脑血管腔内碘对比剂浓度对脑血管CT血管成像图像质量的影响

姚开情 YAO Kaiqing

吕发金 LV Fajin

李剑秋 LI Jianqiu

陈 莉 CHEN Li

勒都晓兰 LEDU Xiaolan

张丽娟 ZHANG Lijuan

盛 波 SHENG Bo

作者单位

重庆医科大学附属第一医院放射科 重庆400016

论著 Original Research

脑血管腔内碘对比剂浓度对脑血管CT血管成像图像质量的影响

姚开情 YAO Kaiqing

吕发金 LV Fajin

李剑秋 LI Jianqiu

陈 莉 CHEN Li

勒都晓兰 LEDU Xiaolan

张丽娟 ZHANG Lijuan

盛 波 SHENG Bo

作者单位

重庆医科大学附属第一医院放射科 重庆400016

Department of Radiology, the First Affliated Hospital of Chongqing Medical University, Chongqing 400016, China

Address Correspondence to: LV Fajin E-mail: fajinlv@163.com

中国图书资料分类法分类号

R743；R445.3

中国医学影像学杂志

2012年 第20卷 第8期：569-572

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(8): 569-572

目的 探讨脑血管腔内不同碘对比剂浓度对脑血管CT血管成像（CTA）图像质量的影响，以确定使血管显示最佳的CT值阈值。资料与方法 连续测量60例CTA病例左侧颈内动脉入颅前段（LEICA）、左侧大脑中动脉M1段（LM1）、左侧大脑前动脉A2段（LA2）、左侧椎动脉颅内段（LIVA)、基底动脉（BA）血管腔内CT值，头颈部CTA加测左侧颈外动脉（LECA）CT值，观察段血管发生病变时测量对侧，评价常规与减影CTA血管重建图像质量。结果 常规与减影CTA图像中，优、良、差组患者年龄差异无统计学意义（P＞0.05）。LEICA、BA、LIVA及LECA常规与减影CTA图像以及LM1常规CTA图像优、良组与差组CT值差异有统计学意义（P＜0.017），优组与良组差异无统计学意义（P＞0.017）。LM1减影CTA图像及LA2常规与减影CTA图像优、良、差组两两比较，各组间CT值差异均有统计学意义（P＜0.017）。LM1减影CTA图像及LA2常规与减影CTA图像中最佳图像显示的CT值阈值分别为（506±89）Hu、（460±67）Hu、（436±60）Hu。结论 随着脑血管腔内碘对比剂浓度增高，血管强化程度增强，有利于提高脑血管CTA的图像质量。

体层摄影术，螺旋计算机；脑血管造影术；造影剂；质量控制

CT血管成像（CTA）血管的强化与血管腔内碘量成正比[1,2]，而血管腔内碘量与CT增强扫描中血管的CT值呈正相关。然而，血管腔内碘对比剂对血管显示效果的影响报道较少。本研究拟通过回顾性分析脑血管CTA中重建薄层轴位增强图像上血管腔内的CT值，确定脑血管腔内碘对比剂浓度对脑血管CTA图像质量的影响，探讨利于血管显示的最佳CT值阈值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2010-04～05在重庆医科大学附属第一医院放射科行头部或头颈部CTA检查的60例连续病例，男27例，女33例；年龄17～87岁，平均（56±17）岁。

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed VCT 64层螺旋CT。扫描参数：平扫管电压100kV，增强120kV，电流250～335mA，旋转速度0.4s/r，螺距0.531/0.969，视野（FOV）24cm，矩阵512×512，层厚5mm。患者取仰卧位，头部置于头架上，用18～22G针头经肘前静脉穿刺，连接高压注射器。经肘前静脉小剂量对比剂团注测试，采用碘普罗胺注射液（370mgI/ml，拜耳医药保健有限公司）20ml，注射速度4.0ml/s，用15ml生理盐水冲管，于鞍上池或颈4椎体层面行同层动态扫描，得到血管强化时间-密度曲线，确定扫描延迟时间。小剂量团注测试扫描结束后5min，固定患者头部，同时获得头颅或头颈部平扫及增强扫描图像，扫描范围从第1颈椎或主动脉弓层面至颅顶。对比剂以同样速度注射60～80ml，以20～30ml生理盐水冲管。扫描结束后进行图像重建，层厚0.625mm，层间距0.625mm，传送至AW 4.2工作站[3]。

