低管電壓聯(lián)合高濃度低流率對(duì)比劑注射方案頸動(dòng)脈CTA的可行性分析

石倩倩，陳偉彬

隨著CT技術(shù)的進(jìn)步及CT應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，CT血管成像以其安全、無創(chuàng)、方便的特性，現(xiàn)已普遍成為臨床血管疾病診斷的重要輔助檢查手段[1]。但隨著醫(yī)患雙方對(duì)X射線的輻射危害以及對(duì)比劑所引起的不良反應(yīng)的認(rèn)識(shí)程度的提高，如何在保證圖像質(zhì)量的前提下降低X射線的輻射劑量及對(duì)比劑用量是CT研究的焦點(diǎn)[2]。頸動(dòng)脈血管成像可準(zhǔn)確診斷頸部血管的粥樣斑塊和動(dòng)脈瘤等病變，但頸部的甲狀腺組織對(duì)射線較為敏感，輻射劑量較大時(shí)可增加甲狀腺癌的患病風(fēng)險(xiǎn)[3]。較低碘對(duì)比劑劑量可盡可能地減少對(duì)比劑腎病的發(fā)生[4]。因此，本研究通過分析頸動(dòng)脈CT血管成像中低管電壓聯(lián)合高濃度、低流率對(duì)比劑注射方案的可行性，只在優(yōu)化頭頸部CTA的掃描方法。

材料與方法

1.臨床資料

前瞻性選取2019年10月-2020年2月在本院就診并因頭暈、頭痛而擬行頸動(dòng)脈CTA檢查且符合納入要求的430例患者并隨機(jī)分為A、B兩組，每組215例。排除標(biāo)準(zhǔn)：①碘對(duì)比劑過敏或過敏體質(zhì)；②嚴(yán)重心、肝和腎功能不全；③嚴(yán)重凝血功能障礙；④重度全身感染或穿刺部位有炎癥；⑤妊娠患者；⑥甲亢患者。兩組患者人口學(xué)資料的比較見表1。兩組患者的性別、年齡、身高和體重的差異比較均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，兩組樣本具有可比性。本研究中所有患者簽署了知情同意書。

表1 A、B兩組人口學(xué)資料的比較

2.掃描方法

使用GE Revolution CT掃描儀進(jìn)行頸動(dòng)脈CTA掃描，掃描范圍自氣管分叉至顱底。A組采用碘美普爾(400 mg I/mL)45 mL經(jīng)肘靜脈注入，注射流率為4 mL/s；B組采用碘帕醇(370 mg I/mL)65 mL經(jīng)肘靜脈注入，注射流率為5 mL/s；對(duì)比劑注入完畢后兩組均立即注入30 mL生理鹽水。使用雙桶高壓注射器注射對(duì)比劑，采用對(duì)比劑跟蹤法，在升主動(dòng)脈與主動(dòng)脈弓交界處設(shè)置ROI，監(jiān)測(cè)閾值為100 HU。A組采用100 kV的低管電壓，自動(dòng)毫安控制技術(shù)，調(diào)制范圍為250～580 mA；B組采用常規(guī)120 kV的常規(guī)管電壓，自動(dòng)毫安秒控制技術(shù)，調(diào)制范圍為250～580 mA。其它掃描參數(shù)：螺距1.375，0.28 s/r，準(zhǔn)直器寬度16 mm，層厚1.25 mm，矩陣512×512，掃描時(shí)間11～13 s。兩組均采用迭代重建技術(shù)進(jìn)行圖像重建。

將原始掃描數(shù)據(jù)傳至后處理工作站進(jìn)行圖像后處理，采用最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)、容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)和多平面重組(multiple planar reformation，MPR)等方法進(jìn)行圖像重組。

3.圖像質(zhì)量評(píng)估

將原始圖像和重組圖像傳輸至工作站，由兩位有經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師以上職稱的放射科醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估，評(píng)估結(jié)果不一致時(shí)經(jīng)討論達(dá)成一致意見。采用4級(jí)評(píng)分方法[5]。1分：頸部血管顯示較清，與周圍組織分界不清且伴隨嚴(yán)重偽影，影響觀察及診斷；2分：頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清晰，伴隨輕微偽影但不影響診斷；3分：頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清晰，無偽影干擾；4分：頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清楚，無任何干擾存在。評(píng)分結(jié)果為1分者則判定此圖像不能做出準(zhǔn)確診斷；評(píng)估為2～4分者，則認(rèn)為圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良，可以根據(jù)圖像對(duì)頸部血管疾病作出準(zhǔn)確診斷。

圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)：①測(cè)量強(qiáng)化血管的CT值[6]。以原始橫軸面圖像上進(jìn)行觀察，分別測(cè)量主動(dòng)脈弓、兩側(cè)頸總動(dòng)脈中段、兩側(cè)頸總動(dòng)脈分叉處及兩側(cè)頸內(nèi)和頸外動(dòng)脈中段的CT值，每個(gè)感興趣區(qū)(ROI)測(cè)量2次取其平均值。取各部位頸動(dòng)脈CT值的平均值作為最終的頸動(dòng)脈的CT值。ROI盡可能包含所測(cè)血管的最大面積。②測(cè)量圖像噪聲：分別于頸總動(dòng)脈中段、頸總動(dòng)脈分叉處及兩側(cè)頸內(nèi)、外動(dòng)脈中段水平，分別在雙側(cè)胸鎖乳突肌內(nèi)放置ROI，測(cè)量其CT值，以所測(cè)得的CT值的標(biāo)準(zhǔn)差作為圖像噪聲。③測(cè)量背景信號(hào)：分別在上述各支血管測(cè)量的相同層面的圖像上，于椎旁肌肉內(nèi)勾畫ROI，測(cè)量其CT值，取2次測(cè)量結(jié)果的平均值。④計(jì)算SNR(血管內(nèi)CT值/圖像噪聲)。⑤計(jì)算CNR[(血管內(nèi)CT值-肌肉CT值)/圖像噪聲]。

4.輻射劑量

根據(jù)檢查后CT機(jī)自動(dòng)生成的容積CT劑量指數(shù)(volume CT dose index，CTDIvol)和劑量長(zhǎng)度乘積(dose length produce，DLP)，按公式(1)計(jì)算有效輻射劑量(effective dose，ED)：

圖1 A組患者，男，52歲。CPR圖像顯示頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清楚，無偽影干擾，圖像質(zhì)量主觀評(píng)分為4分。a)右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈；b)左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈。 圖2 B組患者，男，56歲。頸內(nèi)動(dòng)脈CPR圖像，顯示頸部血管顯影清晰，與周圍組織分界清楚，無偽影干擾，圖像質(zhì)量主觀評(píng)分為4分。a)右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈；b)左側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈，起始處可見混合型斑塊(箭)。

ED=DLP×k

(1)

其中，k為轉(zhuǎn)換因子，頸部和胸部CTA掃描時(shí)的k值分別為k1=0.0059mSv/(mGy·cm)、k2=0.014mSv/(mGy·cm)[7]，本研究的公式中k=(k1+k2)/2。

5.統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)均采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；A、B兩組中圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的比較及對(duì)比劑外滲發(fā)生率的比較均采用卡方檢驗(yàn)。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.圖像質(zhì)量主觀評(píng)估結(jié)果

A組和B組的圖像質(zhì)量評(píng)分結(jié)果見表1。兩組之間圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=2.38，P=0.547>0.05)。A組和B組分別有1例和2例患者的圖像質(zhì)量不滿足診斷要求，其他患者的頸部CTA圖像均滿足診斷要求(圖1～2)。

表2 A、B兩組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分

2.圖像質(zhì)量客觀評(píng)估結(jié)果

圖像質(zhì)量客觀評(píng)估結(jié)果見表3。即兩組患者頸動(dòng)脈CT值、圖像噪聲比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組患者信號(hào)噪聲比(SNR)：A組SNR為(13.23±1.37)；B組SNR為(13.07±1.41)，兩組間SNR的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。對(duì)比噪聲比(CNR)：A組CNR為(10.61±1.05)；B組CNR為(10.55±1.26)，兩組間CNR的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表3 A、B兩組圖像質(zhì)量客觀評(píng)估比較

3.有效輻射劑量分析結(jié)果

A、B兩組的CTDIvol、DLP及ED的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，A組的CTDIvol、DLP及ED明顯低于B組(表4)。

表4 A、B兩組輻射劑量比較

4.對(duì)比劑外滲發(fā)生率

A組中無患者發(fā)生對(duì)比劑外滲，B組中有15例患者(7%)發(fā)生對(duì)比劑外滲，兩組間對(duì)比劑外滲發(fā)生率的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=15.542，P=0.000<0.05)，A組采用的4mL/s的低流率注射方案可有效避免對(duì)比劑外滲。

