低碘含量對比劑聯(lián)合低管電壓及迭代重建在頸部增強(qiáng)CT檢查中的應(yīng)用

朱曉明，李曉謹(jǐn)，張清

（大連大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科，遼寧 大連 116001）

隨著多層螺旋CT的普及，如何減少X線輻射劑量備受關(guān)注；而在增強(qiáng)掃描中如何降低碘對比劑的不良反應(yīng)同樣重要。本研究探討在降低管電壓同時采用低碘含量等滲對比劑（碘克沙醇270 mgI/ml），并聯(lián)合使用基于原始數(shù)據(jù)迭代重建算法（sinogram-affirmed iterative reconstruction，SAFIRE）進(jìn)行頸部增強(qiáng)CT檢查，在保證圖像質(zhì)量的前提下能否有效的降低輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2015年7月～2016年12月擬行頸部CT增強(qiáng)掃描的患者60例[男40名，女20名，22～82歲，平均年齡（53.183±15.138）歲]，隨機(jī)平均分為A、B、C 3組，3組患者臨床資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。60例患者均無CT增強(qiáng)檢查禁忌證并簽署知情同意書。

表1 3組患者臨床資料比較（）Table 1 Comparison of clinical data of three groups of patients(

表1 3組患者臨床資料比較（）Table 1 Comparison of clinical data of three groups of patients(

組別A組B組C組F值P值性別（男/女）14/6 14/6 12/8年齡（歲）52.90±13.947 55.30±16.927 51.35±14.908 0.338 0.715頸圍（cm）40.43±3.308 39.21±2.964 39.04±2.715 1.269 0.289

1.2 儀器與方法 60例患者均采用西門子第二代128層雙源 CT（SOMATOM Definition Flash，Siemens Healthcare，Germany）掃描：A組管電壓為100 kVp，對比劑濃度350 mgI/ml（碘海醇）；B組管電壓為80 kVp，對比劑濃度270 mgI/ml（碘克沙醇）；C組管電壓為70 kVp，對比劑濃度270 mgI/ml（碘克沙醇）。B、C兩組并聯(lián)合使用基于原始數(shù)據(jù)迭代重建算法（SAFIRE，Sinogram-affirmed iterative reconstruction）重建。采用自動管電流調(diào)制技術(shù)（CareDose 4D），CT平掃時的管電壓均設(shè)置為120 kVp。使用雙筒高壓注射器（Optivantage DH，Tyco Healthcare，USA）經(jīng)肘靜脈以3.0 ml/s速率注入對比劑70 ml，鹽水30 ml；掃描時采用對比劑跟蹤技術(shù)，在升主動脈層面勾畫ROI，觸發(fā)閾值設(shè)定為100 Hu，觸發(fā)后延遲4 s行動脈期掃描，65 s后行靜脈期掃描；掃描范圍自耳廓上緣到氣管分叉水平，并于掃描前測量患者的頸圍（甲狀軟骨水平）。

1.3 圖像質(zhì)量分析

1.3.1 客觀圖像質(zhì)量評價 與頸部其它部位相比，舌骨水平各層面既無肩膀、顱底骨質(zhì)、假牙等所致偽影，又不受斑塊好發(fā)部位頸總動脈分叉等處的動脈軟硬斑塊對測量的影響，因此本研究客觀圖像評價標(biāo)準(zhǔn)參照歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南（European Guidelines on Quality Criteria for Computed Tomography），將數(shù)據(jù)測量部位選擇在舌骨水平。

于舌骨水平選取3個連續(xù)層面，在動脈期圖像上分別測量頸動脈的CT值和噪聲SD，取其平均值作為CT血管及SD血管，并測量同側(cè)胸鎖乳突肌的CT值，取其平均值作為CT肌肉；ROI的選擇要在避開管腔內(nèi)軟硬斑塊的前提下盡可能接近血管腔大小。計算對比噪聲比SNR與CNR：SNR=CT血管/SD血管，CNR=（CT血管-CT肌肉）/SD血管。

1.3.2 主觀圖像質(zhì)量評價 所得3組患者圖像分別由兩名不知掃描目的及患者臨床資料的影像診斷醫(yī)師進(jìn)行圖像質(zhì)量及主觀噪聲的評估。

采用5分制進(jìn)行評價[1]：5分，顯示細(xì)節(jié)及病灶清晰，能夠簡單明了地評價，無偽影；4分，顯示結(jié)構(gòu)、細(xì)節(jié)及病灶較清楚，能夠評價，但不是特別好；3分，大部分解剖結(jié)構(gòu)及病灶可以滿足診斷，但少數(shù)圖像不能進(jìn)行評價，輕度偽影；2分，解剖結(jié)構(gòu)及病灶顯示不清楚，細(xì)節(jié)不足以被發(fā)現(xiàn)；1分，解剖結(jié)構(gòu)及病灶模糊，偽影多，不能診斷。（5分圖像質(zhì)量最好，其余圖像質(zhì)量依次降低；圖像質(zhì)量評分達(dá)3分以上能滿足診斷要求，即不影響病變觀察）。

