螺距对下肢CTA辐射剂量与图像质量影响的研究

由于64层螺旋CT具有卓越的时间及空间分辨率，使其在周围血管疾病的诊断中被日益广泛应用[1,2]。同时，受检者辐射剂量的增加以及潜在危害性的增大也日益受到关注[3]。本研究通过64层螺旋CT对3组病例采用不同的螺距扫描，旨在寻找一种图像质量相对较高、辐射剂量相对较低的扫描参数。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2009-10～2010-09临床疑诊下肢动脉病变的患者60例，其中男性51例，女性9例；年龄 20～85岁。按3种不同螺距将60例受检者随机分成3组，每组20例。

1.2 扫描参数与方法 采用GE light speed VCT，在3组不同螺距下进行扫描：A组1.375，B组0.984，C组0.516；管电压120kV，管电流 400Ma，球管旋转时间 0.6s/周，扫描层厚 0.625mm。扫描体位采用脚先进，双侧踝关节绑带固定，扫描范围从L3水平至足尖，为1 000～1 230mm。SFOV medium body，矩阵 512×512，DFOV 36cm，在肘静脉埋置21G套管针，使用高压注射器注射非离子对比剂优维显（370mgI/m1）90m l，流率4.2m/s，使用对比剂智能跟踪系统触发扫描，触发扫描兴趣区（region of interest，ROI）设在腹主动脉末端，触发阈值设为200Hu，当ROI内CT值达到200Hu时，手动触发CTA扫描。

1.3 图像评价与分析

1.3.1 图像质量评分 ①评价内容：将获得图像传至ADW 4.3工作站，分别行M IP、MPR、VR图像后处理。将下肢动脉分为腹主动脉远段、髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉、股深动脉、股浅动脉、旋股内侧动脉、穿动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉、足底内侧动脉、足底外侧动脉15节段，从下肢动脉显示的血管节段、细小分支显示率、血管边缘的锐利度、管腔内对比剂清晰度4个方面进行评价。②评分标准：5分，下肢动脉显示15个节段以上，5级以上分支可显示，血管边缘光滑锐利，管腔内对比剂显示清晰；4分，下肢动脉显示15个节段以上；3分，4项中1项不符；2分，4项中2项不符；1分，4项中3项不符。≥3分为图像质量合格，5分为优秀。③评价方法：请2名经验丰富的CT诊断医师以双盲法对图像进行质量评分，意见不一致时，协商统一，采用均值。

1.3.2 组间辐射剂量比较 记录每例患者检查时由机器自动生成的CT剂量指数[CT dose index，CTD（mGy）]，剂量长度乘积[dose length product，DLP（mGy/cm）]、每次扫描的总扫描时间[（To-time, s）]和射线有效率等信息。

1.3.3 统计学处理 用 SPSS13.0软件进行统计学分析。扫描总时间、图像质量评价、辐射剂量采用方差检验，检验水准均用P＜0.05。

2 结果

2.1 图象质量的比较 3种螺距（1.375、0.984、0.516）扫描参数图像质量评分分别是 3.55±0.49、3.67±0.28和3.66±0.32。对3组数据差异进行方差检验，P＞0.05，表明各组数据无统计学意义。即 3种扫描参数下的双下肢CTA图像质量差异无显著意义，3种扫描参数均能满足诊断要求（图1～3）。

图1 螺距1.375显示细小分支较少，血管边缘锐利度较差。 图2 螺距0.984显示细小分支较多，血管边缘锐利度较好。 图3 螺距0.516显示细小分支多，血管边缘锐利度很好

2.2 辐射剂量的比较 A组单次扫描CT剂量加权指数是14.94mGy，DLP为1698.75±74.78 mGy/cm；B组单次扫描CT剂量加权指数是20.87mGy，DLP为2 331.87±62.62mGy/cm；C组单次扫描CT剂量加权指数是39.83mGy，DLP为4 485.69±205.00mGy/cm。对3种扫描参数下DLP差异进行方差检验，结果均为P＜0.05（表1），表明3种扫描方式下的DLP差异有统计学意义，A组辐射剂量低于B组（28.4%）；明显低于C组（62.5%）。3种扫描参数对胫前、胫后、腓动脉的显示率见表2。

