郭亞哲,楊 飛,崔書君,龐智英,朱月香
(1.河北北方學(xué)院研究生院,河北 張家口 075000;2.河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院影像科,河北 張家口 075000)
肺動脈栓塞(pulmonary embolism,PE)死亡率達(dá)20%~30%,據(jù)文獻(xiàn)報道,早期診斷PE可使死亡率降低2%~10%[1-2]。目前,CT肺動脈成像(CT pulmonary angiography,CTPA)是臨床診斷肺動脈栓塞的“金標(biāo)準(zhǔn)”[3]。由于心臟搏動影響,舌段肺動脈G5~6分支成像顯示不清,導(dǎo)致小肺動脈肺栓塞診斷準(zhǔn)確性偏低。對于周圍型肺動脈栓塞而言,如何消除心臟搏動偽影是亟待解決的問題。
心電門控技術(shù)可以很好地“凍結(jié)”心臟,減少心臟大血管搏動偽影,但傳統(tǒng)回顧性心電門控技術(shù)因輻射劑量較大限制了其廣泛應(yīng)用。Wide-volume掃描模式由2個容積拼接掃描成人整個胸部范圍,避免了螺旋掃描帶來的大量X線重疊,可明顯降低輻射劑量。我們探討了640層容積CT wide-volume掃描模式對CTPA圖像質(zhì)量與輻射劑量的影響,現(xiàn)報道如下。
2019-08—2020-02月于河北北方學(xué)院附屬第一醫(yī)院行CTPA檢查的90例患者,其中男49例,女41例;年齡20~79歲,平均(64.9±11.3)歲。納入標(biāo)準(zhǔn):①體質(zhì)指數(shù)(body mass index,BMI)范圍18.5~28.5 kg/m2;②無碘劑過敏史;③無嚴(yán)重心肺肝腎功能不全;④呼吸配合良好,所獲CT數(shù)據(jù)連續(xù)完整,圖像質(zhì)量佳。按隨機數(shù)字表法分為常規(guī)非心電門控螺旋掃描組(A組/非門控組)、回顧性心電門控螺旋掃描組(B組/螺旋組)、回顧性心電門控wide-volume模式掃描組(C組/wide-volume組)3組,每組30例。A組中男12例,女18例;平均年齡(66.8±10.4)歲;平均身高(165.3±9.7)cm;平均體質(zhì)量(66.0±11.8)kg;平均BMI(24.2±4.0)kg/m2。B組中男18例,女12例;平均年齡(65.4±8.5)歲;平均身高(162.9±11.4)cm;平均體質(zhì)量(63.0±12.9)kg;平均BMI(23.5±5.0)kg/m2。C組中男19例,女11例;平均年齡(62.6±14.3)歲;平均身高(164.5±8.5)cm;平均體質(zhì)量(62.5±10.3)kg;平均BMI(23.0±3.1)kg/m2。3組患者性別比例、年齡分布、平均身高等一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。
告知患者注射對比劑可能出現(xiàn)的不良反應(yīng),患者及家屬對本研究內(nèi)容均知情同意并簽署知情同意書。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理學(xué)委員會批準(zhǔn)。
采用日本東芝Aquilion ONE 640層容積CT?;颊呷⊙雠P位,足先進,雙臂上舉,掃描范圍從肺尖到膈肌水平,掃描方向為頭→足方向。應(yīng)用雙筒高壓注射器經(jīng)右側(cè)肘正中靜脈4 mL·s-1注射等滲對比劑碘克沙醇(320 mgI·mL-1),隨即立即以相同速率注入生理鹽水30 mL。對比劑用量1.0 mL·kg-1。
掃描參數(shù):管電壓100 kV;管電流采用Sureexposure 3D自動管電流調(diào)制技術(shù);設(shè)定肺動脈主干為監(jiān)測感興趣區(qū)(region of interest,ROI),監(jiān)測閾值200 HU,采用SureStart自動觸發(fā)掃描,觸發(fā)后延遲6 s啟動掃描,其他掃描參數(shù)各組不同。①A組:探測器0.5 mm×80,X線管旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/rot,Pitch 1.375∶1;②B組:探測器0.5 mm×80,X線管旋轉(zhuǎn)速度0.35 s/rot,Pitch 0.26∶1;③C組:探測器0.5 mm×320,X線管旋轉(zhuǎn)速度0.35 s/rot,D-FOV:320 mm。重建技術(shù)為自適應(yīng)迭代降噪算法(AIDR)。
