64排CT低管電壓低劑量對比劑聯合0.9%氯化鈉溶液在CT肺動脈造影中的應用

胡巧玲，陳興燦

（溫州醫科大學 第一臨床醫學院，浙江 溫州 325035）

隨著CT技術的發展，CT肺動脈造影（CT pulmonary angiography，CTPA）不但可以清晰顯示肺動脈本身病變，對支氣管和肺內的其他病變如支氣管擴張、腫瘤、炎癥、結核、血管畸形等也顯示較好，臨床應用日趨廣泛[1-2]。但同時該技術也加大了輻射劑量和對比劑不良反應的風險[2-4]。本研究以64排CT在低管電壓下以低劑量對比劑聯合0.9%氯化鈉溶液行CTPA檢查，并與常規檢查方法的圖像質量和輻射劑量進行對比，探討其在CTPA檢查中的應用價值。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集2016年7月至2017年6月慈溪市第六人民醫院60例臨床疑似肺動脈病變的患者。納入標準：無碘過敏史；無明顯心、肝、腎功能不全、甲狀腺功能異常等檢查禁忌證；心率60～100次/min；年齡30～80歲；BMI 18.0～30.0 kg/m2。本研究通過醫院倫理委員會批準，所有患者均簽訂知情同意書。

1.2 病例分組及檢查方法 使用GE公司Light Speed 64排CT機，AW-4.2后處理工作站。采用非離子型對比劑（碘海醇，300 mgI/mL），經肘靜脈穿刺置放留置針注射，流率5.0 mL/s。60例隨機分為2組，每組各30例：①實驗組：管電壓80 kVp，對比劑劑量40 mL，沖管0.9%氯化鈉溶液20 mL，采用雙筒高壓管注射器；②對照組：采用常規管電壓120 kVp，對比劑劑量60 mL，采用單注筒高壓注射器。其余掃描參數及圖像重建參數均相同，即管電流采用自動調節技術，機架轉速0.5 r/s，準直64×0.6 mm，螺距1.0，層厚5.0 mm，矩陣512×512，重建間隔50%。30%基于模型的迭代重建算法（model-based iterative reconstruction，MBIR）法圖像重建。掃描前去除患者體表異物，向其詳細講明檢查注意事項，訓練呼吸使其配合。掃描取仰臥位，足先進，雙手上舉于頭后。掃描過程中屏氣并保持身體不動，先平掃后增強掃描。2組均采用團注追蹤觸發技術，感興趣區（region of interest，ROI）設定在平主動脈弓層面上腔靜脈水平，大小約50 mm2，設定CT值達到60 Hu時觸發，延遲5 s掃描。掃描范圍自肺尖至肺底。掃描結束后將2組圖像原始數據拆薄為1.0 mm，行最大密度投影（maximum density projection，MIP）、多平面重建（multiplane reconstruction，MPR）、容積再現（volume reproduction，VR）等圖像后處理。

1.3 圖像分析 將2組薄層的肺動脈橫斷面圖像及重組的MIP、MPR、VR圖像由2名CT診斷醫師采用盲法共同進行分析并達成一致意見。分別比較2組的主、客觀圖像質量，并分別統計2組的輻射劑量并進行比較。

1.3.1 圖像主觀質量評價：根據肺動脈主干和分支顯示、圖像清晰度、圖像血管邊緣等情況判斷圖像質量。評價標準[5]：①圖像質量優，可清晰顯示肺動脈5級以上，完全滿足診斷，計5分；②圖像質量良，可較清晰顯示4～5級，能滿足診斷，計4分；③圖像質量一般，可較清晰顯示4級血管，遠端細小分支顯示不佳但不影響診斷，計3分；④圖像質量較差，肺動脈主干及4級血管顯示較差，邊緣毛糙，4級遠端分支顯示不清，影響診斷，計2分；⑤圖像質量差，肺動脈主干及分支模糊不清，無法診斷，計1分。4分及以上為優良，3分及以上為合格，分別統計2組圖像的優良率及合格率。

