低劑量CT掃描技術在頭頸部CTA中的應用價值研究

李飛飛，金 彪，鄒 明，張海兵，李 君，王永杰

（上海交通大學醫學院附屬新華醫院崇明分院放射科，上海 202150）

64排螺旋CT血管造影（CTA）作為一種無創的影像檢查技術，具有掃描時間短、各項同性、輻射劑量低、圖像后處理功能強大等優勢[1]，特別是動態增強掃描技術和造影劑團注技術的運用，對于頭頸部血管疾病的檢出率有了大大的提升。CTA作為一種無創的影像檢查技術，是DSA的良好補充。CTA具有較高的空間、時間及密度分辨率，螺旋偽影、波動偽影少，頭頸部聯合成像范圍廣，同時顯示血管壁及相鄰骨結構，目前在臨床廣泛應用[2-3]。Dillon等[4]將頸動脈狹窄患者的CTA和DSA比較，診斷符合率為92%。

但是，CT輻射劑量一直引起醫生和患者的關注。美國國家研究委員會在電離輻射的生物效應的報告中指出，在患者的影像診斷及治療所產生的輻射劑量與癌癥發病率存在線性關系[5]，故放射學界對于輻射的潛在危害提出CT低劑量（Low dose）這一感念。在保證檢查圖像質量和不影響診斷的前提之下，放射工作者應該遵循ALARA原則[6]，即最小有效劑量原則。本研究主要探討以體質量指數（Body mass index，BMI）＜22.9 kg/m2的受檢者作為研究對象，隨機分成低劑量組和常規劑量組，并對采集數據及圖像進行后處理和對比分析，并為低管電壓在頭頸部CTA中的應用提供一定參考價值。

1 材料與方法

1.1 臨床資料

收集我院2012年5月—2013年5月臨床高度懷疑有頭頸部動脈血管性病變的患者55例，隨機分成常規劑量組（27例）和低劑量組（28例）行CTA檢查。其中男36例，女19例，男女比例是1.89∶1。年齡31～87歲，平均63.24歲。既往史中：腦梗塞史17例、高血壓史37例、糖尿病史31例、高血脂病史14例、吸煙史35例。

患者納入標準：①根據患者身高、體質量，計算出BMI，BMI<22.9 kg/m2。②臨床高度懷疑有頭頸部血管性病變。

1.2 儀器及檢查方法

采用Siemens Definition AS 64排螺旋CT機。患者檢查前禁食6 h，行碘過敏試驗。在檢查前囑患者平靜呼吸、保持靜止不動，并使用束縛帶固定患者頭部。患者取仰臥位，頭部正中線應與CT縱軸定位光標重疊，使聽眶線垂直于床面。

掃描方案：掃描范圍從主動脈弓至顱頂做螺旋掃描。定位相和平掃期均使用低劑量掃描完畢后，在主動脈弓中心層面設定圓形掃描感興趣區，感興趣區大小1.0 cm2，確定動脈期掃描興趣區的觸發閾值為100 HU。掃描時間由機器配備的智能團注跟蹤技術確定，即達到閾值時機器自動啟動兩組病人的動脈期掃描程序。注射的造影劑是由上海博萊科信誼藥業有限責任公司提供的碘帕醇（典比樂）注射液（370mgI/mL），注射速率為 4mL/s，劑量為 1.5mL/kg。

掃描參數：低劑量組管電壓80 kV，常規劑量組管電壓120 kV。管電流175 mA，螺距1.2，矩陣512×512，層厚4 mm，重建層厚0.75 mm。

圖像后處理：完成CTA掃描后，把全部重建數據通過局域網傳送到Siemens工作站。利用In-Space、Neuro DSA、3D等軟件進行圖像后處理，同時獲取多平面重建（MPR）、曲面重建（CPR）、最大密度投影（MIP）、表面陰影遮蓋顯示（SSD）及容積顯示技術（VRT）等圖像。