1.3 图像后处理

1.3.1 重建薄层轴位增强图像血管腔内CT值测量 在层厚为0.625mm的重建薄层轴位增强图像上测量左侧颈内动脉入颅前段（left extracranial internal carotid artery, LEICA）、左侧大脑中动脉M1段（M1 segment of left middle cerebral artery, LM1）、左侧大脑前动脉A2段（A2 segment of the left anterior cerebral artery, LA2）、左侧椎动脉颅内段（left intracranial vertebral artery, LIVA）、基底动脉（basilar artery, BA）血管腔内CT值，头颈部CTA加测左侧颈外动脉（left external carotid artery, LECA）血管腔内CT值（图1），观察段血管病变时则测量对侧。

1.3.2 图像后处理 由1位熟练掌握CTA后处理技术的医师负责。在AW 4.2工作站进行VCTDSA图像后处理。常规图像选用重建后的增强图像，用容积再现技术（VR）[4]显示脑血管，VR按显示方向不同（左切左视图、右切右视图、后切后视图、上切上视图）存储图像；减影图像利用Add/Sub软件处理，用重建后的增强图像减去平扫图像，得到一组减影后的图像，再用减影后的图像进行VCTDSA血管重组。用VR显示脑血管，VR按显示方向不同（前后位视图、后前位视图、左切左视图、右切右视图）存储图像。

1.3.3 图像分析 由2位有血管重组经验的神经放射学医师完成，意见不统一时由第三位医师讨论决定，若仍不能达成一致意见，则将该病例剔除本研究。图像评价标准分为优、良、差3个等级：优：大脑前动脉A4～A5段血管显示好，血管边缘光整、清晰（图2A、B）；良：大脑前动脉A4～A5段血管显示可，血管边缘欠光整、欠清晰（图2C、D）；差：大脑前动脉A4～A5段血管显示较差或未见确切显示（图2E、F）。若遇大脑前动脉病变而不能有效显示（如血管痉挛等），则以大脑中动脉为准。

1.4 统计学方法 采用SAS 8.0软件，计量资料数据以±s 表示，多组计量资料比较采用方差分析、Kruskal Wallis检验，两两比较采用Bonfferoni t检验、Wilcoxon秩和检验。以α＝0.05为检验水准；两两比较时，以α′＝0.017为检验水准。

2 结果

2.1 CTA图像显示情况及各组患者年龄分布 常规CTA图像质量评估结果显示，优、良、差组分别为20、18、22例，各组年龄分别为（61±18）岁、（58±16）岁、（50±15）岁，差异无统计学意义（F＝2.63, P＞0.05）。减影CTA图像质量评估结果显示，优、良、差组分别为11、14、35例，各组年龄分别为（57±19）岁、（60±20）岁、（54±15）岁，差异无统计学意义（F=0.06, P＞0.05）。

2.2 常规CTA不同图像质量各血管段血管腔内CT值比较 常规CTA中优、良、差组各血管段血管腔内平均CT值见表1。优组与良组LEICA、LM1、BA、LIVA、LECA血管腔内平均CT值差异均无统计学意义（P＞0.017），优组LA2血管腔内平均CT值明显高于良组（P＜0.017）；差组LEICA、LM1、LA2、BA、LIVA、LECA血管腔内平均CT值较优组和良组明显降低，差异有统计学意义（P＜0.017）。