1.3.2 圖像客觀質量評價：①肺動脈CT值：將橫斷面薄層圖像適當放大，分別測量、記錄2組圖像肺動脈干，左、右主肺動脈及肺葉動脈的CT值，ROI盡量放置在相同部位的血管中央，避開邊緣偽影及血管內栓子；②肺靜脈CT值：測量方法同肺動脈，分別測量并記錄左上、右上、左下及右下肺靜脈的CT值；③信噪比（signal to noise ratio，SNR）、噪聲、對比信噪比（contrastive signal to noise ratio，CNR）噪聲取肺動脈干中間層面的氣管內空氣CT值的標準差。每個部位每例患者均測量3次，取平均值并記錄。取肺動脈干中間層面的CT值與噪聲的比值為SNR；測量同層面左側胸大肌的CT值，計算CNR，計算方式：CNR=（肺動脈干CT值-胸大肌CT值）/噪聲。

1.3.3 輻射劑量：分別記錄2組所有檢查者掃描產生的平均容積CT輻射量指數[CTDIvol（mGy）]和輻射量長度乘積[DLP（mGy?cm）]，根據公式ED=DLP×C，換算成有效輻射量[ED（mSv）]，其中C為換算因子，采用歐洲質量標準胸部平均值為0.014。

1.4 統計學處理方法 采用SPSS16.0軟件進行統計學分析，各組之間的變化值先進行正態性檢驗，計量資料均符合正態分布，以±s表示，采用獨立樣本t檢驗。圖像主觀質量對比及病例的男女性別比例均采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 2組60例中順利完成檢查54例，其中實驗組26例，對照組28例。6例未能按照要求完成檢查者均排除。2組患者一般情況比較差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

2.2 圖像質量主觀評價 實驗組優良率80.77%，合格率92.31%；對照組優良率71.43%，合格率92.86%，2組比較差異無統計學意義（P＞0.05）。見圖1-2和表2。

表1 2組一般情況比較（±s）

表1 2組一般情況比較（±s）

分組 n 年齡（歲） 男/女 心率（次/min） 身高（cm） 體質量（kg） BMI（kg/m2）對照組 2857.71±11.1813/1571.57±10.28165.75±10.3267.00±10.1524.42±3.29實驗組 2660.42±11.5814/1274.54± 8.23167.15± 9.1667.46±10.5424.12±3.09 t/χ2 0.8740.2971.1650.5270.164 -0.346 P 0.3860.5860.2490.6000.8700.730

圖1 實驗組圖像

圖2 對照組圖像

表2 2組圖像質量主觀比較

2.3 圖像質量客觀比較 實驗組肺動脈CT值、噪聲、SNR及CNR均高于對照組（P＜0.05）；實驗組肺靜脈CT值低于對照組（P＜0.05），實驗組圖像噪聲較對照組稍高（P＜0.05），但整體圖像質量高于對照組。見表3-4。

表3 2組肺動脈及肺靜脈CT值比較（±s，Hu）

表3 2組肺動脈及肺靜脈CT值比較（±s，Hu）

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2.4 輻射劑量 實驗組CTDIvol、DLP及ED均顯著低于對照組（P＜0.05）。見表5。

表4 2組圖像噪聲、SNR及CNR的比較（±s）

表4 2組圖像噪聲、SNR及CNR的比較（±s）

項目 n 噪聲 SNR CNR對照組 2823.05±3.2220.36±3.8317.99±3.66實驗組 2626.25±4.0124.28±4.1422.09±3.89 t 3.2403.620 3.98 P 0.0020.001 ＜0.001

表5 2組輻射劑量比較（±s）

表5 2組輻射劑量比較（±s）

項目 n CTDIvol（mGy） DLP（mGy?cm） ED（mSv）對照組 2817.74±1.31511.09±39.537.16±0.55實驗組 26 6.01±0.52175.06± 7.382.45±0.10 t-42.50 -42.64 -42.64 P＜ 0.001 ＜ 0.001 ＜ 0.001

3 討論

國際放射防護委員會提出的輻射防護與安全最優化（as low as reasonably achievable，ALARA）理論，即得到足夠診斷信息及合適圖像的同時，必須用盡可能低的輻射劑量[6]。肺動脈的解剖學特點要求其CTPA技術要求掃描范圍大且掃描層厚較薄，帶來掃描輻射劑量也增大[3，5，7]。此外隨著對比劑的使用越來越廣泛，高劑量碘對比劑所帶來的不良反應風險越來越高，其中對比劑腎病尤為突出，僅次于腎灌注不足和腎毒性藥物，是引起醫院獲得性腎衰竭的第三大主要原因[4]。因此，如何在保證圖像質量、滿足診斷要求的前提下，盡量降低CTA的輻射劑量并降低對比劑導致的不良反應，成為當前研究的熱點問題[4，7]。

