双源CT与传统CTA—DSA技术在头颈部血管成像的对比应用

胡杏珍　吴晔　周煜奇等

[摘要] 目的 探讨炫速双源CT双能量成像在头颈部动脉血管中应用的价值。 方法 96例患者随机分成两组：A组炫速双源组（n=48），使用炫速双源行头颈部CTA双能量检查，扫描参数140 kV/Sn80 kV，210/105 mAs；B组传统Neuro-DSA组（n=48），使用炫速双源内的传统Neuro-DSA常规扫描方法，参数120 kV/245 mAs；同时比较两组检查的CT容积剂量指数（CTDI vol）以及进行图像质量主观评分。 结果 两组间影像质量的主观评估差异有统计学意义（P<0.05），两组间辐射剂量差异有统计学意义（P<0.05），A组有效剂量为（7.54±0.05）mGy，较B组的（10.67±0.08）mGy降低约25%。 结论 头颈部血管炫速双源双能量成像与传统Neuro-DSA成像对比双能成像辐射小，成像质量效果好，但颅底骨存在过度减影的缺点，技术亟需改进。

[关键词] 体层摄影术；X 线计算机；血管造影术

[中图分类号] R814.4 [文献标识码] B [文章编号] 1673-9701（2015）21-0079-05

[Abstract] Objective To explore the application value of dazzle speed dual-source dual-energy CT imaging in head and neck arteries. Methods Total 96 patients were enrolled into two groups randomly in this study. Fourty-eight patients were scanned the dual-energy scanning mode（140 kV/Sn80 kV，210/105 mAs） in group A. The other 48 patients were scanned in a tranditional Neuro-DSA mode （120 kV/245 mAs） in group B. The CT volume dose index （CTDI vol） and the subjective image quality score were compared between two groups. Results The difference of the subjective image quality score was significant between the two groups（P<0.05）， the effective dose of group A was decreased by 25% compared with the dose of group B [（7.54±0.05） mGy vs （10.67±0.08） mGy）. Conclusion Radiation dose is lower， image quality is better in the dazzle speed dual-source double energy imaging of the head and neck vascular when compared to the conventional Neuro-DSA imaging. But excessive？subtraction angiography exists in the bone of the skull base， the technology needs to be improved.

[Key words] Computerized tomography； X-ray computer； Angiography

数字减影血管造影技术（DSA）目前仍成为诊断头颈部血管病变的金标准[1]。毋庸置疑的是DSA的有创性的本质特征及其并发症仍高于头颈部CT血管成像（CTA）和磁共振的检查血管成像（MRA），限制了DSA的临床广泛应用[2，3]。MRA因为无放射性辐射，随着磁共振场强不断提高，扫描速度越来越快，作为脑血管疾病的筛选得到越来越广泛的应用，但是其反映的是血管内血流动力学的生理特征而不是真正的解剖学管腔，对于血管分叉处或血流处于湍流状态往往导致信号缺失或出现夸大效应[4]。CTA检查因为其扫描速度快、无创伤、伪影少等优点逐渐成为头颈部血管检查的首选[5]。但是常规CTA检查辐射剂量大、颅底血管重建复杂、耗时、成功率不高等缺点阻碍了其发展[3，6，7]。双源CT双能量成像因其炫速扫描速度与极低的辐射剂量和快速重建方法得到越来越多的业内人士的认可[1，8，9]。但目前对于炫速双源CT的扫描剂量、图像质量评价和图像后处理效率与传统CT对比文献比较少，本文探讨炫速双源CT双能量成像与传统CTA-DSA技术在头颈部动脉血管成像的应用优势。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2012年1月～2014年1月两年间在我院及合作医院浙江省立同德医院怀疑有脑血管疾病行CTA检查的患者96例。上述患者检查中均有良好配合能力，无碘剂过敏史及严重的肝肾功能不良，受检者均签署知情同意书。96例患者中，男62例，女34例，年龄20～85岁，平均（55±31）岁。本研究获得医院伦理学委员会批准。将患者随机分为A（炫速双能组）、B组（传统Neuro-DSA组）两组。两组患者的性别、年龄、体重、体质指数无明显差异（P>0.05）。见表1。