1.4 輻射劑量 記錄CT自動得到的CT容積劑量指數(shù)（CTDIvol）及劑量長度乘積（DLP）。有效輻射劑量（Effective dose，ED）根據(jù)公式ED=DLP×0.005 9計算。

1.5 符合率評價 將有病理結(jié)果的病例與CT診斷結(jié)果進(jìn)行符合率評價。

1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 21.0統(tǒng)計學(xué)軟件進(jìn)行分析。所有計量數(shù)據(jù)均以“”表示，各組間客觀評價指標(biāo)（患者資料、頸動脈CT值、噪聲SD、SNR、CNR）及輻射劑量（CTDIvol、DLP、ED）采用單因素方差檢驗(yàn)或Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。對兩名診斷醫(yī)師評分結(jié)果間的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa值≥0.75表示兩者間一致性良好，0.4≤Kappa值＜0.75表示兩者間一致性一般，Kappa值＜0.4表示兩者間一致性較差。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量

2.1.1 客觀評價結(jié)果 3組圖像質(zhì)量及噪聲對比見表2，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。血管CT值最大的是C組（446.958±82.885）Hu，A組最小（326.273±47.970）Hu；SNR、CNR最大為C組[（27.417±8.508）、（23.666±7.963）]，最小為A組[（13.358±4.468）、（10.685±3.497）]。

表2 圖像質(zhì)量及噪聲對比（）Table 2 CT value,SD,SNR and CNR of the three groups()

表2 圖像質(zhì)量及噪聲對比（）Table 2 CT value,SD,SNR and CNR of the three groups()

P值＜0.001＜0.001 0.839＜0.001＜0.001項(xiàng)目CT血管（Hu）SD（Hu）CT肌肉（Hu）SNR CNR A組（n=20）326.273±47.970 27.910±12.305 62.697±9.850 13.358±4.468 10.685±3.497 B組（n=20）347.643±52.097 14.520±6.421 61.652±7.546 27.412±10.678 22.457±9.088 C組（n=20）446.958±82.885 17.422±5.158 60.763±13.145 27.417±8.508 23.666±7.963 χ2/F值23.56 18.233 0.351 30.693 32.463

2.1.2 主觀評價結(jié)果 兩名診斷醫(yī)師對3組圖像質(zhì)量的評分見表3，3組圖像質(zhì)量均可滿足診斷要求（見圖1）；兩名醫(yī)師對3組圖像評分的一致性良好（平均Kappa值=0.779±0.091）。

表3 主觀圖像評價（n）Table 3 Subjective evaluation results of the two radiologists(n)

圖1 女，29歲，甲狀腺癌（C組）；CTDIvol:18.49 mGy,ED:1.451 4 mSv Figure 1 Female,29 years old,thyroid cancer(group C)

2.2 掃描輻射劑量比較 掃描輻射劑量的比較見表4，組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。3組研究中，CTDIvol、DLP比較結(jié)果為A組＞B組＞C組，有效輻射劑量最小的為C組（1.427±0.276）mSv，比 B組（1.739±0.287）mSv降低17.94%，比A組（3.082±0.426）mSv降低53.7%，見表4。

2.3 3組患者與病理診斷相比符合率 所有病例均進(jìn)行隨訪，60例病例中有明確病理診斷的有48例，占全部病例數(shù)的80%，且B組、C組病理診斷符合率不低于A組，見表5。

3 討論

3.1 頸部“雙低”掃描的必要性 隨著多層螺旋CT技術(shù)的發(fā)展和臨床的廣泛應(yīng)用，尤其是CT增強(qiáng)率的不斷提高，使得CT輻射劑量越來越成為臨床關(guān)注的熱點(diǎn)問題。有研究表明CT檢查的輻射劑量與人類癌癥發(fā)病率存在相關(guān)性[2]，而在臨床實(shí)際工作中，要獲得較準(zhǔn)確的診斷結(jié)果往往需要多期動態(tài)掃描，這導(dǎo)致受檢患者所受X線輻射劑量進(jìn)一步增加。而且在頸部CT掃描過程中，甲狀腺、晶狀體等射線敏感器官會受到直接或間接的輻射。所以，頸部CT檢查必須優(yōu)化掃描方案，盡可能的降低輻射劑量。

表4 3組患者掃描輻射劑量比較（）Table 4 Radiation dose measurements()

表4 3組患者掃描輻射劑量比較（）Table 4 Radiation dose measurements()

組別A組B組C組χ2/F值P值ED（mSv）3.082±0.426 1.739±0.287 1.427±0.276 44.072＜0.001例數(shù)20 20 20 CTDI vol（mGy）29.833±3.535 20.302±2.413 16.480±2.788 108.750＜0.001 DLP（mGy·cm）522.350±72.145 294.700±48.722 241.900±46.795 44.072＜0.001

