第三代雙源CT雙能量不同重建技術(shù)在頭頸部CTA中的優(yōu)化選擇

高曉玲，劉 瑛，陳學(xué)志，趙運(yùn)春，周連軍，李清林

(內(nèi)蒙古赤峰市寧城縣中心醫(yī)院CTMR室，內(nèi)蒙古 寧城 024200)

頭頸部動(dòng)脈螺旋CT血管造影(computer tomography angiography ，CTA)成像便于系統(tǒng)全面地了解頭頸部血管情況，可為臨床提供真實(shí)準(zhǔn)確、清晰直觀的血管圖像[1]，頭頸部大范圍掃描野及大劑量對(duì)比劑應(yīng)用同時(shí)引起高輻射劑量及增加對(duì)比劑潛在風(fēng)險(xiǎn)，本研究通過增加螺距減少掃描時(shí)間，降低對(duì)比劑劑量，引起圖像質(zhì)量的下降，通過重建技術(shù)線性融合(linear blending，LB)、非線性融合(non-linear blending，NBL)及最佳單能量(Mono E)進(jìn)行后處理，尋求最佳圖像的重建方法。

1 資料與方法

1.1研究對(duì)象：選取2018年7月～2018年11月在我院CT室接受頭頸部CTA檢查的患者30例，其中男19例，女11例，年齡41～76歲，平均(61.3±11.329)歲，納入標(biāo)準(zhǔn)：疑似或已有頭頸部動(dòng)脈血管疾病，體質(zhì)指數(shù)≤30 kg/m2；排除標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)碘劑過敏者，患者處于限制碘量時(shí)期，嚴(yán)重肝腎功能不全，糖尿病患者服用二甲雙胍藥物48 h內(nèi)，以及嚴(yán)重失代償?shù)男墓δ懿蝗遊2]，所有患者對(duì)檢查知情同意，并簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1掃描方法：采用Siemens SOMATOM Force 雙源CT掃描儀進(jìn)行檢查，采用雙能模式掃描，A球管80kv，B球管Sn150kv，采用CARE Dose 4D技術(shù)調(diào)整實(shí)時(shí)管電流，選用ADMRE Strength[3]算法，螺距1.2，球管旋轉(zhuǎn)一周0.25 s，重建層厚0.6 mm，層間距0.6 mm。受檢者仰臥位，肩部盡量下垂，平靜呼吸，囑檢查時(shí)避免吞咽動(dòng)作，首先掃描正位定位像，掃描方向從足側(cè)向頭側(cè)，掃描范圍從主動(dòng)脈弓至顱頂，只需做增強(qiáng)掃描，使用對(duì)比劑自動(dòng)跟蹤技術(shù)，觸發(fā)點(diǎn)放置于降主動(dòng)脈起始處，閾值100 HU，自動(dòng)觸發(fā)后3 s開始掃描。

1.2.2注射方案：采用高壓雙筒注射器推注非離子型對(duì)比劑碘海醇(350 mgI/ml)，采用“鹽水-對(duì)比劑-鹽水”的推注順序，流速5.0 ml/s，先推注鹽水30 ml，再推注對(duì)比劑，對(duì)比劑總量20～25 ml(體重<65 kg用20 ml，體重≥65 kg用25 ml)后以相同流速推注生理鹽水40 ml[3]。

1.2.3圖像處理：掃描完成后送至后處理工作站(Syngo Via)，進(jìn)入Dual-Energy進(jìn)行線性融合、最佳單能量及非線性融合技術(shù)后處理，分別定義為A組、B組、C組。

1.3效果評(píng)價(jià)

1.3.1客觀評(píng)價(jià)：由2名具有5年以上頭頸部CTA診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師進(jìn)行數(shù)值測(cè)量，取平均值。分別于線性融合、最佳單能量及非線性融合重建的軸位圖像上選取相同部位、相同ROI測(cè)量頸總動(dòng)脈分叉處及大腦中動(dòng)脈M1段CT值及SD值，ROI范圍為血管管腔的75%及相同層面胸鎖乳突肌及顳肌CT值及SD值，ROI范圍分別為0.5 cm2、0.2 cm2，避開鈣化或血管狹窄嚴(yán)重的部位，比較三組圖像信號(hào)噪聲比(signal to noise,SNR)及對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio,CNR)，SNR=CT/SD，CNR=(CT血管-CT肌肉)/SD肌肉。

1.3.2主觀評(píng)價(jià)：由2名五年以上CTA診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師進(jìn)行評(píng)分，意見不一致時(shí)，與第三位醫(yī)師討論決定，若仍不能達(dá)成一致，則將該患者剔除。顱內(nèi)動(dòng)脈采用相同層厚(15mm)的最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)和容積成像(volume rendering，VR)進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用5分法[4]，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：5分：頭頸部動(dòng)脈血管充盈良好，血管輪廓清晰，管腔內(nèi)密度均勻，管壁邊緣銳利，未見偽影，頸靜脈及上腔靜脈幾乎不顯影；4分：管壁輕度模糊，或有輕微偽影，頸靜脈及上腔靜脈輕微顯影；3分：血管重影尚可，管腔內(nèi)密度欠均勻，管壁模糊，或有輕度偽影，頸靜脈及上腔靜脈顯影，但頸動(dòng)脈仍可評(píng)價(jià)；2分：血管充盈差，或不連續(xù)，管腔內(nèi)密度不均勻，管壁模糊，有較重偽影，診斷受限；1分：血管不能辨識(shí)，偽影重，不能用于診斷。評(píng)分≥3分為符合臨床診斷要求，評(píng)分≤2分不符合診斷要求。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析：采用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)分析軟件，所有數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布且方差齊，客觀評(píng)價(jià)CT值及CNR值比較采用區(qū)組設(shè)計(jì)單因素方差分析，兩兩比較采用LSD檢驗(yàn)，主觀評(píng)價(jià)采用Friedmen 非參數(shù)軼和檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1客觀評(píng)價(jià)：三組間頸總動(dòng)脈CT值及大腦中動(dòng)脈CT值、CNR差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，SNR差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，B組、C組頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CT值均大于A組(P<0.05)，C組CNR高于A組、B組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，A組、B組間CNR差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 各組圖像客觀數(shù)據(jù)比較

