基于GSI的低劑量對(duì)比劑肺動(dòng)脈成像在肺動(dòng)脈栓塞診斷中的價(jià)值

王占雙

【摘要】目的：探討寶石能譜CT（GSI）低劑量對(duì)比劑肺動(dòng)脈成像（CTPA）在肺動(dòng)脈栓塞（PE）診斷中的價(jià)值。方法：選取2016年1月-2017年10月在本院臨床擬診PE需行CTPA檢查的患者60例，按照隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為A組和B組，每組30例。兩組均采用GE Discovery CT 750 HD行CTPA檢查，A組采用常規(guī)掃描模式，注射對(duì)比劑80 mL；B組采用GSI掃描模式，注射對(duì)比劑40 mL及0.9%氯化鈉溶液40 mL。比較兩組的圖像質(zhì)量客觀評(píng)分、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、肺動(dòng)靜脈CT差值、診斷陽性率，以及輻射劑量參數(shù)、最佳單能量情況。結(jié)果：經(jīng)CTPA檢查，A組陽性率為30.0%，與B組的26.7%比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。B組肺動(dòng)脈的最佳單能量圖像能量水平主要集中于60~70 keV。B組CTDI vol高于A組（P<0.05），A、B組間其他圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分及輻射劑量參數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。B組肺動(dòng)脈與同水平靜脈的CT差平均值均高于A組（P<0.05）。結(jié)論：基于GSI的低劑量對(duì)比劑CTPA檢查可以獲得滿意的肺動(dòng)脈圖像，肺動(dòng)脈各級(jí)分支顯影良好，對(duì)于PE定位及范圍判斷符合臨床診斷的要求，減少了對(duì)比劑的用量，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

【關(guān)鍵詞】肺動(dòng)脈栓塞；寶石CT能譜成像；CT肺動(dòng)脈成像；對(duì)比劑

Clinical Value on Diagnosis of Pulmonary Embolism by Computed Tomography Pulmonary Angiography with Low Dose Contrast Medium Based on GSI/WANG Zhanshuang.//Medical Innovation of China，2018，15（23）：-129

【Abstract】Objective：To explore the value on diagnosis of pulmonary embolism（PE） by computed tomography pulmonary angiography（CTPA） with low dose contrast medium based on gemstone spectral imaging（GSI）.Method：From January 2016 to October 2017，60 patients with clinically diagnosed PE and undergoing CTPA were selected，the patients were randomly divided into group A and group B，according to random digital table method，30 cases in each group.All patients were examined by CTPA using GE Discovery CT 750 HD，and group A was received conventional contrast mode with 80 mL of contrast medium，yet group B was received GSI contrast mode with 40 mL of contrast medium and 40 mL of 0.9% Sodium Chloride Solution.The objective score and subjective score of image quality，the difference value of pulmonary arteriovenous CT，the positive rate of diagnosis，the radiation dose parameters and the best single energy condition between the two groups were compared.Result：By CTPA test，the positive rate of group A was 30.0%，compared with 26.7% of group B，there was no significant difference（P>0.05）.The optimal single-energy image energy level of pulmonary artery in group B mainly focused on 60-70 keV.The CTDI vol in group B was higher than that in group A（P<0.05），there were no significant differences on objective evaluation indexes，subjective evaluation indexes of image quality and radiation dose between group A and group B（P>0.05）.The mean CT difference between the pulmonary artery and the same vein in group B was higher than that in group A（P<0.05）.Conclusion：The low dose contrast agent CTPA based on GSI can obtain satisfactory pulmonary artery images，the pulmonary artery branches are well developed，the location and range of PE can meet the requirements of clinical diagnosis，and the dosage of contrast agent is reduced，it has high clinical application value.

【Key words】Pulmonary embolism；Gemstone spectral imaging；Computed tomography pulmonary angiography；Contrast agent

First-authors address：Mudan Peoples Hospital of Heze City，Heze 274000，China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2018.23.033

肺動(dòng)脈栓塞（PE）簡稱肺栓塞，是臨床較為常見的一種肺循環(huán)障礙綜合征。隨著CT設(shè)備和技術(shù)的深入發(fā)展，CT肺動(dòng)脈成像（CTPA）被推薦為現(xiàn)階段急性PE的檢查方法[1]。臨床實(shí)踐表明，常規(guī)CTPA檢查對(duì)肺動(dòng)脈的亞段及以下分支診斷的敏感性略差，后續(xù)發(fā)展起來的寶石CT能譜成像（gemstone spectral imaging，GSI）能夠提供良好的解剖和功能信息，且使低劑量對(duì)比增強(qiáng)成為可能[2]。在臨床實(shí)踐中，本課題組使用GSI低劑量對(duì)比劑行肺動(dòng)脈成像用以診斷PE，診斷效果比較滿意，現(xiàn)報(bào)告如下。

