTA檢查中使用低球管電壓可適當(dāng)放寬對圖像噪聲和對比劑濃度及用量的要求［13］。X線的輻射劑量和管電壓的平方成正比［14］，可見降低管電壓對降低受檢者所接受的輻射劑量更有效。低電壓CTA檢查是當(dāng)前降低輻射劑量的研究熱點(diǎn)［15］，也是目前很多醫(yī)院的做法，可根據(jù)患者的體型等個性化降低管電壓。

1.5曝光時(shí)間對輻射劑量的影響是直接而明顯的，這已成為業(yè)界共識，頭頸部CTA需在靶血管對比劑充盈時(shí)間內(nèi)完成掃描，故球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間基本使用0.5 s以下。螺距同樣影響掃描時(shí)間和輻射劑量，但增加螺距，會降低縱軸空間分辨力，增加圖像噪聲，使用大螺距以降低輻射劑量的做法鮮有報(bào)道。隨著設(shè)備和重建算法的進(jìn)步，已有學(xué)者嘗試并取得了一定成果［16-18］。如在頭頸部CTA中使用大螺距，在降低輻射劑量同時(shí)縮短掃描時(shí)間，減少對比劑用量。

1.6隨著設(shè)備的更新?lián)Q代以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，還有一些新的降低X線輻射劑量的技術(shù)。探測器層數(shù)和寬度的增加可大幅度縮短掃描時(shí)間，使CT檢查中的輻射劑量問題得到有效緩解，最多能減少80%的輻射劑量，同時(shí)獲得能滿足診斷要求的影像［19-21］。雙源CT比傳統(tǒng)CT多一個X線源，掃描速度快，能在較低的曝光劑量下獲取高質(zhì)量的影像［22-23］。寶石CT通過引入能譜柵成像的新技術(shù)，把CT技術(shù)推向了五維空間（x、y、z、時(shí)間和能量）成像，能夠觀察分析解剖病理信息，使臨床醫(yī)師掌握更多信息，且降低患者輻射劑量。廖海等［24］研究表明，能譜CT 50 keV單能量（相當(dāng)于混合能量80 keV）圖像能顯著提高腦血管CTA的圖像質(zhì)量。

2　低對比劑濃度與用量頭頸CTA檢查的研究進(jìn)展

隨著碘對比劑在醫(yī)學(xué)影像診療中應(yīng)用的逐漸增多，其對患者的損害已引起廣泛關(guān)注［25］。其非特異性不良反應(yīng)常累及腎、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等組織器官［26］。與碘對比劑的使用劑量及濃度相關(guān)，降低碘對比劑的濃度和用量可在一定程度上避免此類不良反應(yīng)的發(fā)生［27］。

一般認(rèn)為，高濃度對比劑可提高靶血管內(nèi)對比劑充盈峰值，故臨床上頭頸CTA檢查多使用高濃度對比劑以獲得血管內(nèi)高的CT值。然而，隨著研究的深入，該觀點(diǎn)受到質(zhì)疑。低濃度對比劑在冠狀動脈CTA和主動脈CTA中應(yīng)用的可行性已得到證實(shí)［28-29］。黃瑞雪等［30］對比分析應(yīng)用2種不同濃度對比劑（370mgI/mL 和300 mgI/mL）行頭頸部CTA檢查的影像資料，包括平均CT值、CNR、SNR、噪聲和輻射劑量，結(jié)果顯示雖然高濃度對比劑組血管內(nèi)CT值高于低濃度組，但其影像質(zhì)量評分卻并不高于低濃度組。

目前各家醫(yī)院的頭頸部CTA檢查方案差異較大，最佳對比劑用量仍存在爭議。不同設(shè)備及不同掃描參數(shù)檢查速度有差異，更短的掃描時(shí)間能準(zhǔn)確抓住對比劑通過靶血管的峰值時(shí)間，從而有利于使用相對少的對比劑用量。通過靶血管峰值時(shí)間測定對比劑的方法一定程度上影響著其用量，經(jīng)驗(yàn)法和智能追蹤法無需額外注射對比劑，然而在峰值時(shí)間的把控上有一定風(fēng)險(xiǎn)；Bolus測試法對峰值時(shí)間的判斷更準(zhǔn)確，但需事先注射15～20 mL對比劑。已有研究［31］表明，低對比劑用量在頭頸部CTA檢查中的可行性，結(jié)合低電壓掃描，所得圖像在滿足診斷需求的同時(shí)還降低了輻射劑量。另外，CTA檢查時(shí)團(tuán)注對比劑后使用30～50 mL生理鹽水以相同的流率替代注射，被廣泛認(rèn)為是減少對比劑用量的有效方法，在減少碘對比劑不良反應(yīng)的同時(shí)減少靜脈偽影、提高影像質(zhì)量［29-31］。

