李文智，丁志鵬，李禹欣，王東旭，王鳳，高文源，張澤璽，于鳳婷

1.黑龍江省齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)技術(shù)學(xué)院，黑龍江齊齊哈爾 161000；2.齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院CT 室，黑龍江齊齊哈爾 161000

CT 血管造影（CT angiography, CTA）作為一種快速、微創(chuàng)的血管造影技術(shù)，在很大程度上已經(jīng)取代了傳統(tǒng)血管造影[1]。CTA 與磁共振血管造影相比檢查時間更快、禁忌證相對較少。然而，CTA 的缺點之一是患者檢查時需要經(jīng)受電離輻射。這就要求在CTA 掃描過程中盡可能降低輻射劑量，同時保證圖像能夠滿足臨床診斷。CTA 掃描時，減少輻射量最常見的方法就是降低管電壓，低KV 會增加光電效應(yīng)，使平均光子能量接近于碘的K-edge，從而可以增加圖像對比度[2]。CTA 的另一個缺點是造影時使用的碘對比劑可能會對患者腎臟造成損傷。碘攝入量過多會導(dǎo)致一段時間內(nèi)患者的腎小球濾過率降低，從而引發(fā)對比劑腎病[3]。血管增強(qiáng)時的CT值受到碘輸送率（iodinedelivery rate, IDR）的影響，IDR 由注射速度與對比劑濃度決定[4]。因此稀釋對比劑可以降低血管CT 值，減少頭頸CTA 中靜脈偽影的干擾。有研究表明，在心臟冠脈增強(qiáng)時，雙流注入的對比劑可以有效降低靜脈CT 值。但此方法目前還沒有應(yīng)用于頭頸部的CTA 檢查中[5]。因此本研究在2021 年9 月—2022 年1 月選取新西蘭兔10只進(jìn)行研究，目的是評估頭頸部CTA 中低KV、三期雙流對比劑注射方案在新西蘭兔中的可行性，評估三期雙流的注射方案與常規(guī)注射方案在圖像質(zhì)量、輻射劑量和對比劑用量中的差別，為臨床試驗提供理論依據(jù)?，F(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 研究材料

本研究共使用10 只新西蘭兔，平均體質(zhì)量（2.3±0.12）kg，均由齊齊哈爾醫(yī)學(xué)院動物實驗中心提供。在新西蘭兔的耳緣靜脈上建立26G 留置針通路，注射5 mL/kg 的20%的烏拉坦溶液進(jìn)行麻醉，待兔角膜反射完全消失即為麻醉完成。

1.2 方法

1.2.1 對比劑注射參數(shù)及研究分組 采用雙筒高壓注射器通過耳緣靜脈注射碘對比劑（國藥準(zhǔn)字H10970165，規(guī)格：370 mgI/mL），用量為2.5 mL/kg，生理鹽水6 mL，注射速率：0.5 mL/s。根據(jù)不同KV與對比劑注射方案分為A 組、B 組、C 組，見表1。兩期的注射方案和臨床中常規(guī)的對比劑注射方案一致，即第一階段注入碘射對比劑，隨后的第二階段注入生理鹽水。三期對比劑注射方案則是首先在第一階段注入對比劑（對比劑總量的50%），隨后在第二階段注入對比劑（對比劑總量的50%）與鹽水（生理鹽水總量的50%）的混合溶液，最后第三階段注射鹽水（生理鹽水總量的50%）。

表1 實驗分組

1.2.2 圖像采集 使用64 排CT 進(jìn)行圖像的采集。掃描范圍為心底至顱頂。采集參數(shù)為：自動調(diào)制管電流，掃描層厚為0.9 mm，掃描間隔為0.65 mm。采用計時掃描，在對比劑開始注射10 s 后進(jìn)行掃描。10只兔子分別進(jìn)行A 組、B 組、C 組的3 組實驗，每只兔子掃描結(jié)束后，使用預(yù)充式導(dǎo)管沖洗器對留置針進(jìn)行封管處理。為了消除殘留對比劑的干擾，每組操作之間間隔3 d 進(jìn)行，共收集30 組數(shù)據(jù)。

1.2.3 圖像重建和數(shù)據(jù)分析 30 組CTA 數(shù)據(jù)通過圖像工作站進(jìn)行重建。由1 名影像醫(yī)師（執(zhí)業(yè)時間15年）測量新西蘭兔的主動脈弓、頸總動脈、大腦中動脈、左側(cè)頸靜脈的CT 值，并通過公式計算主動脈弓、頸總動脈、大腦中動脈的信噪比（signal-tonoise ratio, SNR）、對比度噪聲比（contrast-to-noise ratio, CNR）。以主動脈弓、右側(cè)頸總動脈、右側(cè)大腦中動脈CT 值作為血管平均CT 值，以第一頸椎層面氣管處的CT 值差值定義為背景噪聲，將相同層面氣管后的軟組織CT 值定義為背景CT 值。通過公式計算，SNR=血管平均CT 值/背景噪聲，CNR=（血管平均CT 值-背景CT 值）/背景噪聲。之后由兩名放射醫(yī)生（執(zhí)業(yè)35 年，執(zhí)業(yè)15 年）進(jìn)行主觀評分。評分標(biāo)準(zhǔn)參考Schimmller L 等[6]研究中的5 分法，5分：對比度優(yōu)秀、分辨率優(yōu)秀、無噪聲、無偽影；4 分：對比度良好、偽影少，不影響診斷；3 分：有偽影、仍能滿足診斷；2 分：對比度差，偽影影響診斷；1 分：對比度極差，無法診斷。