1資料與方法

1.1一般資料選取2016年1月-2017年10月在本院臨床擬診PE需行CTPA檢查，且心、肝、腎功能正常的患者60例，并排除碘對(duì)比劑過敏、體重指數(shù)（BMI）>28 kg/m2的患者。按照隨機(jī)數(shù)字表法將受試者分為A組和B組，每組30例。所有患者均有不同程度的胸悶、氣短、突發(fā)胸痛、呼吸困難等癥狀，均同意行肺動(dòng)脈造影檢查。

1.2方法

1.2.1儀器與掃描參數(shù)設(shè)置采用美國GE公司的Discovery CT750 HD（寶石CT）行CTPA檢查，先行胸部平掃，掃描參數(shù)如下：（1）A組采用常規(guī)掃描模式：管電壓設(shè)置為120 kV，根據(jù)受試者BMI情況適當(dāng)調(diào)整管電流，掃描層厚設(shè)置為5 mm，層間隔設(shè)置為5 mm，噪聲指數(shù)Ni=15，探測器寬度64×0.625 mm，螺距0.984，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.6 s/r，

進(jìn)床速度39.37 mm/r。（2）B組采用GSI掃描模式：管電壓在瞬時(shí)（0.5 ms以內(nèi)）行高低能量切換

（140 kV、80 kV），管電流設(shè)置為600 mA，探測器寬度、螺距、機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度、進(jìn)床速度同A組。

1.2.2掃描方向及范圍自受試者頭端向足側(cè)掃描，掃描范圍上至胸廓入口，下至肋膈角水平。

1.2.3對(duì)比劑使用方案使用Medrad高壓雙筒注射器，連接標(biāo)號(hào)為20G的套管針，通過左肘靜脈予以注射。對(duì)比劑為非離子型對(duì)比劑（碘佛醇），A組劑量為80 mL，B組為40 mL，B組隨之輔以0.9%氯化鈉溶液40 mL，以3.5 mL/s的流率進(jìn)行注射，延遲15~20 s開始掃描，將掃描以及間隔的時(shí)間均設(shè)置為1 s，重復(fù)掃描，共20層。當(dāng)觀察到受試者主肺動(dòng)脈的碘對(duì)比劑濃度由濃漸淡時(shí)停止掃描，據(jù)此計(jì)算肺動(dòng)脈強(qiáng)化的峰值時(shí)間。

1.2.4增強(qiáng)掃描方式采用閾值跟蹤自動(dòng)觸發(fā)技術(shù)（Bolus-Tracking），選擇肺動(dòng)脈主干為興趣區(qū)（region of interest，ROI）進(jìn)行監(jiān)測，閾值設(shè)置為100 HU，達(dá)閾值水平后延時(shí)約5 s自動(dòng)觸發(fā)掃描。

1.3圖像評(píng)價(jià)掃描數(shù)據(jù)均行0.625 mm層厚的重建，將獲得的圖像全部傳輸至工作站（GE Advantage Window 4.6），采用最大密度投影（MIP）、多平面重組（MPR）、容積再現(xiàn)（VR）、曲面重建（CPR）等進(jìn)行后處理與圖像分析，多方位、全面顯示肺動(dòng)脈的主干與各分支。

1.3.1客觀評(píng)價(jià)（1）A組：依次測量各受試者的肺動(dòng)脈主干、肺動(dòng)脈干、上葉肺動(dòng)脈、基底段肺動(dòng)脈與亞段的CT值，并測量各相鄰層面的肺動(dòng)脈CT值，至少測量3次，取平均值。所有放置ROI的部位、面積等保持相同。當(dāng)存在PE時(shí)，ROI盡量避開栓子所在部位。測量圖像噪聲、信噪比（SNR）、對(duì)比噪聲比（CNR），計(jì)算公式為SNR=肺動(dòng)脈主干CT值/胸大肌CT值的標(biāo)準(zhǔn)差，CNR=（肺動(dòng)脈主干CT值-胸大肌CT值）/胸大肌CT值的標(biāo)準(zhǔn)差。依據(jù)CNR曲線繪制CTPA最佳單能量圖像。（2）B組：將GSI數(shù)據(jù)載入到GE AW 4.6工作站，計(jì)算肺動(dòng)脈主干與胸大肌的最佳CNR時(shí)所對(duì)應(yīng)的最佳單能量值，并在這一最佳單能量所對(duì)應(yīng)的圖像上測量。

