張斌,陸海華,周煜奇,張玲芳,曹玉林
急性肺血栓栓塞癥(PTE)是較常見(jiàn)的心血管系統(tǒng)疾病之一[1]。多層螺旋CT肺動(dòng)脈造影(CTPA)目前已成為篩查PTE的首選檢查方法[2]。鑒于PTE的栓子90%以上來(lái)自下肢深靜脈血栓(DVT)的脫落[3],在CTPA后2~4 min,利用尚在循環(huán)系統(tǒng)中的造影劑行間接CT靜脈造影(ICTV)有助于提高診斷的準(zhǔn)確性[4-5]。造影強(qiáng)化不足是ICTV檢測(cè)DVT失敗最常見(jiàn)的原因。有研究顯示降低管電壓能夠在提供足夠清晰影像的同時(shí)明顯提高血管CT值[6-7]。而雙能量CT掃描后獲得的低能量圖像也能達(dá)到類似的效果[8-9]。本研究回顧性連續(xù)選取50例臨床上疑有肺栓塞而行雙源CT雙能量CTPA聯(lián)合ICTV檢查患者,獲取下肢深靜脈50 keV單能量圖像及80 kVp圖像,比較二者在顯影整體質(zhì)量、靜脈強(qiáng)化效果和圖像噪聲方面的差異,探索最優(yōu)化ICTV影像掃描和重建方案,為臨床實(shí)際應(yīng)用提供理論依據(jù)和操作經(jīng)驗(yàn)。
本文要點(diǎn):
本文結(jié)果提示,在雙源CT雙能量間接CT靜脈造影(ICTV)掃描模式下,低能量(50 keV)圖像質(zhì)量與低千伏(80 kVp)成像技術(shù)圖像相仿,前者血管強(qiáng)化值更高,有可能增強(qiáng)影像醫(yī)師診斷下肢深靜脈血栓(DVT)的信心。
與單源CT低千伏成像技術(shù)圖像相比,雙源CT雙能量ICTV掃描輻射劑量是否更大?本文未能做出進(jìn)一步回答。鑒于低能量圖像碘對(duì)比劑的CT值更高,雙源CT雙能量ICTV掃描碘對(duì)比劑用量可否較常規(guī)掃描減少?這也是一個(gè)具有重要臨床意義的問(wèn)題,值得進(jìn)一步探索。
1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡18~75歲,性別不限;(2)臨床上疑有PTE的患者(依據(jù)臨床癥狀和D-二聚體水平判斷);(3)生命體征平穩(wěn);(4)預(yù)計(jì)生存期在6個(gè)月以上;(5)患者或家屬簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn):妊娠期婦女;肝腎功能不全;有碘對(duì)比劑過(guò)敏史;存在明顯影響研究結(jié)果的嚴(yán)重心肺循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)障礙。
1.2 臨床資料 依據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn),連續(xù)選取2012年6月—2017年6月浙江省立同德醫(yī)院臨床上疑有PTE且行雙源CT雙能量CTPA聯(lián)合ICTV檢查患者(剔除偽影明顯或有嚴(yán)重心肺循環(huán)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)障礙者)50例。其中男37例,女13例;年齡23~87歲,平均年齡(64±15)歲;體質(zhì)量40~76 kg,平均體質(zhì)量(55.6±11.0)kg。獲取的深靜脈50 keV單能量圖像數(shù)據(jù)作為A組,獲取的80 kVp圖像數(shù)據(jù)作為B組。
1.3 ICTV掃描方法 采用Siemens SOMATOM Definition Flash 128 層新雙源CT機(jī),造影劑選擇碘比醇350〔35 g(I)/100 ml〕。造影劑總量120 ml,由右肘前靜脈注入,速率4.0 ml/s;注射完畢后再以相同的速率注射50 ml 0.9%氯化鈉溶液。利用造影追蹤技術(shù)先行CTPA檢查,之后行ICTV檢查,掃描延遲時(shí)間3 min,掃描范圍為橫膈頂至膝關(guān)節(jié)間隙下。參數(shù)設(shè)置:雙管球峰值管電壓分別為140、80 kV,相應(yīng)參考管電流分別為60、240 mAs。開(kāi)啟Care Dose 4D,螺距0.7,床速37 mm/周,球管旋轉(zhuǎn)0.33 s/周,準(zhǔn)直器寬度2 mm×64 mm×0.6 mm。重建層厚1.0 mm。
1.4 影像后處理與測(cè)量 將兩組圖像數(shù)據(jù)載入工作站(Syngo MMWP VE40A)雙能量處理界面,打開(kāi)Monoenergetic界面,將A組圖像數(shù)據(jù)調(diào)入inspace處理界面行多平面重建(MPR)及容積重建(VRT)。選擇下腔靜脈遠(yuǎn)端、右股靜脈(腹股溝韌帶水平)、右腘靜脈(腘窩水平)作為評(píng)估深靜脈系統(tǒng)強(qiáng)化效果的3個(gè)目標(biāo)血管層面(如在感興趣區(qū)發(fā)現(xiàn)栓子,則以對(duì)側(cè)同等血管代替)。在每個(gè)血管層面的中央以圓形ROI覆蓋接近100%區(qū)域,測(cè)量其靜脈CT值。測(cè)量圖像噪聲值(掃描視野內(nèi)空氣CT值的標(biāo)準(zhǔn)差)。