回顧性心電門控:以75%實相為中心,心動周期內(nèi)曝光時間窗200 ms,選擇低劑量模式(心率<65次·min-1,僅在70%~80%時相全劑量曝光;心率>65次·min-1,在30%~80%時相全劑量曝光,其余時相為半劑量曝光)。wide-volume掃描模式根據(jù)患者身高范圍一般采用2個容積。
對肺動脈圖像不佳、有偽影者進行個性化重建,重建層厚0.5 mm,層間隔0.25 mm。所有圖像均上傳至Vitrea Fx后處理工作站,對圖像行多平面重組(MPR)、最大密度投影(MIP)和容積再現(xiàn)(VR)。
主觀評分[4]:根據(jù)肺動脈主干及其分支顯影情況、管壁光滑程度、有無偽影進行評分。5分:肺動脈充盈佳,可顯示7級以上血管;4分:肺動脈充盈良好,可顯示5級以上血管,能夠進行診斷;3分:肺動脈充盈尚可,可顯示4級以上血管,有輕度偽影,但不影響診斷;2分:肺動脈充盈欠佳,血管不清晰,中度偽影,尚可以診斷;1分:肺動脈充盈不佳,嚴(yán)重偽影,無法診斷。評分出現(xiàn)分歧時,由兩位醫(yī)師協(xié)商達(dá)成一致意見。偽影判斷:如果單側(cè)偽影僅局限于心緣旁,則視為心臟搏動偽影,如果雙側(cè)偽影出現(xiàn)在雙肺及胸膜則視為呼吸運動偽影。
客觀評價:①在3個連續(xù)層面分別測量肺動脈主干、左右肺動脈、左右上葉肺動脈、左右下葉肺動脈、右中葉肺動脈的CT值及標(biāo)準(zhǔn)差(SD),并取平均值(CT血管),用于測量的ROI約10 mm2,每個ROI測量3次并取其平均值,位置、大小、面積盡量一致,盡量避開偽影、血管壁等;②測量肺動脈主干分叉層面兩側(cè)豎脊肌的CT值并取平均值(CT豎脊肌);③測量肺動脈干SD值為背景噪聲;④計算每支肺動脈的信噪比(signal to noise ratio,SNR)和對比噪聲比(contrast to noise ratio,CNR)。其中SNR=CT血管/SD背景噪聲,CNR=(CT血管-CT豎脊肌)/SD背景噪聲。
記錄3組容積CT劑量指數(shù)(computed tomographic dose index,CTDIvol)、劑量長度乘積(dose length product,DLP),并根據(jù)公式計算出有效劑量ED(effective dose,ED),ED≈DLP×k,k為轉(zhuǎn)換因子,k=0.014 mSv/(mGy·cm)(參考?xì)W盟委員會關(guān)于CT的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南)[5]。
兩名醫(yī)師對各組圖像質(zhì)量評分一致性較好(K=0.76)。圖像主觀評分分析顯示,B、C組評分高于A組,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),B、C組差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。其中≥3分者87例,占96.6%,滿足影像診斷及臨床需求(表1)。
組間CTDIvol、DLP、ED差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),C組CTDIvol、DLP、ED輻射劑量分別較B組降低31%、29%、30%(表1)。
表1 CTPA圖像主觀評分及輻射劑量比較
A組圖像有心臟搏動偽影者14例、B組6例、C組2例,差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)(圖1~3)。
肺動脈主干及分支顯示一般;可見心臟旁搏動偽影(如箭頭所指),其中右肺中葉肺動脈、左肺上葉肺動脈遠(yuǎn)端分支稀少。
肺動脈主干及分支顯示清晰,可顯示5級以上血管,邊緣光滑銳利,遠(yuǎn)端分支良好(如箭頭所指)。
肺動脈主干及分支顯示清晰,可顯示7級以上血管,邊緣光滑銳利,遠(yuǎn)端分支良好,以右肺中葉肺動脈、左肺上葉肺動脈為著(如箭頭所指)。