討 論

近年來隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步及CT應(yīng)用的普及，CT檢查逐漸成為臨床診斷及療效評(píng)估的重要影像學(xué)輔助檢查手段。相較其它檢查而言，CT檢查能夠使得病灶顯示更為清晰，定位更加準(zhǔn)確，并且能夠顯示一些微小病灶，有利于疾病的早發(fā)現(xiàn)、早診斷和早治療，提高臨床治愈率[8]。頭頸部CT血管成像以其方便快捷、準(zhǔn)確診斷斑塊性質(zhì)及狹窄程度、范圍的優(yōu)勢(shì)，成為診斷頭頸部血管病變的重要影像檢查方法。毋庸置疑，患者在進(jìn)行CT檢查時(shí)會(huì)受到一定劑量的X射線輻射。如何降低患者所受輻射劑量是近年來國(guó)內(nèi)外研究人員重點(diǎn)關(guān)注的問題。目前國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道較多的是采用低管電壓行頸動(dòng)脈成像來降低患者所受輻射劑量或相同條件下低劑量對(duì)比劑行頸動(dòng)脈成像檢查的可行性，而采用GE超高端CT機(jī)(Revolution CT)、低管電壓聯(lián)合低劑量、低注射流率行頸動(dòng)脈CT血管成像的研究較為少見。以往的研究目的較為明確，研究結(jié)果具有一定的臨床價(jià)值，但未對(duì)其它影響因素進(jìn)行全面剖析，從而使相關(guān)的研究有一定的局限性。

由于X射線的輻射劑量與管電壓的平方呈正比，所以適當(dāng)降低管電壓可以有效降低患者所受輻射劑量[9]。與此同時(shí)，X線的光電效應(yīng)隨管電壓的降低而增強(qiáng)，血管內(nèi)碘對(duì)比劑CT值升高，使強(qiáng)化的血管與周圍組織對(duì)比更為鮮明，鈣化及斑塊顯示更為清晰[10]。杜煜等[11]的研究顯示，管電壓由120 kV降低到100 kV時(shí)，患者所受輻射劑量可以降低70%左右。因此適當(dāng)降低管電壓是降低輻射最行之有效的方法之一。腎臟是碘對(duì)比劑代謝的主要器官，注入人體的對(duì)比劑約90%在腎臟進(jìn)行代謝，減少碘對(duì)比劑的用量可以有效降低腎臟代謝的負(fù)擔(dān)，從而可降低對(duì)比劑腎病的發(fā)生率；Sommer等[12]的研究表明，低劑量對(duì)比劑的應(yīng)用可以有效降低頸部周圍靜脈血管內(nèi)對(duì)比劑的殘留，降低圖像偽影，提高圖像質(zhì)量；呂雙志等[13]的研究表明，低劑量對(duì)比劑聯(lián)合生理鹽水沖洗技術(shù)可保證圖像質(zhì)量滿足診斷需求，又可減少或消除鎖骨下靜脈及下腔靜脈內(nèi)對(duì)比劑偽影對(duì)頸動(dòng)脈成像的影響。與以往研究相較而言，本研究中A組采用的低管電壓聯(lián)合低劑量對(duì)比劑(100 kV、45 mL碘對(duì)比劑)的方案，既保證了圖像質(zhì)量，同時(shí)使碘對(duì)比劑用量和患者所受輻射劑量明顯降低。

此外，碘流率是決定血管強(qiáng)化程度高低的重要因素，是保證CTA圖像質(zhì)量的關(guān)鍵。碘流率等于對(duì)比劑濃度乘以對(duì)比劑注射流率。若使血管強(qiáng)化程度滿足診斷標(biāo)準(zhǔn)，CT血管成像檢查中碘流率需保持在1.6 gI/s及以上水平。本研究中A組采用濃度為400 mg I/mL的碘美普爾，注射流率為4 mL/s，B組采用濃度為370 mg I/mL的碘帕醇，注射流率為5 mL/s，兩組的碘流率均達(dá)到1.6 gI/s，但A組較B組的注射流率低1 mL/s，A組對(duì)比劑外滲率為零，B組達(dá)7%，兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。提示采用較低流率注射對(duì)比劑，在保證圖像質(zhì)量的前提下可以降低血管破裂和對(duì)比劑外滲的風(fēng)險(xiǎn)，可提高靜脈血管條件差、復(fù)合外傷患者及兒童患者的CT檢查成功率[14]。同時(shí)患者檢查的舒適度也有所提升，減輕患者的緊張度，更好的配合檢查。