1.3.2主觀評(píng)價(jià)使用5級(jí)評(píng)分法，對(duì)各圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀性評(píng)分。圖像主觀評(píng)分3~5分符合診斷要求，1~2分不符合診斷要求。（1）5分：肺動(dòng)脈血管邊緣平滑、銳利，肺動(dòng)脈分支與遠(yuǎn)端顯示效果良好，可滿足診斷要求；（2）4分：肺動(dòng)脈血管及分支，以及遠(yuǎn)端的顯示效果均較好，可滿足診斷要求；（3）3分：肺動(dòng)脈血管主干及主要分支顯示尚好，但遠(yuǎn)端顯示效果不佳，基本可用于臨床診斷；（4）2分：肺動(dòng)脈血管邊緣毛糙，分支及遠(yuǎn)端的顯示效果均較差，難以用于診斷；（5）1分：肺動(dòng)脈血管邊緣毛糙，主干、分支顯示效果差，無法用于診斷。

1.3.3肺動(dòng)靜脈CT差值對(duì)A、B組相同層面橫斷位圖像上的肺動(dòng)靜脈分別測量其CT值，多選用受試者右肺上葉前段動(dòng)脈及鄰近肺靜脈、右肺下葉動(dòng)脈主干及鄰近肺靜脈，ROI以0.3~0.4 cm2為宜，記錄兩者的CT差值。

1.4輻射劑量參數(shù)記錄掃描后的容積CT劑量指數(shù)（CTDI vol）、劑量長度乘積（DLP）、有效劑量（ED），ED=DLP×0.014。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS 21.0軟件分析數(shù)據(jù)，計(jì)量資料以（x±s）表示，經(jīng)正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布資料的組間比較采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，組間比較采用字2檢驗(yàn)，等級(jí)資料比較采用秩和檢驗(yàn)，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2結(jié)果

2.1兩組一般資料比較A組中，男17例，女13例；年齡32~75歲，平均（56.8±9.7）歲；BMI 20.3~24.8 kg/m2，平均（22.5±1.4）kg/m2。B組中，男19例，女11例；年齡30~75歲，平均（55.6±9.2）歲；BMI 20.0~25.2 kg/m2，平均（22.2±1.6）kg/m2。

兩組患者的一般資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。

2.2兩組診斷陽性率比較兩組患者均順利完成CTPA檢查，期間未發(fā)生明顯并發(fā)癥。以肺動(dòng)脈造影檢查為診斷PE的“金標(biāo)準(zhǔn)”。經(jīng)CTPA檢查，A組查見PE患者9例，陽性率為30.0%；B組查見PE患者8例，陽性率為26.7%；組間比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（字2=0.083，P>0.05）。

2.3最佳單能量的選擇對(duì)于B組GSI掃描數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，應(yīng)用能譜分析軟件自動(dòng)生成具有最高CNR時(shí)對(duì)應(yīng)的單能量keV值，結(jié)果顯示，肺動(dòng)脈的最佳單能量圖像能量水平主要集中于60~70 keV。

2.4兩組圖像質(zhì)量客觀評(píng)分及輻射劑量參數(shù)比較B組CTDI vol高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=5.63，P<0.05），A、B組間其他圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)及輻射劑量參數(shù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），見表1。

2.5兩組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較A組和B組的圖像質(zhì)量均符合診斷要求，其中A組中評(píng)分為5分者18例，4分者9例，3分者3例；B組中評(píng)分為5分者17例，4分者11例，3分者2例；兩組圖像主觀評(píng)分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=1.672，P>0.05）。

2.6兩組同水平肺動(dòng)靜脈CT差值比較B組的右肺上葉前段肺動(dòng)脈與同水平靜脈CT值差、右肺下葉動(dòng)脈主干與同水平靜脈CT值差均高于A組（P<0.05），見表2。

表2兩組同水平肺動(dòng)靜脈CT差值比較[HU，（x±s）]