表1 A、B、C组图像指标结果比较（）

表1 A、B、C组图像指标结果比较（）

扫描参数To-time（s）CTDIvol（mGy）DLP（mGy.cm）图像质量A组 12.34±0.54 14.94 1698.75±74.78 3.55±0.40 B组17.04±0.4420.872331.87±62.623.67±0.28 C组 32.78±1.49 39.83 4485.69±205.00 3.66±0.32 F 1472.2631460.4641.18 P值 ＜0.05 ＜0.05 ＞0.05

表2 3组检查胫前、胫后、腓动脉的显示率

2.3 扫描总时间的比较 3种螺距扫描总时间分别为12.34±0.54、17.04±0.44、32.78±1.49，对3组扫描总时间的差异进行方差检验，结果均为P＜0.05，表明3种螺距下扫描总时间的差异有显著意义，大螺距扫描所用扫描时间短。

3 讨论

64层螺旋CT方便、无创、快捷、空间分辨率高，能同时清晰显示下肢血管及周围组织，被临床广泛应用于下肢血管造影检查。但是，下肢动脉疾病以男性居多，本组有51例（85%），在扫描中涉及敏感的性腺器官，而1966年国际辐射防护委员会提出性腺、红骨髓、全身均匀照射（成年人）时，照射剂量不宜超过0.05Sv/年和0.03Sv/季。选择最优化的扫描参数在保证图像质量的情况下有效降低辐射剂量是一个很重要的问题。

影响MSCT图像质量及辐射剂量的因素很多，如管电压、管电流、扫描范围、层厚、螺距等。螺距对图像质量的影响表现为当进床距离等于总的准直宽度时，两个相邻X线束之间首尾衔接，既无X线的重叠，也没有间隔，图像质量好。进床距离如果大于总的准直宽度，两束 X线间存在间隔，图像质量下降。由于螺旋CT采集的是连续的容积数据，在容积数据的基础上再进行任意层面重建，这样就不会错过扫描范围内病灶的探测，从而可以获得最好分辨力的图像。文献报道螺旋扫描中大螺距扫描一般不宜大于2[5]，虽然被检部位吸收的X线量会减少，但数据经过重建后不影响对病灶的观察，图像饱和度会低于小螺距扫描所获得的饱和度。多层螺旋扫描时, X球管发出的是孔束射线，它的射线路径长，射线束的倾斜度也大，在横断面图像的重建平面没有可利用的垂直射线，且扫描时检查床的快速移动和采用多排探测器，如果扫描螺距比值选择不当，会使一部分直接成像数据与补充成像数据交迭，使可利用的成像数据减少，图像质量衰退。因此，在进行螺旋扫描时，要注意螺距的选择。在扫描范围一定的情况下，螺距从小到大改变，扫描时间会成比例缩短，相应的辐射剂量也降低。因此扫描时选择一个优化的螺距，设置合理的扫描时间，会得到质量相对较高，辐射剂量相对较低的图像。

本研究结果显示下肢血管边缘锐利度，螺距1.375＜0.984＜0.516；在显示4级以下的细小分支血管数量上，螺距为1.375显示的细小分支不如螺距为0.984多，更不如螺距为0.516显示的细小分支繁茂；螺距为0.516扫描时能显示Ⅴ-Ⅵ级分支，采用螺距1.375的扫描参数,显示的分支多为Ⅲ-Ⅳ，而Ⅴ-Ⅵ级分支显示较少。螺距为1.375吸收的X线量小于螺距为0.984吸收的量，更远远小于螺距为0.516时吸收的量。螺距1.375与螺距0.984、0.516扫描相比较，虽然吸收的X线量不一样，图像质量有差异，但在显示下肢血管边缘锐利度上，小螺距扫描获得图像边缘锐利，大螺距扫描获得的图像血管边缘显示有些小的锯齿状伪影；对血管阻塞长度、程度、主要侧枝循环、软硬斑块、动脉瘤、动静脉畸形等下肢动脉主要病变均得以完全显示，能满足临床诊断的需要。

