張進(jìn)慧，裴錦奎，唐啟瑛，徐如林，劉 豪，周建軍

[1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院廈門醫(yī)院放射科，福建 廈門 361015；2.佳能醫(yī)療系統(tǒng)(中國)有限公司CT科研合作部，廣東 廣州 510623；3.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科，上海 200032]

CT血管造影(CT angiography， CTA)是目前診斷頭頸部血管病變及其他疾病血供來源的重要影像學(xué)方法，掃描范圍內(nèi)包括甲狀腺、晶狀體、唾液腺等輻射敏感器官，長期多次放射檢查易導(dǎo)致輻射誘導(dǎo)的相關(guān)疾病[1]?？赏ㄟ^降低管電壓、管電流或迭代重建算法等方法整體降低頭頸部輻射劑量[2-3]，但國家衛(wèi)生健康委員會(huì)頒布的《放射診斷放射防護(hù)要求》對(duì)頭部與頸部CTA診斷參考水平的輻射劑量要求不同[4]。當(dāng)頭頸部CTA聯(lián)合掃描時(shí)，通常CT設(shè)備僅允許設(shè)定一個(gè)噪聲指數(shù)(noise index， NI)的自動(dòng)或固定管電流值，而導(dǎo)致頭部和雙肩曝光不足或頸部曝光過度?？勺兟菥?variable helical pitch， vHP)技術(shù)在原有掃描基礎(chǔ)上可靈活改變螺距大小，調(diào)節(jié)掃描參數(shù)，通過設(shè)定頸部較高而頭部較低的NI，降低管電流的同時(shí)維持圖像質(zhì)量。本研究評(píng)估vHP技術(shù)對(duì)頭頸部CTA輻射劑量及圖像質(zhì)量的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 納入2020年3月—9月120例于復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院廈門醫(yī)院接受頭頸部CTA檢查的患者，男67例，女53例，年齡18～87歲，平均(60.4±13.4)歲，體質(zhì)量指數(shù)(body mass index， BMI)18.52～23.88 kg/m2，平均(21.29±1.65)kg/m2。納入標(biāo)準(zhǔn)：BMI范圍為18.5～23.9 kg/m2。排除標(biāo)準(zhǔn)：①碘對(duì)比劑過敏史；②甲狀腺功能亢進(jìn)；③哮喘病史；④嚴(yán)重心、腎、肝功能不全；⑤頭頸部金屬植入物。將患者隨機(jī)分為3組，每組40例，采用不同的掃描方式。檢查前所有患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Canon Aquilion ViSION 320排CT掃描儀。囑患者仰臥位，去除掃描區(qū)域所有金屬物，盡量保持平靜呼吸，避免吞咽及眨眼動(dòng)作，頭先進(jìn)；使用專用系帶固定患者頭部。使用雙筒高壓注射器經(jīng)右側(cè)肘正中靜脈以4～6 ml/s流率注射碘普羅胺注射液(370 mgI/ml)10 s后，以相同流率注射生理鹽水8 s。A組采用常規(guī)螺旋掃描，頭頸部NI=5；B組采用vHP技術(shù)，頭部NI=5，頸部NI=10；C組采用vHP技術(shù)，頭部NI=5，頸部NI=15(圖1)；其余掃描參數(shù)相同，管電壓120 kV，自動(dòng)管電流80～600 mA，探測器寬度100×0.5 mm，螺距0.81，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.3 s，矩陣512×512，層間距0.3 mm，三維自適應(yīng)迭代劑量降低(three-dimensional adaptive iterative dose reduction， AIDR 3D)技術(shù)進(jìn)行迭代重建，重建層厚0.5 mm。采用對(duì)比劑團(tuán)注追蹤技術(shù)，在氣管隆嵴層面勾畫主動(dòng)脈弓ROI，觸發(fā)閾值為120 HU。記錄CT容積劑量指數(shù)(volume CT dose index， CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product， DLP)。根據(jù)DLP計(jì)算有效劑量(effective dose， ED)，ED=DLP×k，其中換算系數(shù)k=0.003 1[5]。

圖1 毫安預(yù)曝光圖，患者男，52歲 (A組：灰線；B組：藍(lán)線；C組：紅線)

1.3 圖像處理與分析 將原始數(shù)據(jù)傳至Vitrea工作站進(jìn)行圖像后處理，獲取容積再現(xiàn)(volume rendering， VR)、曲面重組(curved planar reformation， CPR)及最大密度投影(maximum intensity projection， MIP)圖。

1.3.1 客觀評(píng)價(jià) 由1名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師于軸位CTA圖像中勾畫主動(dòng)脈弓、雙側(cè)頸總動(dòng)脈分叉、大腦中動(dòng)脈M1段ROI，ROI位于管腔中央，面積為血管腔面積的1/2，盡量避開嚴(yán)重鈣化或狹窄層面，測量ROI及同層面胸大肌、胸鎖乳突肌、顳肌背景的CT值及噪聲(standard deviation， SD)；連續(xù)測量3次，取平均值，并計(jì)算信噪比(signal-to-noise ratio， SNR)和對(duì)比噪聲比(contrast-to-noise ratio， CNR)，SNR=CT血管/SD血管；CNR=(CT血管-CT背景)/SD背景。