將B組圖像數(shù)據(jù)調(diào)入inspace處理界面行MPR及VRT,選擇上述同層面目標(biāo)血管同法測(cè)量靜脈CT值及圖像噪聲。
1.5 圖像解讀與評(píng)估 由課題組內(nèi)2位主治醫(yī)師在不知情分組和影像后處理方式等信息情況下,各自獨(dú)立完成血管評(píng)估報(bào)告,意見(jiàn)不一致時(shí)由課題組主任醫(yī)師做出診斷仲裁。
參考ARAKAWA等[10]的方法進(jìn)行主觀圖像質(zhì)量評(píng)分:優(yōu)異(與鄰近動(dòng)脈強(qiáng)化程度一致的均勻強(qiáng)化,4分)、良好(非均勻性強(qiáng)化,強(qiáng)化程度低于鄰近動(dòng)脈與肌肉的中間值,3分)、尚可(強(qiáng)化程度增強(qiáng)幅度與周圍肌肉一致,2分)、較差(強(qiáng)化程度增強(qiáng)低于周圍肌肉組織,1分)4個(gè)等級(jí)。
1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 11.5軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示;正態(tài)分布的計(jì)量資料以()表示,兩組間比較采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 檢查結(jié)果 50例患者中,11例(22%)患者檢出靜脈血栓栓塞癥(VTE),其中9例檢出PTE(3例合并DVT),2例檢出孤立性DVT。
2.2 靜脈CT值及圖像噪聲值 A組靜脈CT值高于B組,A組圖像噪聲大于B組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見(jiàn)表1、圖 1~4)。
2.3 主觀圖像質(zhì)量評(píng)分 A組與B組主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見(jiàn)表1)。
表1 兩組靜脈CT值、圖像噪聲及主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較()Table 1 Comparison of venous attenuation,image noise,and radiologists'evaluation of image quality between the two groups
表1 兩組靜脈CT值、圖像噪聲及主觀圖像質(zhì)量評(píng)分比較()Table 1 Comparison of venous attenuation,image noise,and radiologists'evaluation of image quality between the two groups
組別 例數(shù) 靜脈CT值(Hu)圖像噪聲(Hu)主觀圖像質(zhì)量評(píng)分(分)A 組 50 282.2±32.0 29.2±5.2 3.3±0.38 B 組 50 193.4±27.9 20.5±4.1 3.5±0.42 t值 14.790 9.290 -1.614 P 值 <0.001 <0.001 0.106
VTE是指發(fā)生在循環(huán)系統(tǒng)靜脈端的各種形式的病理性血栓形成。當(dāng)VTE發(fā)生在下肢深靜脈時(shí)即為DVT,其對(duì)人體最致命的威脅是因血栓脫落而導(dǎo)致的PTE。CHAM等[11]發(fā)現(xiàn),部分有臨床潛匿的DVT而沒(méi)有發(fā)生PTE的患者,可能受益于ICTV檢查而確診為VTE,CTPA結(jié)合ICTV可以使VTE的檢出率提高20%。KRISHAN等[12]通過(guò)對(duì)相關(guān)文獻(xiàn)系統(tǒng)回顧和薈萃分析后發(fā)現(xiàn),在CTPA之后行ICTV檢查額外檢出了3%〔95%CI(2%,4%)〕的孤立性DVT。
為了達(dá)到深靜脈最佳顯影效果,研究者們?cè)O(shè)計(jì)并報(bào)告了多種檢查方案和技巧,例如等滲造影劑的使用可以降低滲透性利尿和血液稀釋,在平衡期可適度提高靜脈顯影質(zhì)量[13]。止血帶和長(zhǎng)筒彈力襪的使用能夠明顯減少遠(yuǎn)端肢體淺靜脈的回流量,顯著改善深靜脈增強(qiáng)效果[14]。SHI等[15]報(bào)道:直接靜脈造影聯(lián)合間接靜脈造影有助于靜脈系統(tǒng)的3D重建,明顯提高DVT的診斷準(zhǔn)確率。張衛(wèi)國(guó)等[16]認(rèn)為:對(duì)比劑注入后掃描延遲時(shí)間的選擇是CT下肢靜脈血管造影掃描檢查圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。ARAKAWA等[10]的研究發(fā)現(xiàn),造影劑量、體質(zhì)量、掃描延遲時(shí)間是與深靜脈強(qiáng)化值始終相關(guān)的獨(dú)立變量;作者認(rèn)為,靜脈CT值與血栓CT值之差應(yīng)該大到可以明確診斷的程度,這樣的靜脈顯影才能滿足CT診斷DVT的需要。血栓的CT值各家報(bào)道不一:CHAM等[17]報(bào)告的平均值為51 Hu〔95%CI(45,57)Hu〕,GOODMAN 等[13]認(rèn)為最佳的靜脈強(qiáng)化值應(yīng)該>80 Hu。