整個CTA掃描均有規范的操作流程和具體的掃描參數，所有圖像后處理均由有經驗的影像專業醫師操作，以確保掃描過程及相關參數的一致性。

1.3 圖像分析及評價

所有圖像均由3位具有10年以上工作經驗的高年資放射科診斷醫生進行雙盲法讀片和圖像質量的綜合評價，如遇意見不統一，則由3位醫生共同討論并遵循少數服從多數原則確定。評估主要圍繞頭頸部動脈血管的生理解剖結構顯示清晰程度及是否滿足診斷要求。根據王錦良等[7]對于多層螺旋CT血管造影的影像分析，成像質量評價標準定為3級：優、良、差。優即顯示血管分支達4級，良即血管分支達3級，差即血管顯示差。

1.4 統計學處理

采用SPSS 17.0統計學軟件進行數據處理，兩組圖像質量評分通過χ2檢驗，噪聲差異通過t檢驗。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 兩組不同掃描方法圖像質量比較

見表1。

表1 兩組掃描方法圖像質量比較

低劑量組圖像質量優為57.14%，良為42.86%，正常劑量組圖像質量優為74.07%，良為25.93%。A組評分略低于B組，但獲取圖像影像信息和解剖細節均能滿足臨床診斷需求（圖1～8）。兩組圖像質量評價無顯著統計學差異，χ2=1.743，P=0.187（P＞0.05），所以適當減低管電壓沒有明顯影響圖像質量，對滿足診斷亦影響不大。

2.2 噪聲比較

降低管電壓后，輻射劑量下降，低劑量組圖像顆粒略增粗，低劑量組兩側頸內動脈虹吸段平均CT值為429.43 HU，而常規組平均CT值為459.54 HU。通過兩組測得CT值進行t檢驗（t=1.059，P=0.306），說明兩組圖像頸內動脈虹吸段CT值無顯著性差異（P＞0.05），可以認為降低管電壓沒有影響診斷要求。

2.3 BMI值比較

通過隨機分組后，低劑量組受檢者平均BMI值為22.50 kg/m2，常規組平均BMI值為22.42 kg/m2，通過對兩組的 BMI值進行 t檢驗（t=0.242，P=0.536），說明兩組受檢者的BMI值無統計學差異（P＞0.05）。

2.4 輻射劑量記錄結果

根據Siemens Definition AS 64排CT掃描結束后掃描列表中顯示的兩組患者所接受的CTDlvol和DLP數據，分別計算出平均值。低規劑量組CTDlvol為 7.94 mGy、DLP 為 274.04 mGy·cm， 常規劑量組 CTDlvol為 27.59 mGy、DLP 為 979.59 mGy·cm。與常規劑量組相比，低劑量組的CTDlvol和DLP分別降低了71.22%、72.03%左右。

2.5 3位醫生診斷結果

所有圖像均由3位參加研究的高年資放射科診斷醫生進行雙盲法讀片和圖像質量的綜合評價。3位醫生的診斷結果通過兩兩比較并進行Kappa檢驗得知，低劑量組的Kappa值分別為0.927 8、0.926 3、0.854 9（P＞0.05），常規劑量組的 Kappa 值分別為0.907 8、0.898 9、0.808 5（P＞0.05），Kappa 值均＜0.75，可以認為3位醫生的診斷結果一致性好。

2.6 掃描失敗病例

本研究中出現2例圖像質量等級為差的病例，經過仔細調查后得知均系人為誤操作所致，并非低劑量因素所致，不屬于本研究統計評價范疇。得到受檢者知情同意后，我們為其擇時重新檢查，皆得到良或以上的圖像質量，并將第二次檢查的圖像納入統計工作。