表5 3組患者與病理診斷相比符合率（n）Table 5 Comparison of coincidence rates in the three groups(n)

既往研究表明[3]，在CT增強(qiáng)掃描中對比劑腎病（Contrast media induced nephropathy，CIN）的發(fā)病率與碘對比劑的濃度及用量密切相關(guān)，由此推測在相同的用量、相同的注入速率下可否通過使用低濃度的碘對比劑來降低CIN的發(fā)病率。然而對比劑濃度的減低必然導(dǎo)致組織器官的強(qiáng)化程度減弱和無法真實(shí)反映器官或病變的血供情況，進(jìn)而影響圖像的質(zhì)量及診斷的準(zhǔn)確性。而這一局限性可通過降低管電壓得以補(bǔ)償[4-6]，其機(jī)制是管電壓的降低使得X線的穿透能力減低，從而增加圖像的CT值。本研究結(jié)果顯示，使用高碘含量對比劑（320/350 mgI/ml）的A組與使用低碘含量對比劑（270 mgI/ml）的B、C組相比，使用100 kVp掃描的A組血管CT值（326.273±47.970）Hu低于使用80 kVp掃描的B組血管CT值（347.643±52.097）Hu，而B組則低于使用70 kVp掃描的C組血管CT值（446.958±82.885）Hu，證實(shí)了此觀點(diǎn)。

多項(xiàng)研究表明，輻射劑量與管電壓的平方呈正比，所以降低管電壓可以有效的降低輻射劑量[7]。本研究結(jié)果顯示，CTDIvol、DLP比較結(jié)果為A組＞B組＞C組，同樣有效輻射劑量最小的也為C組（1.427±0.276）mSv，比B組（1.739±0.287）mSv降低17.94%，比A組（3.082±0.426）mSv降低53.7%，這與Moscariello A等[8]的研究結(jié)果也是一致的。因此，頸部CT增強(qiáng)掃描應(yīng)使用“雙低”技術(shù)，以達(dá)到降低輻射劑量及對比劑腎病（CIN）發(fā)生率的目的。

3.2 基于原始數(shù)據(jù)迭代重建算法（SAFIRE）使用的必要性隨著管電壓的降低，噪聲增加，圖像信噪比SNR及對比噪聲比CNR也進(jìn)一步降低，而本研究結(jié)果顯示在使用SAFIRE迭代重建算法后的 B組噪聲（14.520±6.421）Hu、C組噪聲（17.422±5.158）Hu未見明顯升高，均低于A組噪聲（27.910±12.305）Hu，而B組、C組SNR與CNR較之A組也有明顯提高，說明而新一代迭代重建算法SAFIRE的使用可以顯著的降低圖像噪聲[9]，SNR、CNR隨之提高，從而保證圖像質(zhì)量。

SAFIRE重建圖像中，雖然SAFIRE重建等級為5時重建圖像噪聲最小，CNR最大，但由于其背景噪聲得到平滑處理程度很大，圖像銳利度明顯下降，使噪聲的顆粒感明顯降低，導(dǎo)致CT圖像浮雕感顯著，不符合影像診斷醫(yī)師原有的觀察習(xí)慣；而SAFIRE重建級別為3或4時，圖像噪聲顆粒感存在，圖像銳利度下降不大，因而本研究選擇的迭代重建等級為3。

綜上所述，臨床上可通過降低管電壓、降低對比劑濃度并采用較高級的圖像重建的方法來實(shí)現(xiàn)和達(dá)到降低CT輻射劑量和減少CIN發(fā)病率的目的。

3.3 主觀圖像質(zhì)量評價、與病理符合率分析 本研究主觀圖像質(zhì)量評價結(jié)果顯示，B、C兩組圖像與A組圖像做比較，結(jié)果表明兩名醫(yī)師對各例圖像評分的一致性良好（平均Kappa值=0.779±0.091），且3組病例中未見低于3分的圖像，均可滿足診斷需求；病理隨訪顯示，60例病例中有明確病理診斷的為48例，占全部病例數(shù)的80%（病理診斷符合率在80.00%～82.35%之間），且B組（82.35%）、C組（81.25%）病理診斷符合率均不低于A組（80.00%）。

終上所述，采用低管電壓（70 kVp）、低碘含量對比劑（270 mgI/ml），并聯(lián)合使用基于原始數(shù)據(jù)迭代重建算法SAFIRE進(jìn)行頸部CT增強(qiáng)檢查，既可有效降低輻射劑量，所得圖像質(zhì)量也可滿足診斷要求。

本研究的局限性在于：①樣本量過少；②未在相同管電壓、相同對比劑的掃描條件下設(shè)組，做SAFIRE圖像重建算法使用與否對圖像質(zhì)量的改善情況、輻射劑量的降低情況的組間比較；③未在靜脈期對數(shù)據(jù)進(jìn)行測量與分析。

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