圖1 患者1股靜脈50 keV單能量圖像Figure 1 Case 1:50 keV monochromatic image of the femoral vein
圖2 患者1股靜脈80 kVp圖像Figure 2 Case 1:80 kVp image of the femoral vein
圖3 患者2腘靜脈血栓50 KeV單能量圖像Figure 3 Case 2:50 keV monochromatic image show thrombosis involving the popliteal vein
圖4 患者2腘靜脈血栓80 kVp圖像Figure 4 Case 2:80 kVp image show thrombosis involving the popliteal vein
在醫(yī)學(xué)影像診斷中,X線與物質(zhì)相互作用的方式主要是光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)。低千伏成像技術(shù)時(shí),康普頓效應(yīng)不變,但光電效應(yīng)呈指數(shù)級(jí)增加;另一方面,當(dāng)使用處于或略高于K邊緣的能量時(shí),元素的K邊緣光電效應(yīng)也明顯增加光電效應(yīng)的頻率[18]。對(duì)碘而言,在低管電壓CT技術(shù)中,光電效應(yīng)和K邊緣效應(yīng)的增加明顯提高了其CT值。碘的CT值在80 kVp成像時(shí)較140 kVp時(shí)增加約80%[19]。80 kVp圖像能提供血管、實(shí)質(zhì)器官和富血供病變更高的強(qiáng)化值和對(duì)比噪聲比(CNR),可用于肺栓塞、肝臟富血供病變、胰腺癌、血管內(nèi)支架修補(bǔ)術(shù)后內(nèi)漏形成等的檢測(cè)[20-23]。FUJIKAWA等[6]和ODA等[24]分別嘗試并報(bào)告了低千伏成像技術(shù)在間接CT靜脈造影中的應(yīng)用。FUJIKAWA等[6]比較了ICTV檢查中不同千伏條件(100、120 kVp)下的有效輻射劑量,下腔靜脈、股靜脈、腘靜脈的強(qiáng)化值與圖像噪聲,發(fā)現(xiàn)降低管電壓能夠在提供足夠清晰影像的同時(shí)明顯改善血管強(qiáng)化并降低平均有效劑量。ODA等[24]也發(fā)現(xiàn),低千伏成像技術(shù)可以降低ICTV檢查中輻射劑量和造影劑用量,而對(duì)圖像質(zhì)量并不造成明顯損害。
雙能量CT是利用具有2種能量的CT數(shù)據(jù)以顯示解剖和病變,鑒別組織成分。雙源CT機(jī)可常規(guī)獲得80(100) kVp、Sn 140 kVp及平均加權(quán)120 kVp的圖像。運(yùn)用Monoenergetic(單能譜)軟件通過(guò)特殊計(jì)算可得到40~190 keV范圍內(nèi)不同光子能量下的圖像。單能量圖像在不同能量水平具有不同特征,低能量水平的X線穿透力低,圖像上組織的對(duì)比增強(qiáng),但噪聲增高;高能量水平的X線穿透力高,圖像上硬化偽影減少,但組織的對(duì)比減弱。KULKARNI等[8]發(fā)現(xiàn)50 keV單能量圖像較70 keV單能量圖像靜脈強(qiáng)化值顯著提高,可增加DVT的診斷信心,降低檢查的不確定性比率。ZHAO等[25]也發(fā)現(xiàn),門靜脈螺旋CT掃描成像中,50~53 keV單能量圖像可降低碘對(duì)比劑用量并提高門靜脈CT值。
本研究比較了在ICTV檢查中,50 keV單能量圖像與80 kVp圖像在靜脈強(qiáng)化及圖像質(zhì)量的差異,結(jié)果顯示A組靜脈CT值明顯高于B組,前者圖像噪聲亦明顯大于后者,但兩組在主觀圖像質(zhì)量評(píng)分方面無(wú)明顯差異??傊p源CT雙能量ICTV掃描模式下,低能量(50 keV)圖像質(zhì)量與低千伏(80 kVp)成像技術(shù)圖像相仿,但其血管強(qiáng)化值更高,有可能增強(qiáng)影像醫(yī)師診斷DVT的信心。但與單源CT低千伏成像技術(shù)相比,雙源CT雙能量ICTV掃描輻射劑量是否更大?碘對(duì)比劑用量可否較常規(guī)掃描減少?仍然需要進(jìn)一步探討。
作者貢獻(xiàn):陸海華進(jìn)行文章的構(gòu)思和設(shè)計(jì),文章的可行性分析,對(duì)文章整體負(fù)責(zé);張斌負(fù)責(zé)文獻(xiàn)/資料收集、整理,撰寫(xiě)論文;周煜奇進(jìn)行論文和英文的修訂;張玲芳負(fù)責(zé)文章的審校;曹玉林負(fù)責(zé)CT掃描方案的設(shè)計(jì)及實(shí)施。
本文無(wú)利益沖突。
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