2.3 减影CTA不同图像质量各血管段血管腔内CT值比较 减影CTA中优、良、差组各血管段血管腔内平均CT值见表2。优组与良组LEICA、BA、LIVA、LECA血管腔内平均CT值差异均无统计学意义（P＞0.017），优组LA2、LM1血管腔内平均CT值明显高于良组（P＜0.017）；差组LEICA、LM1、LA2、BA、LIVA、LECA血管腔内平均CT值较优组和良组明显降低，差异有统计学意义（P＜0.017）。

图1 常规与减影CTA薄层轴位图像左侧颈外动脉段（LECA）血管CT值测量，感兴趣区为血管的1/2～2/3。A.常规CTA薄层轴位图像；B.减影CTA薄层轴位图像。图2 A、B分别是图像质量为优的常规与减影CTA图像（大脑前动脉A4～A5段血管显示好，血管边缘光整、清晰）；C、D分别是图像质量为良的常规与减影CTA图像（大脑前动脉A4～A5段血管显示可，血管边缘欠光整、欠清晰）；E、F分别是图像质量为差的常规与减影CTA图像（大脑前动脉A4～A5段血管显示较差或未见确切显示）

表1 常规CTA中优、良、差组各血管段血管腔内平均CT值比较（±s , Hu）

表1 常规CTA中优、良、差组各血管段血管腔内平均CT值比较（±s , Hu）

注：（1）与优组比较，P＜0.017；（2）与良组比较，P＜0.017；（3）括号内为各组中LECA段血管的例数。LEICA：左侧颈内动脉入颅前段；LM1：左侧大脑中动脉M1段；LA2：左侧大脑前动脉A2段；BA：基底动脉；LIVA：左侧椎动脉颅内段；LECA：左侧颈外动脉

分组 LEICA LM1 LA2 BA LIVA LECA(3)优组（n＝20） 590±80 520±90 460±67 531±52 547±80 605±96(12)良组（n＝18） 540±82 461±67 382±54(1)501±82 509±80 597±83(9)差组（n＝22） 425±68(1)(2)359±66(1)(2)288±55(1)(2)402±70(1)(2)404±70(1)(2)467±47(16)(1)(2)

表2 减影CTA中优、良、差组各血管段血管腔内平均CT值比较（±s , Hu）

表2 减影CTA中优、良、差组各血管段血管腔内平均CT值比较（±s , Hu）

注：（1）与优组比较，P＜0.017；（2）与良组较，P＜0.017；（3）括号内为各组中LECA段血管的例数。LEICA：左侧颈内动脉入颅前段；LM1：左侧大脑中动脉M1段；LA2：左侧大脑前动脉A2段；BA：基底动脉；LIVA：左侧椎动脉颅内段；LECA：左侧颈外动脉

分组 LEICA LM1 LA2 BA LIVA LECA(3)优组（n＝11） 553±82 506±89 436±60 510±72 516±92 591±117(7)良组（n＝14） 486±66 429±63(1)372±44(1)468±61 455±57 509±76(10)差组（n＝35） 401±92(1)(2)334±75(1)(2)265±60(1)(2)377±79(1)(2)381±82(1)(2)434±84(20)(1)(2)

3 讨论

血管腔内的碘可致X线更强的吸收和散射，这导致CT图像上CT衰减与对比增强增加。CT增强的程度直接与血管系统内的碘剂量和X线能量（如管电压）相关。管电压一定时，对比增强与血管系统内碘浓度的比值几乎恒定[5]。CT增强扫描中血管腔内碘浓度与血管腔CT值呈正相关。血管腔内碘浓度越高，CT值越大，血管强化越明显。本研究旨在确定脑血管CTA中血管腔内CT值与CTA图像质量的关系，确定使血管远端分支显示最佳的CT值阈值。本研究结果显示，LEICA、BA、LIVA及LECA常规与减影CTA图像以及LM1常规CTA图像优、良组与差组CT值差异有统计学意义（P＜0.017），而优组与良组差异无统计学意义（P＞0.017），表明在上述血管段中，优组与差组、良组与差组间分级标准存在意义；优组与良组间分级标准无意义，其可能原因为：①优组与良组分级标准本身差异太小；②观察者在区分优良组时的主观差异影响；③样本量不足。本研究中，LM1减影CTA图像及LA2常规与减影CTA图像中优、良、差组两两比较，各组间差异均有统计学意义（P＜0.017），表明LM1减影CTA图像及LA2常规与减影CTA图像中优、良、差组分级标准存在意义。LM1减影CTA图像及LA2常规与减影CTA图像最佳图像显示的CT值阈值分别为（506±89）Hu、（460±67）Hu、（436±60）Hu，提示脑血管CTA中血管腔内CT值与CTA图像质量呈正相关，即血管内CT值越大，CTA图像质量越好。