2.2主觀評(píng)價(jià)：三組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，B組、C組評(píng)分與A組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，B組與C組間評(píng)分比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表2、圖1～6。

表2 各組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較(例，n=30)

3 討論

隨著雙源CT廣泛應(yīng)用，雙能量在身體各部位應(yīng)用日益廣泛，通過雙管球相對(duì)獨(dú)立的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，得到高低Kv(80-sn150Kv)值所得到數(shù)據(jù)，重建方法增多，本研究采用雙能模式最大螺距(pitch 1.2)提高掃描速度，減少掃描時(shí)間，從而減少對(duì)比劑用量，減少大劑量對(duì)比劑應(yīng)用存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如對(duì)比劑腎病(contrast media induced nephropathy ，CIN)[5-6]。有國外報(bào)道6在頭頸部CTA檢查中對(duì)比劑最低劑量為30 ml，國內(nèi)報(bào)道[7]采用20 ml極低對(duì)比劑劑量檢查頭頸部CTA，其BMI選取正常范圍(18.5～23.9 kg/m2)的人群，本研究采用對(duì)比劑總量20～25 ml(體重<65kg用20 ml，體重≥65 kg用25 ml)，BMI≤30 kg/m2的人群，擴(kuò)大應(yīng)用人群，減低對(duì)比劑腎病的發(fā)生[8]。

①～②線性融合120 kv圖像；③～④最佳單能量圖像；⑤～⑥非線性融合圖像；⑦ROI選取頸總動(dòng)脈血管自動(dòng)重建出能量曲線圖像，ROI范圍為血管管腔的75%；⑧選取最佳kev重建圖像

應(yīng)用多種后處理技術(shù)：Grant等研究[9]表明，雙源CT雙能量掃描模式下的虛擬高級(jí)單能量技術(shù)，在40kev示圖像CNR最佳，王帥等10研究在55 kev單能譜情況下達(dá)到最佳對(duì)比度，本研究通過syngo Via，Dual-energy模式自動(dòng)重建最佳對(duì)比度(非線性融合)(C=150，W=200)、最佳單能譜(Mono E)，見圖7～8，自動(dòng)選擇多在62～64 kev水平、線性融合120 kv(低kv占據(jù)0.6)圖像進(jìn)行比較。

本研究通過對(duì)最佳對(duì)比度(非線性融合)、最佳單能譜(Mono E)、線性融合120 kv(0.6 Mixed)圖像對(duì)顱內(nèi)大腦前、中、后動(dòng)脈圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)分，顯示非線性融合圖像及最佳單能譜圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于線性融合120 kv圖像(如圖1-6顯示)，非線性融合與最佳單能譜圖像相比較無明顯差異，與文獻(xiàn)報(bào)道[7]一致。

客觀評(píng)價(jià)顯示最佳對(duì)比度(非線性融合)、最佳單能譜頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CT值均高于線性融合圖像，而最佳對(duì)比度(非線性融合)圖像頸總及頸內(nèi)動(dòng)脈CT值高于最佳單能譜圖像，最佳對(duì)比度(非線性融合)頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CNR高于最佳單能譜及線性融合圖像，最佳單能譜及線性融合圖像頸總動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈CNR無明顯差異(P=0.066，P=0.190)，文獻(xiàn)報(bào)道[11-12]雙源雙能量CT NLB技術(shù)在提高血管對(duì)比度、改善圖像質(zhì)量等方面具有優(yōu)勢(shì)，王琦等提出使用非線性融合可以顯著提高肝實(shí)質(zhì)與門靜脈之間的對(duì)比，突出血管結(jié)構(gòu)，提高圖像CNR，可以在不增加掃描期相的前提下提供門靜脈CT成像的質(zhì)量[13]。王瑋等應(yīng)用雙能量腎動(dòng)脈CTA非線性融合圖像可以提高腎動(dòng)脈CT值及CNR，與本研究結(jié)果相一致[14]。

本研究局限性在于：首先，樣本例數(shù)較少，缺乏對(duì)病變顯示的對(duì)比分析，其次，雙能CT非線性融合技術(shù)的融合系數(shù)的選擇未進(jìn)行比較，黃益龍等報(bào)道[15]，在Siemens SOMATOM Definition FlashCT選用較低融合中心(0～80 Hu)和融合寬度(0～100 Hu)可獲得最高CT值和最佳CNR，是否與force CT一致有待進(jìn)一步探討。

總之，雙源雙能量頭頸部CTA在低對(duì)比劑總量的情況下，應(yīng)用最佳對(duì)比度(非線性融合)、最佳單能譜(Mono E)圖像在提高血管CT值及對(duì)比噪聲比、增加圖像對(duì)比度方面優(yōu)于線性融合圖像，而非線性融合圖像更能獲得滿意的圖像。