1.2 设备与方法

A、B两组患者均由西门子公司炫速双源CT机（SOMATOM Definition Flash CT）扫描。嘱托患者头颈部保持静止，并把患者于扫描前置于舒服头托内，让其平静呼吸，避免眨眼和吞咽动作。设定从主动脉弓水平扫描向上至颅顶水平扫描的范围。双筒高压注射器，注射速率5.5 mL/s，左或右侧肘前静脉注射造影剂，造影剂选用非离子型造影剂欧乃派克注射液350 mgI/mL，采用头先进，仰卧位，注射剂量按1.2 mL/kg，注射完毕后，以同样速率注射0.9%氯化钠注射液40 mL。人工智能触发扫描应用于此扫描过程中，触发点定于主动脉弓水平，触发阈值设定在100 Hu，延时5 s开始自动追踪扫描。扫描参数：A组炫速双能组无需平扫，采用双源双能量扫描准直器宽度128 mm×0.6 mm，管电压140 kV/80/Sn，管电流210/105 mAs，螺距0.7，旋转时间0.28 s，开启Care Dose 4D。B组传统Neuro-DSA组需常规平扫，然后按相同条件进行增强检查。准直器宽度128 mm×0.6 mm，管电压120 kV，有效管电流245 mAs，螺距0.7，旋转时间0.28 s，同时开启Care Dose 4D。两组采用相同的扫描参数和重组参数如下：层厚1 mm，层间隔0.7 mm，视野24×24，重组函数30 f。

1.3 图像重建和图像分析与评价

图像重建：A 组扫描完成后，获得3组自动重建数据，即80 kV/140 kV及两种能量混和数据，得到第三组数据（相当于约120 kV）将自动重建数据传输至工作站，将两组数据及前两组数据分别同时调入双能量处理软件在右侧工具栏下选择和headbone removal自动进行去骨[10]。然后利用两组重建后的数据传入Inspace 软件，利用容积重建（volume rendering technique、VRT）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重建（multiplanar reformation，MPR）等后处理技术，使头颈部动脉血管得到良好地显示[11]。

图像分析：头颈部动脉CTA质量影响主要在颅底骨质和颈椎横突孔周围骨质，我们主要通过选取颈动脉的三段来分析图像质量：（a）颈动脉颅外段；（b）颈动脉管段，这一段是影响图像质量的关键所在；（c）虹吸段[12]。

图像评价：根据Morhard D的图像质量的评价分级，将两组图像三段分为5个等级评分为0～4分：0分：动脉血管壁显影差，无法评价血管影；1分：有大量骨骼残留，图像质量欠佳，伪影较多；2分：仅有少量骨骼残留或伪影较小，但尚能进行影像学诊断；3分：少量骨骼伪影，血管壁尚光滑锐利；4分：无任何骨骼伪影，无任何伪影，血管壁光滑锐利。评价图像由2位副主任以上放射诊断医师共同阅读评定。

辐射剂量的测定方法：检查结束后CT机会自动生成辐射剂量报告文件（Dose Report）来记录CT容积剂量指数（CT dose index CTDI VOL，单位mGy）[13]，炫速双能组计算增强扫描辐射剂量，传统Neuro-DSA为平扫和增强辐射剂量相加。

1.4 统计学方法

采用Kappa一致性检验（Kappa值，即K值）评价两名医师的一致性，标准如下：0.75

2 结果

2.1 两组CTDIvol情况比较

炫速双能组的CTDI最大值为8.32 mGy，最小值6.47 mGy，平均值（7.54±0.05）mGy；传统Neuro-DSA组CTDI最大值为（10.67±0.08）mGy，最小值9.68 mGy，平均值（10.67±0.08）mGy，两组比较差异有统计学意义（t=12.83，P<0.05），炫速双能组的辐射剂量明显小于传统Neuro-DSA。见表2。

2.2 炫速双能组与传统Neuro-DSA血管图像质量评分分级情况比较

96例炫速双能组与传统Neuro-DSA血管图像质量评分分级比较颅外段、颈动脉管段、虹吸段χ2值分别为32.372、37.351、36.753，P<0.05，说明炫速双能组血管图像质量评分分级明显高于传统Neuro-DSA，差异有统计学意义（P<0.05）。见表3和图1、2。