3　展望

X線檢查中在圖像滿足診斷需要前提下使用低輻射劑量、低對比劑濃度和用量已經(jīng)得到重視。中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心與湯森路透（THOMSON REUTERS）發(fā)布的《2015研究前沿》遴選了自然、社科十大學(xué)科領(lǐng)域排名前100名的熱點(diǎn)前沿和前49名的新興前沿，肺腫瘤LDCT篩查位居臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TOP 10研究前沿榜首［32］。頭頸部組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頭頸CTA檢查技術(shù)有其特殊性，故近年來才開始逐漸應(yīng)用低輻射劑量、低對比劑濃度和用量技術(shù)。臨床中行頭頸CTA檢查時(shí)，應(yīng)根據(jù)患者情況，利用CT的不同技術(shù)特點(diǎn)，制訂個性化掃描方案。

［1］ICRP Publication 58［A］.Ann.ICRP，1989.

［2］Heneghan JP，McGuirw KA，Leder RA，et al.Helical CT for nephrolithiasis and ureterolithiasis：comparison of conventional and reduced radiation dose techniques［J］.Radiology，2003，229：575-580.

［3］Alkhorayef M，Babikir E，Alrushoud A，et al.Patient RadiationBiological Risk in Computed Tomography Angiography Procedure［J］.Saudi Journal of Biological Sciences，2016.http：//dx.doi.org/ 10.1016/j.sjbs.2016.01.011.

［4］石明國．CT技術(shù)發(fā)展進(jìn)入低劑量成像時(shí)代［J］．中國醫(yī)療設(shè)備，2012，27（1）：21，39-42．

［5］Vadvala HV，Sayegh K，Moy M，et al.Salvage of diagnostic quality of image acquired by low-radiation-dose prospectively ECG-triggered coronary CTA during ventricular trigeminy：A case report of a novel image processing method［J］.Heart Rhythm Case Reports，2016，2：20-23.

［6］Nijhof WH，Baltussen EJ，Kant IM，et al.Low-dose CT angiography of the abdominal aorta and reduced contrast medium volume：Assessment of image quality and radiation dose［J］.Clin Radiol，2016，71：64-73.

［7］Brinkley MF，Ramirez-Giraldo JC，Samei E，et al.Effects of automatic tube potential selection on radiation dose index，image quality，and lesion detectability in pediatric abdominopelvic CT and CTA：a phantom study［J］.Eur Radiol，2016，26：157-166.

［8］Naidich DP，Marshall CH，Cribbinc et al.Low-dose CT of the lungs：preliminary，observations［J］.Radiology，1990，175：729-731.

［9］王倩，趙心明，宋俊峰，等．自動管電流調(diào)制技術(shù)對腹部CT圖像質(zhì)量及輻射劑量影響的體模研究［J］．中華放射學(xué)雜志，2013，47 （7）：648-653．

［10］Namasivayam S，Kalra MK，Pottala KM，et al.Optimization of Z-axis automatic exposure control for multi-detector row CT evaluation of neck and comparison with fixed tube current technique for image quality and radiation dose［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2006，27：2221-2225.

［11］Mitsumori LM，Shuman WP，Busey JM，et al.Adaptive statistical iterative reconstruction versus filtered back projection in the same patient：64 channel liver CT image quality and patient radiation dose［J］.Eur Radiol，2012，22：138-143.

［12］馬宇，周志鵬，邱維加，等.自適應(yīng)迭代重建算法結(jié)合自動管電流調(diào)制技術(shù)在腹部CT低劑量應(yīng)用［J］.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2014，22（2）：145-148.

［13］Qi L，Zhao Y，Zhou CS，et al.Image quality and radiation dose of lower extremity CT angiography at 70 kVp on an integrated circuit detector dual-source computed tomography［J］.Acta Radiol，2015，56：659-665.