1.3 統(tǒng)計方法

采用SPSS 22.0 統(tǒng)計學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)，對計量資料進(jìn)行正態(tài)分布與方差齊性檢驗，符合正態(tài)分布與方差齊性的計量資料以（±s）表示，進(jìn)行單因素方差分析；主觀評分中首先對兩名醫(yī)師的一致性進(jìn)行Kappa一致性檢驗，之后對評分進(jìn)行秩和檢驗。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像處理結(jié)果分析

所有新西蘭兔在研究開展期間并未發(fā)生不良反應(yīng)與并發(fā)癥，并且動脈血管CT 值均＞400 HU（圖1），圖2 重建了主動脈弓至頸內(nèi)動脈的圖像，通過曲面重建對圖像（圖2）等后處理結(jié)果進(jìn)行主觀評分。

圖2 3 組曲面重建圖像

2.2 3 組CT 值比較

3 組血管的CT 值均在400 HU 以上，3 組主動脈弓、頸總動脈、大腦中動脈、上腔靜脈的CT 值對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 3 組CT 值對比 [(±s),HU]

表2 3 組CT 值對比 [(±s),HU]

組別A 組（n=10）B 組（n=10）C 組（n=10）F 值P 值主動脈弓600.8±16.1 610.5±12.2 601.9.±11.4 1.552 0.230頸總動脈489.5±7.2 484.3±8.4 479.0±8.6 0.958 0.390大腦中動脈475.8±7.7 472.4±7.0 471.7±4.7 1.920 0.156上腔靜脈469.3±10.2 472.0±12.0 461.1±15.0 2.069 0.146

2.3 3 組SNR、CNR 比較

3 組各層面SNR 對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。3 組主動脈弓、頸總動脈和大腦中動脈層面CNR 對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。A 組與B組、B 組與C 組之間頸總動脈和大腦中動脈層面CNR 對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。C 組頸總動脈和大腦中動脈層面CNR 與A 組對比，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表3。

表3 3 組SNR、CNR 對比 [(±s),dB]

表3 3 組SNR、CNR 對比 [(±s),dB]

組別A 組（n=10）B 組（n=10）C 組（n=10）F 值P 值SNR主動脈弓22.5±2.7 22.4±1.8 23.8±2.3 1.264 0.299頸總動脈18.3±2.4 17.6±1.5 19.5±2.2 2.120 0.140大腦中動脈17.9±2.3 17.3±1.3 18.8±2.0 1.453 0.252

續(xù)表3

2.4 3 組主觀評分比較

兩名醫(yī)師的一致性檢驗Kappa值為0.665，具有一致性。讀者1 與讀者2 的主觀評分結(jié)果中，3 組針對圖像質(zhì)量的主觀評分對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表4。

表4 3 組主觀評分對比

2.5 3 組輻射劑量與對比劑用量比較

3 組輻射劑量（DLP、CTDIvol）與對比劑用量比較，A 組DLP、CTDIvol 均高于其他組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表5。

表5 3 組輻射劑量與對比劑用量對比(±s)

表5 3 組輻射劑量與對比劑用量對比(±s)

組別A 組（n=10）B 組（n=10）C 組（n=10）F 值P 值DLP（mGycm）370.7±1.1 218.4±0.7 218.3±0.9 93 286.712＜0.001 CTDIvol（mGy）14.90±0.10 9.19±0.10 9.21±0.10 191 66.786＜0.001對比劑用量（mL）5.73±0.30 5.73±0.30 4.58±0.20 55.434＜0.001

3 討論

本研究表明，3 種增強(qiáng)方案的動脈血管CT 值均達(dá)到了滿足的診斷密度值[7]。在圖像質(zhì)量評價參數(shù)的SNR 與CNR 的結(jié)果中表明：3 組各層面SNR、CNR對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。將所有圖像進(jìn)行后處理后，在兩名醫(yī)師的主觀評分中，3 組所得結(jié)果相近（P＞0.05）。這些結(jié)果表明，三期雙流的低劑量注射方案與常規(guī)方案在圖像質(zhì)量上沒有差別。