1.3.2 主觀評(píng)價(jià) 由2名具有5年以上工作經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師采用5分法共同評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量，并達(dá)成一致意見：5分，動(dòng)脈充盈優(yōu)，管腔內(nèi)密度均勻，管壁銳利，無偽影；4分，動(dòng)脈充盈良好，管腔內(nèi)密度均勻，管壁稍模糊或輕微偽影；3分，動(dòng)脈充盈尚可，管腔內(nèi)密度欠均勻，管壁稍模糊或有輕度偽影，但仍可評(píng)價(jià)；2分，動(dòng)脈充盈差，管腔內(nèi)密度不均，管壁模糊，嚴(yán)重偽影，評(píng)價(jià)受限；1分，無法識(shí)別血管，偽影嚴(yán)重，無法診斷。評(píng)分≥3分為符合臨床診斷要求，<3分為不符合。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。采用χ2檢驗(yàn)比較組間性別差異；以±s表示服從正態(tài)分布的計(jì)量資料，組間行方差分析；以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示不服從正態(tài)分布者，行Kruskal-Wallis檢驗(yàn)；采用Fisher精確概率法比較組間主觀評(píng)分差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

3組患者性別、年齡及BMI差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，見表1。

2.1 輻射劑量 B、C組CTDIvol、DLP及ED均低于A組(P均<0.01)，且C組低于B組(P均<0.01)，見表1。

表1 120例接受頭頸部CTA檢查患者的基本資料及輻射劑量比較

2.2 圖像評(píng)價(jià)

2.2.1 客觀評(píng)價(jià) 3組CTA圖像CT值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而主動(dòng)脈弓SD值、SNR及CNR差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，其中C組SD值高于、而SNR及CNR均低于A組(P均<0.05)，C組SD值高于B組(P<0.05)，B組SD值高于、而SNR低于A組(P均<0.05)。

3組CTA圖像CT值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，而頸總動(dòng)脈分叉SD值、SNR及CNR差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，其中B組及C組SD值高于、而SNR及CNR均低于A組(P均<0.05)。

3組CTA圖像中大腦中動(dòng)脈M1段CT值、SD值、SNR及CNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)。見表2。

表2 3組頭頸部CTA圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)比較

2.2.2 主觀評(píng)價(jià) 3組頭頸CTA各重建圖像均可滿足診斷需求，主觀評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.241)，見表3及圖2～4。

圖2 A組患者，男，56歲 頭頸部CTA VR圖(A)及3D MIP圖(B)，圖像質(zhì)量評(píng)分為4分 圖3 B組患者，男，72歲 頭頸部CTA VR圖(A)及3D MIP圖(B)，圖像質(zhì)量評(píng)分為4分 圖4 C組患者，男，65歲 頭頸部CTA VR圖(A)及3D MIP圖(B)，圖像質(zhì)量評(píng)分為4分

表3 3組頭頸部CTA圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)比較(例)

3 討論

華海琴等[6]進(jìn)行頭頸部CTA檢查時(shí)，在設(shè)置相同管電壓和NI條件下，通過降低管電流上限從而實(shí)現(xiàn)降低輻射劑量的目的；ROGALLA等[7]利用vHP技術(shù)進(jìn)行胸部和腹盆聯(lián)合掃描時(shí)，通過設(shè)置不同NI，在單次螺旋CT掃描下獲得了不同的圖像。基于此，本研究將頭部和頸部分別設(shè)置不同的NI進(jìn)行聯(lián)合掃描，分別滿足頭部和頸部CTA檢查臨床可接受的輻射劑量和診斷參考水平；3組均使用自動(dòng)管電流調(diào)制模式，即設(shè)定管電壓及管電流調(diào)制范圍，根據(jù)預(yù)設(shè)定的NI及患者解剖結(jié)構(gòu)、掃描層面密度信息等變化，在不同掃描層面和不同曝光角度以自動(dòng)調(diào)節(jié)管電流進(jìn)行掃描。

A組NI=5，其毫安調(diào)節(jié)斜率大于B組及C組，且在雙肩等軟組織較厚的部位管電流始終維持在相對(duì)較高水平。B組和C組采用vHP技術(shù)，頸部NI分別調(diào)整為10與15，隨之毫安調(diào)節(jié)斜率及數(shù)值出現(xiàn)不同程度下降。一般認(rèn)為圖像SD值<20 HU為圖像質(zhì)量優(yōu)秀，20～30 HU為良好，>30 HU為差，>40 HU為檢查失敗(圖像不能評(píng)估)[8]。本研究中，主動(dòng)脈弓、頸總動(dòng)脈分叉SD值隨NI增加而增加，但均<30 HU，圖像質(zhì)量良好；其中頸總動(dòng)脈分叉處SD值<20 HU，達(dá)到優(yōu)秀。而SNR、CNR隨NI增加而減少，與輻射劑量呈負(fù)相關(guān)[9]。其中B組與C組頸總動(dòng)脈分叉處SD值、SNR及CNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與自動(dòng)管電流設(shè)置下限值有關(guān)；而B組與C組主動(dòng)脈弓SNR、A組與B組、C組主動(dòng)脈弓CNR差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可能與自動(dòng)管電流設(shè)置上限值有關(guān)。此外，由于CT值與管電壓有關(guān)，而與管電流無關(guān)[10]，3組設(shè)定相同管電壓，因此各部位CT值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；因管電流與CT輻射劑量呈正相關(guān)[11]，B組及C組輻射劑量均低于A組，C組輻射劑量最低，但3組圖像主觀評(píng)分均≥3分，均可滿足臨床診斷的要求。

綜上所述，vHP技術(shù)用于頭頸部CTA檢查既可保障圖像質(zhì)量又能夠大幅度降低患者有效輻射劑量，本研究中以頭部NI=5、頸部NI=15為參數(shù)掃描情況下圖像可滿足臨床診斷的要求且輻射劑量明顯降低。但本研究病例總數(shù)相對(duì)較少，且未與金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字減影血管造影比較，尚需加大樣本量驗(yàn)證本研究結(jié)論。