降低CT輻射劑量的方法主要包括嚴格掌握CT檢查適應證、盡量避免多期掃描、根據臨床需要進行局部掃描、適當調整CT掃描的技術參數等。目前降低管電壓是CTPA最直接有效減少輻射劑量的方法[3-4，7]。HEYER等[8]研究發現在進行CTPA檢查時將管電壓從120 kVp降低到100 kVp時有效輻射劑量可以下降44%。葛全序等[9]報道進行80 kVp 64排多層螺旋CTPA檢查能夠清晰顯示肺動脈主干及分支，80 kVp ED較常規120 kVp有效輻射劑量降低約52.8%，而本研究中80 kVp較常規120 kVp降低約65.8%。根據國際輻射防護委員會要求，胸部CT檢查合理的ED值為5～7 mSv，歐盟委員會的參考胸部DLP不超過650 mGy? cm，本研究實驗組采用80 kVp掃描結果顯示兩項均明顯低于該要求，可顯著降低輻射風險。

CT管電壓降低時，由于X線的光電效應，使入射管電壓光子能量與碘的結合更接近，可使血管內的CT值升高。此時含碘對比劑的CT值增加，而軟組織CT值變化不明顯，相應血管對比度增強[3，9]。本研究中，實驗組采用80 kVp，對照組采用120 kVp，實驗組所測肺動脈干及其分支CT值均顯著高于常規的對照組，完全滿足診斷要求。

管電壓降低之后導致圖像的噪聲增加[8-10]。而本研究采用近年來新開發的MBIR技術，能夠有效降低噪聲，可獲得與常規劑量組相當的圖像質量，同時使輻射劑量降低52%[11]。本研究中2組均采用30%MBIR法圖像重建，發現實驗組噪聲較常規對照組稍增高，但因為肺動脈CT值升高更顯著，因而SNR、CNR也明顯高于對照組。

理想的CTPA圖像要求各級肺動脈腔內對比劑濃度較高，強化明顯（CT值一般大于250 Hu），肺靜脈強化程度明顯弱于肺動脈，同時右心及上腔靜脈內對比劑濃度較低，避免產生明顯的硬化偽影，影響圖像質量[12]。這也要求一定程度上減少對比劑用量。CTPA多采用右肘靜脈注射對比劑，循環途徑為右肘靜脈-上腔靜脈-右心房-右心室-肺動脈，因不經過體循環，體質量對對比劑用量的影響很小。既往在4排、16排CT的CTPA中，使用對比劑為70～90 mL[12]，64排CT性能的大幅度提升，使低劑量對比劑掃描成為可能。

由于肺循環時間短，要求精準地掌握對比劑延遲掃描的時間。本研究中，采用40 mL對比劑按照注射速度5 mL/s，完全注入需8 s，而對比劑從前臂肘靜脈到達平主動脈弓層面上腔靜脈感興趣區并達到掃描觸發閾值及呼吸準備、檢查床移動時間，共延遲約6 s，使得數據采集恰好位于肺動脈峰值期間內，此時肺動脈強化良好，肺靜脈、上腔靜脈強化較弱，使得肺動脈、靜脈分辨清晰。

本研究以20 mL的0.9%氯化鈉溶液按照5 mL/s的注射速度沖管，目的在于既減少對比劑用量，又能保持足夠的注射壓力，使得對比劑保持團注時較高的速率和濃度，從而保證掃描期處于肺動脈的峰值時間，同時明顯降低了上腔靜脈、右心的硬化偽影，一定程度上可改善圖像質量[7]，此外0.9%氯化鈉溶液尚可起到適當水化的作用[12]，進一步降低了對比劑的毒性，從而有效降低對比劑不良反應的風險。

綜上所述，在64排CT肺動脈造影中，應用低管電壓低劑量對比劑聯合0.9%氯化鈉溶液可獲得質量滿意的圖像，在滿足診斷要求的同時，可以顯著降低輻射劑量和對比劑用量，明顯降低了檢查的風險。

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