在輻射劑量的結(jié)果中，B 組、C 組的DLP（218.4±0.7）、（218.3±0.9）mGycm 相比A 組的（370.7±1.1）mGycm 降低了約42%，而在另一項輻射劑量參數(shù)CTDIvol 中，B 組、C 組分別為（9.19±0.10）、（9.21±0.10）mGy，低于A 組的（14.90±0.10）mGy，降低了約38%。在孫羽[8]的研究中，采用80 kV 與100 kV 對86 例患者進(jìn)行多時相頭頸CTA 掃描，其中患者所受到的輻射劑量DLP 的結(jié)果中：80 kV 組為（430.13±44.37）mGycm，100 kV 組為（709.85±22.18）mGycm，80 kV 組比100 kV 組下降了約40%，CTDI-vol 結(jié)果80 kV 組比100 kV 組下降了約41%，其結(jié)果與本文結(jié)果大致保持一致，所存在的差異考慮為新西蘭兔與人體差異所致。這一結(jié)果同時也表明了，通過降低KV 值的方式能夠有效降低在掃描過程中所遭受的輻射劑量。而降低輻射劑量的主要方式就是更改CT 機(jī)器的掃描參數(shù)，除了本研究的KV 之外，另外常見的參數(shù)為管電流和先進(jìn)的重建算法[9-10]。其他的參數(shù)還包括螺距和焦點大小以及探測器寬度等[11-13]。在這些參數(shù)中，最容易更改的還是管電壓與管電流。先進(jìn)的算法對機(jī)器設(shè)備的軟件有一定的要求，并不能適用于所有螺旋CT。需要注意的是，在更改參數(shù)之后，必然會對圖像質(zhì)量有一定程度的影響。這就要求以保證能夠進(jìn)行臨床診斷為前提，選擇合適的參數(shù)來達(dá)到降低輻射劑量、保證圖像質(zhì)量的目的。本次研究中，使用降低管電壓的方式來達(dá)到降低輻射劑量的目的，這其中的機(jī)制是根據(jù)其物理特性決定的。隨著管電壓的降低，光電效應(yīng)會隨之增大，康普頓散射減少。正是由于這一物理特性，能夠同時降低對比劑用量[14]。有研究表明，當(dāng)管電壓調(diào)整為70 kV 時，對比劑用量可減少為之前的50%，管電壓為80 kV 時，對比劑可減少為之前的60%，這兩種方式均能夠得到與常規(guī)管電壓相同的圖像質(zhì)量[15-16]。兒童CTA 中，降低對比劑用量與輻射有著廣大前景，目前臨床中大量實驗也證明了采用降低管電壓的方式可以同時降低對比劑用量，并且得到相同質(zhì)量的圖像[17-18]。

本研究中C 組對比劑用量（4.58±0.2）mL 相比于A 組、B 組（5.73±0.30）、（5.73±0.30）mL 降低了20%。降低對比劑用量的原因為：有研究表明對比劑腎病的患病概率與患者的碘攝入量有關(guān)[19]，對比劑腎病的表現(xiàn)為幾天內(nèi)腎小球濾過率明顯降低的腎損傷，伴血肌酐水平升高[20]。在正常人群中，對比劑腎病的發(fā)生率不高，但在對比劑腎病危險因素的人群中發(fā)病率會明顯增加，其危險因素包括糖尿病、慢性腎病以及高齡等[21]。在此類人群中，應(yīng)當(dāng)盡量減少CTA 檢查，在不得不進(jìn)行CTA 檢查的情況下，應(yīng)減少碘的攝入量。常見的方式為：將高濃度的碘對比劑替換為低濃度的，有研究表明將350 mgI/mL 的對比劑替換為320 mgI/mL，可以達(dá)到同樣的效果[22]。但需要注意的是更換低濃度的碘對比劑往往會要求增加注射速率，這會增加注射部位不良反應(yīng)的發(fā)生概率。本次研究通過降低碘攝入量的方式來降低對比劑用量，從而達(dá)到降低碘攝入量的目的。當(dāng)然，目前也有研究已開展了針對低毒性碘對比劑的相關(guān)研究[23]。

三期雙流注射方案與兩期注射方案相比，靜脈CT 值應(yīng)當(dāng)有所降低。有研究表明，通過稀釋對比劑的方式，能夠有效降低目標(biāo)血管CT 值[24]。這與本次研究結(jié)果不符，本研究中，3 組上腔靜脈CT 值（469.3±10.2）、（472.0±12.0）、（461.1±15.0）HU對比，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。考慮是由于掃描時間過早，稀釋后的對比劑并未到相應(yīng)部位導(dǎo)致。之后的研究中將適當(dāng)延后掃描時間，達(dá)到降低靜脈CT值的目的。并且，家兔椎動脈未顯影，考慮是新西蘭兔血管結(jié)構(gòu)與人類的差異有關(guān)，導(dǎo)致錯過相應(yīng)的掃描時間。之后，將針對掃描時間進(jìn)行細(xì)致研究。

綜上所述，三期雙流的對比劑注射方案能夠在低KV 的家兔頭頸CTA 中得到與常規(guī)掃描方案相同的血管CT 值與圖像質(zhì)量，并且能夠有效降低輻射劑量與對比劑用量，為臨床研究的開展提供依據(jù)。