3 討論

頭頸部血管病變的常用檢查方法有血管內超聲、DSA以及CTA[8]。血管超聲操作較簡單，在頸部淺表血管應用廣泛，但在深部及顱內血管疾病缺乏優勢。對于動脈狹窄病變（ASD）、急性腦梗塞（ACI）等嚴重血管病變，DSA已被臨床認定為診斷金標準[9]，然而DSA不足之處包括有創、無菌要求、術中及術后并發癥、費用昂貴等。64層螺旋CTA的出現，給頭頸部血管病變提供一種經濟、便捷、無創性檢查，具有廣泛的應用價值。

在追求更好圖像質量的同時，放射科工作者更應注意頭頸部血管成像的劑量問題，應提倡ALARA原則，即最小有效劑量原則。以往傳統降低X劑量的方法有降低管電流，Park等[10]在低劑量心臟掃描研究中發現盲目降低管電流會導致圖像噪聲增加，質量下降，對比分析力下降，甚至影響動脈病變細節的顯示和判斷。Paul等[11]提出管電壓80 kV的方案，嘗試用于兒童血管病變CT檢查。管電壓從120 kV降到80 kV可減少65%的輻射劑量。用80 kV的另一個優勢是可減少對比劑的用量，因為低管電壓對碘的敏感性高于高管電壓。但是，從圖1～6可以看到，低劑量組比常規劑量組的圖像信噪比略有下降，特別對主動脈弓及分叉處顯示稍差。

研究結果表明，BMI是腦卒中的危險因素之一，隨著BMI水平的升高，發生腦卒中的風險逐漸增大[12-14]。另外，X線的穿透力隨受檢者體積和皮下脂肪及肌肉厚度的增加而減弱，因此不同個體對X線劑量的需求量不同[15]。在頭頸部動脈成像時，根據不同個體的BMI采用不同管電壓，可使掃描方案的設計更加趨合理化和個性化，尤其對BMI較小的個體，達到在保證不影響圖像診斷質量的同時均衡控制不同個體射線劑量的目的。本研究試探根據WHO制定BMI，亞洲人的BMI值若高于22.9 kg/m2屬于過重，所以本研究以55例BMI<22.9 kg/m2的成年頭頸部血管受檢者作為研究對象，前瞻性隨機分為A、B 2組，A組28例，B組27例，分別采用80 kV（低劑量組）、120 kV（常規劑量組）的掃描參數進行圖像采集，然后對2組進行圖像采集、質量分析和診斷評價。最后結果顯示，80 kV病例組的動脈期平均受照劑量為7.94 mGy，120 kV病例組的動脈期平均受照劑量為27.59 mGy，降低了約19.65 mGy。人類每年接受宇宙射線的輻射劑量約為3 mSv，拍攝1張X線胸片的輻射劑量為0.02～0.04 mSv。與120 kV常規劑量組相比，本研究的80 kV組減少了相當于人類接受宇宙射線約5.7年的輻射劑量，也相當于減少了拍大約854張X線胸片所受的輻射劑量。

另外我們還發現，本研究中出現2例受檢者的圖像質量等級為差的情況，1例為120 kV，1例為80 kV。經過仔細調查詢問整個檢查流程和參數設定方法后發現，1例120 kV組的失敗檢查因護士完成右肘前靜脈留置針埋置有困難，遂將留置針埋置于右拇指背側淺靜脈內，影響高壓注射器注射速率及動脈血管充盈時間，從而導致頭頸部動脈血管造影劑灌注效果差。對另1例80 kV失敗病例的調查發現，技術員在設定感興趣區時，由于檢測的主動脈弓層面橫斷位圖像信噪比較差，錯把感興趣區設在主動脈弓及上腔靜脈交界區，注入造影劑后，感興趣區提前檢測到上腔靜脈內的回心造影劑并提前觸發動脈期掃描序列，導致動脈內造影劑充盈量少，圖像質量差。由于這2例檢查均系人為誤操作所致，不屬于本研究統計評價范疇，同時我們對受檢者都做到了知情解釋，并擇時為其重新檢查，皆得到了滿意的圖像，均達到良或以上的圖像質量。

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