不同管電壓對頭頸CTA圖像質量及輻射劑量的影響分析

王賢坤 鄒才盛(通訊作者)

（廣西自治區北海市人民醫院 廣西 北海 536000）

CT血管造影技術已廣泛應用于臨床，同平掃CT方式等進行比較，其輻射劑量較高仍然屬于探討的熱點[1]。目前，醫療領域中輻射劑量每年都呈現出上升趨勢，這已經成為臨床亟需解決的問題[2]。本文選取我院接受頭頸CTA的60例患者進行研究，分析不同管電壓結合迭代重建掃描技術行頭頸CTA圖像質量及輻射劑量的影響情況，探討降低管電壓在頭頸CTA中的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇在2017年7月至2018年8月時段到我院接受頭頸CTA的60例患者，隨機分為甲（80KV）、乙（100KV）、丙（120KV）三組，每組20例。其中男性39例，女21例，年齡41～76歲，平均年齡（59.6±3.2）歲。根據患者身高、體質量，計算出BMI，BMI＜22.9Kg/m2。均自愿簽署知情同意書，統計學分析組間各項資料（P＞0.05），有可比性。

1.2 儀器及掃描方法

采用Philips Helical 128層螺旋CT機，雙筒高壓注射器，飛利浦4.6后處理工作站。全部病例檢前均評估肝腎功能，并做碘過敏試驗。擺位時囑咐患者平靜呼吸、頭頸保持靜止不動，患者仰臥于床，聽眥線垂直于床面。掃描方案：掃描范圍從主動脈弓下1cm至顱頂進行螺旋容積掃描。首先掃完定位像及頭頸平掃，后在主動脈弓下降主動脈中心層面設定圓形感興趣區，大小為10mm2，觸發閾值為：90Hu。利用智能團注跟蹤觸發技術，觸發延時4.6s開始掃描，從主動脈弓下1cm至顱頂，把原始數據傳到后處理工作站。靜脈內團注非離子型對比劑碘佛醇注射液（320mgI/ml），對比劑量45～50ml，生理鹽水量60ml，用雙筒高壓注射器推注，流速為5ml/s，注射點為肘前靜脈。掃描條件：80KV、100KV、120KV，自動毫安調節（50～500mA），層厚0.9mm，層間隔0.45mm，螺距0.938mm，速度0.5s/周，床速15.85mm/rot，使用iDose3重建。

1.3 圖像重建及評分

在Philips 4.6工作站上對CTA原始掃描圖像進行后處理重建。重建方式有多平面成像（MPR）、最大密度投影（MIP）、容積再現（VR）及高級血管分析（AVA），軟件能夠自動去骨只留下頭頸部血管的VR圖像。所有圖像質量評分均由1位副高級以上職稱醫師完成圖像的測量工作并記錄。圖像評分包括：動脈平均CT值、圖像噪聲、信噪比。動脈平均CT值取主動脈弓部、雙側頸總動脈、大腦中動脈主干多次測量后的均值。圖像噪聲為圖像中密度均勻一致的組織CT值的標準差。同時測量并記錄雙側胸鎖乳突肌、雙側咬肌及雙側大腦白質區的CT值及標準差。用各處肌肉或腦組織CT值的標準差表示背景噪聲。然后，根據公式計算各處信噪比和對比噪聲比，SNR的計算公式：SNR=動脈CT值/圖像噪聲。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。

輻射劑量：患者的輻射劑量是自動生成：包括CT容積劑量指數（CTDIvol）和劑量長度乘積（DLP），其中有效輻射劑量ED為輻射權重因子K與DLP的乘積ED=DLP×K，K參考（歐洲CT質量標準指南）取值為0.0054mSv/（mGy·cm）。

1.4 統計學方法

研究數據納入到SPSS19.0中進行分析。計量資料用（x-±s）表示，t檢驗，計數資料用（%）表示，χ2檢驗，P＜0.05可認為有統計學意義。

2 結果

2.1 圖像質量評價比較

當管電壓降低時，血管內CT值會上升，組間比較（P＜0.05）。比較組間SNR情況，差異不顯著（P＞0.05）?；颊哐軇用}CT均值情況詳見表1。

表1 圖像質量情況比較（x-±s）

圖2a為120kV常規管電壓圖像

圖2b為低管電壓圖像。

圖2a示鎖骨下肢靜脈內存在少量造影劑殘留，不影響鎖骨下動脈觀察，血管邊緣光滑銳利，分支顯示良好，頸動脈起始部位存在明顯斑塊；圖2b示矢狀位索條狀偽影增加，但強化血管與周圍軟組織對比效果較好，動脈圖像質量較好，不影響觀察，血管邊緣光滑銳利，分支顯示良好。