［14］Leschka S，Stolzmann P，Schmid FT，et al．Low kilo-voltage cardiac dual-source CT：attenuation，noise，and radiation dose［J］．Eur Radiol，2008，18：1809-1817．

［15］臧晨宏．CT掃描頭頸血管造影中應(yīng)用自動毫安低管電壓技術(shù)的研究［D］.天津：天津醫(yī)科大學(xué)，2009.

［16］Ajlan AM，Binzaqr S，Jadkarim DA，et al.High-pitch helical dual-source computed tomographic pulmonary angiography：comparing image quality in inspiratory breath-hold and during free breathing［J］.J Thorac Imaging，2016，31：56-62.

［17］Sabel BO，Buric K，Karara N，et al.High-pitch CT pulmonary angiography in third generation dual-source CT：image quality in an unselected patient population［J］.PLoS One，2016，11：e0146949.

［18］Zhang LJ，Li X，Schoepf UJ，et al.Non-electrocardiogram-triggered 70-kVp high-pitch computed tomography angiography of the whole aorta with iterative reconstruction：initial results［J］.J Comput Assist Tomogr，2016，40：109-117.

［19］Steigner ML，Otero HJ，Cai T，et al．Narrowing the phase window width in prospectively ECG-gated single heart beat 320-detector row coronary CT angiography［J］．Int J Cardiovasc Imaging，2009，25：85-90．

［20］Wang JH，Zhou F，Wei B，et al.Comparison of CT angiography using prospectively ECG-gated wide-volume 320-row CT and conventional helical CT angiography in the evaluation of suspected aortic dissection，and the potential utility for“triple ruleout”examinations［J］.Journal of Medical Imaging＆Health Informatics，2016，6：185-188.

［21］Kidoh M，Utsunomiya D，Oda S，et al.Evaluation of the effect of intracoronary attenuation on coronary plaque measurements using a dual-phase coronary CT angiography technique on a 320-row CT scanner—in vivo validation study［J］.Acad Radiol，2016，23：315-320.

［22］Mangold S，Wichmann JL，Schoepf UJ，et al.Automated tube voltage selection for radiation dose and contrast medium reduction at coronary CT angiography using 3rd generation dual-source CT［J］.Eur Radiol，2016.DOI：10.1007/S00330-015-4191-4.

［23］宋冬冬，于晶.第二代雙源CT低劑量法全肝灌注在原發(fā)性肝癌的肝動脈化療栓塞術(shù)前后的血供情況觀察［J］.中國CT和MRI雜志，2015，13（2）：43-46.

［24］廖海，鄧德茂，黃增超，等.CT能譜單能量成像用于提高腦血管CTA成像質(zhì)量［J］.中國介入影像與治療學(xué)，2014，11（10）：680-683.

［25］陳韻岱，陳紀(jì)言，傅國勝，等．碘對比劑血管造影應(yīng)用相關(guān)不良反應(yīng)中國專家共識［J］．中國介入心臟病學(xué)雜志，2014，22（6）：341-348.

［26］Solomon RJ，Natarajan MK，Doucet S，et al.Cardiac angiography in renally impaired patients（CARE）study：a randomized double-blind trial of contrast-induced nephropathy in patients with chronic kidney disease［J］.Circulation，2007，115：3189-3196.

［27］Marenzi G，Assanelli E，Campodonico J，et al.Contrast volume during primary percutaneous coronary intervention and subsequent contrast-induced nephropathy and mortality［A］.Ann Intern Med，2009，150：170-177．

［28］Sun G，Hou YB，Zhang B，et al.Application of low tube voltage coronary CT angiography with low-dose iodine contrast agent in patients with a BMI of 26—30 kg/m2［J］.Clin Radiol，2015，70：138-145.

［29］Zhang C，Yu Y，Zhang Z，et al.Imaging quality evaluation of low tube voltage coronary CT angiography using low concentration contrast medium［J］.PLoS One，2015，10：e0120539.

［30］黃瑞雪，黃育鑫，曾偉勝，等.64排螺旋CT低濃度造影劑掃描技術(shù)頭頸部CTA應(yīng)用的效果探究［J］.現(xiàn)代醫(yī)用影像學(xué)，2015，24（3）：454-457.

［31］李瑋，劉建新，王霄英，等.低電壓、低對比劑劑量頭頸CTA的可行性研究［J］.放射學(xué)實(shí)踐，2013，28（5）：482-485.

［32］2015研究前沿［A］.中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報(bào)中心，2015.

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.05.038

鄧德茂，E-mail：ddemao@163.com。

2016-01-12）