由本研究可知，要提高CTA图像显示质量，最直接的方法是在一定范围内增加血管腔内的碘剂量。然而，血管腔内的碘量是由注射速度、对比剂的体积和浓度决定的。高碘剂量可以通过增加延迟扫描时间与对比剂体积、快速注射对比剂或用碘浓度较高的对比剂获得。增加延迟时间对动脉期扫描是不可取的，增加对比剂注射速度通常在静脉入路时需用管径较大的套管针。在保持总的碘量不变的情况下，用高浓度的对比剂可以减少注射持续时间，加快扫描速度[6]。目前许多文献报道了高浓度对比剂在多层螺旋CT或高分辨率CT中对显示血管的影响，但研究结果不一[1,7-12]。吕发金等[1]研究报道，同样的注射速度，高浓度碘对比剂可提高单位时间的输碘量，提高血管内的碘浓度及增加血管的CT值；同时选择恰当的扫描延迟时间，可增加小血管的密度，提高小血管的对比度和显示率。而Kishimotoa等[10]报道，碘流率相同，不同浓度及黏度的对比剂在胸部CTA动脉强化程度上无明显差别。以上不同的研究结果，可能是由实验设计或对比剂注射方案不同所致。

总之，在一定范围内，随着脑血管腔内碘对比剂浓度的增加，血管强化程度增加，有利于小血管的显示，有利于提高脑血管CTA的图像质量。本研究的不足之处是样本量相对较少。在本研究的基础上，对血管腔内碘浓度是否存在饱和状态是下一步的研究方向。

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（责任编辑 张春辉）

Influence of Intravascular Contrast Medium Iodine Concentration on CT Angiography Image Quality

Purpose To investigate the infuence of different intravascular contrast medium iodine concentrations on the CT angiography (CTA) image quality, and to determine the CT threshold value for showing the optimal vessel.Materials and Methods Sixty consecutive patients of brain CTA were included in this study. The left extracranial internal carotid artery (LEICA), M1 segment of left middle cerebral artery (LM1), A2 segment of the left anterior cerebral artery (LA2), left intracranial vertebral artery (LIVA) and basilar artery (BA) were involved. Left external carotid artery (LECA) was additionally measured for the cases of head and neck CTA. If the vessel had existed vascular lesions, the contralateral vessel would be measured. Then the convention and subtraction CTA image quality were evaluated, respectively. Results For the conventional and subtraction CTA images, there was no statistic difference of patients' age among excellent, good and bad group (P＞0.05). For the LEICA, BA, LIVA and LECA conventional and subtraction CTA images, and LM1 convention CTA image, there was statistic difference between excellent, good groups and bad group (P＜0.017). There was no signifcant difference between excellent group and good group (P＞0.017). For the LM1 subtraction CTA image, LA2 conventional and subtraction CTA image, there were statistic differences among excellent, good and bad groups (P＜0.017). CT threshold value of the best CT image quality were: (506±89) Hu for LM1 segment subtraction CTA image, (460±67) Hu for LA2 segment conventional CTA image, and (436±60) Hu for LA2 segment subtraction CTA image, respectively.Conclusion With intravascular contrast medium iodine concentration increasing, the degree of vascular enhancement increases, which is benefcial to improve image quality.

Tomography, spiral computed; Cerebral angiography; Contrast media; Quality control

吕发金

2011-11-17

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.08.003

2012-07-01