2.2 輻射劑量情況比較

輻射劑量兩兩比較，三組ED、DLP以及CTDIvol比較（P＜0.05），其中甲組DLP明顯低于乙組與丙組（t=9.352，28.194，P＜0.05），乙組DLP明顯低于丙組（t=21.984，P＜0.05）。詳見表2。

表2 輻射劑量情況對比（x-±s）

三組不同掃描方法圖像質量及輻射劑量比較：（1）低劑量組圖像質量較常規劑量組圖像質量稍差，低劑量組圖像比常規組圖像顆粒略增粗，但獲取圖像影像信息和解剖細節均能滿足臨床診斷要求。（2）噪聲比較：降低管電壓后，輻射劑量下降，低劑量組圖像顆粒較常規組略增粗。（3）輻射劑量記錄結果顯示甲乙組ED、DLP以及CTDIvol數值明顯較丙組低47.22%和26.31%、51.56%和36.25%、40.28%和19.91%。

3 討論

3.1 管電壓同頭頸CTA圖像質量之間存在的關系

X射線在經過人體的時候，會發生光電效應、康普頓效應，前者是X射線光子會激發K電子層，這時候X線光子能量會被徹底吸收，然后射出電子，射出的電子同X射線能量之間存在緊密的關系[3-4]。如果管電壓80kV，X射線光子能量為43.7KeV，與碘原子K臨界值最為接近，所以衰減值會上升，加之CT值的公式為，CT值=（μ物-μ水）/μ水×1000（Hu），提示當管電壓降低，如果越來越靠近80KV，其含碘造影劑的CT值會增加。本研究結果顯示，當120KV管電壓降低為80KV的時候，血管內平均CT值由（235±18）Hu轉變為了（394±36），升高幅度較大[5]。能夠得出如果血管CT值較高，對于優化圖像質量而言，其作用非常重要。當血管CT值得到提高后，也可提高周圍組織的對比度情況，閱片的醫師便能夠獲得更良好的窗寬，幫助改善模糊性（降低噪聲導致）。對于顱腦CT血管造影成像，尤其是血管輪廓而言，能夠更好的重建。主要是由于CT值較高的話，便能夠更好的容積再現成像；除此之外，當血管內CT值越高，其與周圍的對比度也會越好，通過容積再現重建，可更加清晰的觀察血管結構，顯示末端分支血管。

對于評價圖像質量而言，圖像噪聲是很關鍵的一個因素，當其余條件相同的時候，管電壓一旦下降，便會降低X射線的穿透能力，因此X射線達到探測器的數量便會減少，此時CT圖像質量影響程度并不明顯，但是噪聲卻會增加[6-7]。本研究顯示，甲組的噪聲大，丙組圖像噪聲小，但由于血管在臨床中屬于檢查的靶器官，通過降低管電壓，能夠增加血管內CT值，所以增加了同相鄰組織的對比度，因此頭頸CTA圖像能夠改善由于噪聲增大對圖像質量造成的影響。

3.2 不同管電壓與輻射劑量之間的關系

輻射劑量會受到較多條件的影響，尤其是掃描時間、管電壓等，I=KiZU2，可發現X線強度同管電流以及管電壓的平方之間存在正比的關系。當掃描范圍擴大、掃描時間增加，那么輻射劑量便會增加。本研究顯示，輻射劑量兩兩比較，甲乙組的DLP、ED分別較丙組（對照組）降低了 47.22%和 26.31%、51.56%和36.25%、40.28%和19.91%，同時三組圖像質量主觀、客觀評分比較差異無統計學意義。表明適當降低管電壓可在不影響圖像質量的前提下，有效降低X射線輻射劑量，與文獻[8]報道一致。余潔[9]研究顯示：低管電壓能提高目標血管CT值。對于正常BMI患者，高級別迭代重建在低劑量頭頸部CTA中能得到高質量的影像圖像，并使輻射劑量和平均碘攝入量明顯降低。

綜上所述對血管強化值、受檢者接受輻射劑量統計、圖像質量進行評價，128層螺旋CT采用低管電壓（80Kv）可以有效降低受檢者的輻射劑量，并得到較好的血管強化值、圖像質量滿足臨床診斷要求，因此128層螺旋CT低管電壓聯合迭代重建技術掃描在頭頸部CTA的應用可行。