①圖像客觀評價:肺動脈主干、左右肺動脈CT值差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);余各肺動脈分支血管CT值差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),其中B組圖像CT值最大,C組其次,B、C組客觀評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05);②A、B組肺動脈主干、右肺動脈、右中下葉肺動脈、左下葉肺動脈與A、C組肺動脈主干、右肺上葉肺動脈、左肺上下葉肺動脈SNR和CNR差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05);A、B組左肺動脈、左右上葉肺動脈與A、C組左右肺動脈、右肺中下葉肺動脈組內(nèi)兩兩比較各分支SNR和CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)(表3、表4)。
表3 CTPA圖像客觀評分比較
表4 CTPA圖像組間兩兩比較(LSD-P值)
640層容積CT配備了16 cm的寬體探測器,0.35 s旋轉(zhuǎn)一周掃描就能夠覆蓋16 cm范圍并完成640層圖像,避免了螺旋掃描帶來的X線重疊,輻射劑量大大減低。一般1個容積包掃描可完成心臟等大多數(shù)器官的覆蓋[7],對于大于16 cm的胸部而言,可用2~3個容積包覆蓋整個肺部然后進行步進式掃描,先對靶區(qū)域進行容積掃描,然后步進式進床,再對下一區(qū)域進行容積掃描,最后將圖像拼接從而獲得更大范圍的容積圖像,即wide-volume掃描模式。本研究盡量控制在2個容積包覆蓋成人胸部,研究結(jié)果顯示均順利完成CTPA檢查且圖像質(zhì)量符合診斷要求,因此將wide-volume掃描模式應(yīng)用于成人CTPA檢查可行且有較高臨床價值。
回顧性心電門控wide-volume模式掃描優(yōu)勢:①提高圖像質(zhì)量:3組CTPA圖像均達(dá)到診斷需求,wide-volume組主觀評分較螺旋組、非門控組分別增加2.2%、15.5%,從結(jié)果上來看,在門控和球管轉(zhuǎn)速相同前提下,容積組和螺旋組兩種掃描模式對CPTA影像質(zhì)量沒有影響,由于螺旋掃描模式在Z軸方向上的掃描長度大于成像長度,所以輻射劑量相對大??陀^評價中各肺動脈分支血管CT值差異有統(tǒng)計學(xué)意義,wide-volume組動脈CT值、SNR、CNR均高于非門控組。Ardley等[8]證實采用回顧性心電門控螺旋掃描用于CTPA,使得左肺上下葉肺動脈清晰度顯示更好。但本研究在心電門控基礎(chǔ)上采取wide-volume掃描模式同樣各分支血管動脈強化度高。因此320排寬容積掃描對于成人CTPA能夠提高各級細(xì)小肺動脈分支圖像質(zhì)量。②減少心臟大血管搏動偽影:6%~36%的PE患者栓子位于肺動脈亞段及其以下分支內(nèi)[9-10],回顧性心電門控技術(shù)雖輻射劑量較大但最大程度地改善了與心臟邊界相鄰的右肺中葉肺動脈和左肺上葉肺動脈的清晰度。3組方案心臟搏動偽影差異有統(tǒng)計學(xué)意義,因此與非門控螺旋掃描CTPA相比,640層容積CT wide-volume模式結(jié)合心電門控掃描的圖像質(zhì)量優(yōu)于傳統(tǒng)非心電門控掃描方法。③減少輻射劑量:wide-volume組CTDIvol、DLP、ED輻射劑量指標(biāo)均比螺旋組低,其中ED較螺旋組降低30%。Lu等[11]研究表明與常規(guī)螺旋掃描相比,容積掃描圖像質(zhì)量更佳,且輻射劑量較常規(guī)組下降53%。但值得注意的是640層容積CT wide-volume掃描模式行CTPA檢查時,需要2個容積包掃描完成,這種掃描模式容易導(dǎo)致上下兩段對比劑密度差。
本研究結(jié)果不足之處:①樣本量較小且未納入體質(zhì)指數(shù)>30 kg/m2者;②僅從掃描技術(shù)角度探討3種掃描方式的優(yōu)劣,未涉及3種檢查方法對PE診斷的準(zhǔn)確率;③對比劑濃度及管電壓仍然有下降空間[12-13];④未研究前瞻性心電門控CTPA技術(shù),僅做了回顧性分析,尚需進一步深入研究。
綜上,640層容積CT wide-volume掃描模式結(jié)合回顧性心電門控技術(shù)應(yīng)用于行肺動脈CTA檢查的患者能在輻射劑量不大幅度增加的前提下減少心臟大血管運動偽影,明顯改善肺動脈圖像質(zhì)量,值得臨床推廣應(yīng)用。