組別 右肺上葉前段肺動(dòng)脈

與靜脈CT差值 右肺下葉動(dòng)脈主干與靜脈CT差值

A組（n=30） 105.37±25.20 98.57±20.35

B組（n=30） 169.62±32.38 179.28±30.32

t值 4.97 5.18

P值 <0.05 <0.05

3討論

各種栓子形成并因此堵塞了肺動(dòng)脈或其分支，由此導(dǎo)致的肺循環(huán)障礙是PE的主要致病原因，常見的類型有肺血栓栓塞、空氣栓塞、脂肪栓塞等[3]，早期確診尤為重要，但由于肺動(dòng)脈栓塞至今尚缺少典型的臨床表現(xiàn)和輔助檢查方法，現(xiàn)階段的診斷主要還是依靠影像學(xué)檢查。既往，X線肺動(dòng)脈造影被視為是診斷PE的“金標(biāo)準(zhǔn)”[4]，隨著CT技術(shù)的發(fā)展，CTPA成為臨床懷疑肺動(dòng)脈栓塞患者首選的影像檢查方法[1]。常規(guī)CTPA對(duì)亞段以上肺動(dòng)脈栓塞的敏感度可達(dá)83%~100%，特異度可達(dá)89%~97%[5]，但對(duì)亞段及細(xì)小分支PE診斷的敏感性較低[6]。另外，行CTPA檢查時(shí)，需要使用較大劑量對(duì)比劑維持其在血管內(nèi)的濃度，盡管目前使用的對(duì)比劑相對(duì)來說是比較安全的，但由于劑量較大也增加了對(duì)比劑過敏反應(yīng)的概率，甚至可能由此導(dǎo)致對(duì)比劑腎病（CIN）的發(fā)生[7]。因此，國內(nèi)外學(xué)者比較關(guān)注如何在滿足診斷目的同時(shí)盡量減少對(duì)比劑的使用量。

GSI是GE公司開發(fā)推出的配備寶石探測器的一種新型CT，采用能譜分析的手段完成了單能量成像和物質(zhì)分離以及定量測量，最佳單能量圖像可以顯示良好的解剖信息[8-9]，因而可以更好地識(shí)別PE的位置和程度，物質(zhì)分離及定量測量可以有效反應(yīng)病理狀況下肺內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)變化，并進(jìn)而提供功能信息[10-11]。在速度方面，寶石探測器具有瞬時(shí)雙能量切換的特點(diǎn)，光電轉(zhuǎn)換速度較以往的CT設(shè)備提高了150倍，清空速度快，是以往CT設(shè)備的10余倍，而肺循環(huán)的時(shí)間短而快，一個(gè)肺循環(huán)周期的血容量30~50 mL，檢查時(shí)間與數(shù)據(jù)采集時(shí)間均明顯減少，也降低了采集時(shí)對(duì)比劑的強(qiáng)化峰，這為小劑量對(duì)比劑檢查肺動(dòng)脈成像提供了依據(jù)[12-15]；而且GSI的余暉效應(yīng)較小，由此提高了圖像分辨力且減少了偽影的出現(xiàn)[16-17]。

肺動(dòng)脈栓子的CT值范圍50~70 HU，行肺動(dòng)脈增強(qiáng)后的CT值了達(dá)到93~211 HU，一般認(rèn)為此時(shí)血栓與血液之間具有較好的對(duì)比。本研究中，B組患者增強(qiáng)后肺動(dòng)脈主干CT平均值達(dá)到（345.62±62.39）HU，與栓子形成鮮明的對(duì)比，栓子顯示清晰。本研究結(jié)果顯示，A、B組間圖像質(zhì)量客觀評(píng)分、圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、診斷陽性率比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），這提示兩組方法的圖像質(zhì)量均可滿足診斷的要求，且具有相似的診斷結(jié)果。而在同水平肺動(dòng)靜脈CT差值方面，B組肺動(dòng)脈與同水平靜脈的CT差平均值均高于A組（P<0.05），表明在顯示效果方面B組可能更佳；在最佳單能量方面，B組肺動(dòng)脈的最佳單能量圖像能量水平主要集中于60~70 keV，提示B組能量水平較低，這與文獻(xiàn)[18-20]研究的結(jié)果是一致的。

綜上所述，基于GSI的低劑量對(duì)比劑CTPA檢查獲得的肺動(dòng)脈圖像較為滿意，肺動(dòng)脈各級(jí)分支顯影良好，對(duì)于PE診斷定位、范圍的判斷可達(dá)到臨床診斷的要求，還降低了對(duì)比劑的用量，有助于減少對(duì)比劑腎病等不良反應(yīng)的發(fā)生率，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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（收稿日期：2018-02-02）（本文編輯：張爽）