3 讨论

头颈部血管性疾病是临床常见病、多发病，且发病时往往比较紧急，因此必须要求检查迅速、准确。DSA的有创性往往在临床上难以广泛推广。磁共振的发展迅速，但检查的速度还不能满足临床的需要。CT因为其快捷、准确度高的优点，得到临床医生的青睐。随着CT的快速发展，在旋转机架上安装两套球管系统及两套相互独立的数据采集系统的西门子双源CT 2008年应用以来显示了其强大的功能[14]。它不但可以通过设置不同的管电压进行双能量扫描，而且还能同时采集高千伏和低千伏两套数据。头颈部血管双能量成像获得的140 kV和80 kV两组不同能谱数据，两者转换成相当于120 kV的融合图像，通过一次扫描可同时获得多组不同能谱的图像，为诊断提供丰富的参考图像[15]。其原理是因为X线的衰减决定于X线的能量和其穿过的物体的组织特性，当两种不同kV（即80 kV和140 kV）的X线对同样组织进行螺旋扫描时，穿过人体的X线衰减不同；对于不同组织扫描，其X线衰减也并不相同[16]。以我们常用的非离子型造影剂中的碘剂来说，它对低能量X 线的衰减系数较高能X线条件下，其衰减系数减少50%以上。与高能X线相比，气体的衰减系数在低能X 线条件下几乎无变化。因此，可利用不同能量的X线及不同组织对应的CT值变化得出体现组织化学成分的组织特性图像，这就是双源CT双能量成像的原理[17]。基于这一原理双源CT可获得双能量数据，自动区分碘对比剂和钙质，并能从增强影像上去除碘对比剂，实现虚拟平扫以及自动骨去除技术[18]。炫速双源CT机除了具有一代双源CT机的优势外，探测器宽度的增加以及球管旋转时间的降低增加了其技术上的优势，另外其选择性能谱滤过技术的应用以及有效剂量的减少，结合其它技术的进步来保证图像质量，同时降低患者的辐射剂量。炫速双源CT脑血管双能量成像应用了选择性能谱滤过（select by photon shields，SPS）技术，应用锡板对140 kV的光子束低能光子进行剔除，使图像噪声明显降低，提高了图像的对比度和信噪比，随着低能光子的滤除，患者的辐射剂量也降低[19]。炫速双能CT脑血管传统Neuro-DSA方式通过两次扫描利用数字血管造影的减影原理，用血管造影后的数据减去平扫所得的同层面数据获得血管图像[20]。Neuro-DSA图像质量也能满足诊断需求，但由于需要两次扫描，增加了患者的辐射剂量，同时要求两次扫描范围及位置完全一致，对于不能完全配合的危重患者增加了检查难度。一次扫描能得出两组能量图像，根据对比剂中碘剂与骨组织对不同能级X线吸收率的不同筛选出血管，解决了常规减影血管成像中运动伪影的问题，降低了患者配合度的要求，特别适合于急诊患者以及一些重症无意识患者，同时明显降低了患者接受辐射剂量，更符合当前患者对检查安全性的要求。但是炫速双源仍存在过度减影的问题，如血管边缘呈小锯齿状，或可能出现过多骨残留， 往往无法得到满意的图像，颅底血管观察仍受到影响，这是炫速双源CT头颈部血管应用中亟需解决的问题。颅底海绵窦段易造成血管过分减影是炫速双源CT常发生的问题，这时后处理技术员可以通过血管内碘值曲线的调节，加上对原始数据的再处理，进行校正和编辑的双重调节机制，能够获得暂且满意的图像效果，但是还需进一步研究探索如何获得完美的图像效果。

本研究炫速双能组的CTDI平均值比传统Neuro-DSA组CTDI平均值降低约25%，炫速双能组的辐射剂量明显小于传统Neuro-DSA。炫速双能组除了减少一次平扫的扫描外，自动管电流调节技术（Care Dose 4D）也起到了大幅降低辐射剂量的效果。双能组的两组管电压能够有效调整管电流以最低的管电流效果达到图像的完美组合。而Neuro-DSA组的单一管电压无法完美地降低管电流的有效输出，导致管电流的增大，但是本研究不足的是，没有记录每例病人有效管电流的输出情况，这是需要改进的方向。

综上所述，毋庸置疑的是炫速双源CT成像在保证良好的图像质量的同时，缩短了扫描时间，选择性能谱滤过技术的应用为扫描参数的优化广阔的发展空间，在提供良好的成像效果的同时合理有效地降低辐射剂量，在头颈部动脉血管的检查中有巨大的临床应用价值。

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（收稿日期：2015-02-10）