与身体其他部位相比，下肢动脉CTA检查的特点是：①下肢动脉走行长，扫描范围广，一般为1 000～1 250mm；②病人的循环时间存在着个体差异，一般为10～40s。当为血管阻塞性病变时，如动脉硬化性闭塞症、糖尿病足等病变时，下肢循环时间相应较长；当为外伤、动脉瘤、动静脉畸形等病变时，下肢循环时间一般较短。因此，在扫描前，应根据患者的实际情况来评估其下肢循环时间，如下肢肢端较冷或有溃疡、糜烂等症状，有糖尿病、动脉粥样硬化等病史时，多为下肢血管阻塞性病变，循环时间可能较长。图患者以老年人居多，对射线敏感性不如年轻人高，可设置螺距较小的扫描参数，如 0.984或者0.516，使扫描时间足够长，达到血管造影剂充盈的最佳状态，最佳的显示阻塞血管及其周围细小的侧枝循环。当为外伤或无下肢阻塞性病变时（以年轻患者居多），循环时间较短，对射线的敏感性更高，射线对病人产生的危害性更大，可设置大的螺距比扫描，如A组螺距1.375，显示的图像质量既能满足临床诊断的需要，又能有效的降低辐射剂量。

本组实验选取螺距1.375进行扫描的20例患者中，观察双侧胫前、胫后及腓动脉6支动脉的显示率，其中8例显示了6支血管，7例显示了5支血管，3例显示了4支血管，2例因为血管阻塞性病变，血管阻塞或者部分阻塞，可见1～2支胫前、胫后或者腓动脉，周围可见丰富侧枝循环。螺距0.984扫描的20例中，10例显示了6支血管，6例显示了5支血管，1例显示了4支血管，3例一侧下肢截肢病人，一侧因为血管阻塞性病变，血管阻塞或者部分阻塞，可见1～2支胫前、胫后或者腓动脉，周围可见丰富侧枝循环。螺距0.516扫描的20例中，9例显示了6支血管，6例显示了5支血管，2例显示了4支血管，3例因为血管阻塞性病变，血管阻塞或者部分阻塞，可见1～2支胫前、胫后或腓动脉，周围可见丰富侧枝循环。大螺距12秒左右的扫描时间，下肢远端的动脉显示浅淡不明显。几乎每一例小螺距扫描均会产生下肢远端静脉血管显影，影响对膝以下动脉的观察。螺距0.984扫描的20例中，15例可见下肢远端静脉血管显影。螺距1.375扫描的20例中，6例下肢远端静脉血管显影。螺距1.375扫描时远端静脉血管显影最少，对动脉的污染最少，而下肢动脉显示率较高。

本研究的局限性：对下肢动脉图像质量及放射剂量影响较大的另一重要因素是管电流。使用下肢动脉自动毫安技术，在保证图像质量的情况下可以降低辐射剂量约54.4%[6]，本实验未采用自动毫安技术，均是控制管电流在400mA。如果在自动毫安技术的基础上结合螺距对下肢动脉进行血管成像，患者接受的辐射剂量会如何，有待探讨。

总之，在进行下肢动脉血管成像时，螺距选择在0.516～1.375时对图像质量无明显影响，却能降低辐射剂量。所以，操作时应根据情况设置螺距，1.375的扫描参数可作为常规选择，使得64层螺旋CT双下肢动脉扫描可以在保证图像质量的前提下明显降低辐射剂量，为患者提供一种无创、快速、准确及安全的检查方法。

［1］ Schernthaner R, Fleischmann D, Lomoschitz F, et al.Effect of MDCT angiographic findings on the manageement of interm ittent claudication.AJR, 2007, 189(5): 1215-1222.

［2］ Fleischmann D, Hallett RL, Rubin GD. CT angiography of peripheral arterial disease. J Vasc Interv Radiol. 2006 17(1): 3-26.

［3］ 刘彬, 白枚. 64层螺旋CT检查中患者受照剂量的研究.中华放射学杂志, 2008, 42(10): 1050.

［4］ Nickoloff EL, Alderson PO.Radiation Exposure to Patients from CT: Reality Perception, and Policy. AJR, 2001, 177(2): 285-287.

［5］ 潘屏南. 现代大型医用设备. 北京：中国医药科技出版社, 2002, 86.

［6］ 郭滢, 葛英辉, 史大鹏, 等. 64层螺旋CT自动毫安技术对降低下肢动脉血管成像辐射剂量的研究. 中华放射医学与防护杂志, 2009, 29(6): 624-626.