256层CT低对比剂剂量低辐射剂量颈部血管成像初步研究

沈继明

摘要： 目的：探讨低对比剂剂量低辐射剂量256层CT颈部成像的可行性。方法：体重70kg以下64 例患者随机分A、B组，每组32例； A组采用低对比剂剂量、低辐射剂量扫描及迭代算法进行图像重建，B组采用低对比剂剂量、常规辐射剂量扫描及标准算法进行图像重建。计算两组的辐射剂量。对两组图像进行后处理，比较两组血管重建图像质量，测量并比较两组主动脉及颈动脉血管的CT值。结果：A组优质图像28例，B组29例，P>0.05，两组无统计学差异。A组主动脉均值为（370.23±62.64）HU， 颈总动脉均值为（411.44±65.29）HU，颈内动脉海绵窦段均值为（343.07±51.30）HU； B组主动脉均值均值均值为（391.3±46.92）HU， 颈总动脉均值为（413.22±56.07）HU， 颈内动脉海绵窦段均值为（356.51±48.42）HU，P>0.05，两组无统计学差异。结论：256层CT颈部血管成像采用低对比剂剂量低辐射剂量能获得满足临床诊断的图像，可常规应用于70公斤以下患者的颈部CTA。

关键词： 颈部血管；体层摄影术；x线计算机；双低剂量

Abstract：Purpose：To explore the feasibility of double low dose CT scan in the examination of the carotid artery.Methods：64 patients whose weight were less than 70kg were classified into group A and group B.Parameters of A group were the same as the low does contrast medium and low dose tube current.Parameters of B group were the same as the low contrast medium and routine dose tube current . Results： A group of high quality image 28 cases， B group of 29 cases. No statistical difference was found between two groups （P>0.05）. Group A ：Aortic CT average 370.23± 62.64 HU， Carotid artery CT average 411.44±65.29 HU， cavernous segment of internal carotid artery CT average 343.07± 51.30 HU. Group B ：Aortic CT average 391.3±46.92 HU ， Carotid artery CT average 413.22±56.07 HU ， cavernous segment of internal carotid artery CT average 356.51±48.42 HU （P>0.05）. Group A ： a mean CTDI of 6.73 mGy， a mean DLP of 236.7-295.3 mGy cm. Group B ： a mean CTDI of 31.76-38.2mGy， a mean DLP of 1112.7-1682mGy cm. Differences are statistically significant（P<0.001）.Conclusion：Double Low dose CT was suitable to replace conventional dose CT in carotid artery imaging.

Keywords：Carotid arteries；Tomography，X-ray computed；double Low dose

头颈部动脉粥样硬化是脑缺血或出血性疾病的主要病因1-2。作为诊断颈部血管病变的金标准3，数字减影血管造影（digital subtraction angiography，DSA）具有一定的创伤性和危险性。随着多层螺旋CT（multi-slice computed tomographic.MSCT）迭代重建算法的发展，256层及320排CT的临床应用为筛查颈部血管病变提供了无创、快捷、准确的检查手段4，也为采取低对比剂剂量及低辐射剂量进行颈部血管成像提供了可能。目前，双低剂量在256层CT颈部成像中的运用国内报道不多。本文旨在探讨低对比剂剂量低辐射剂量技术256层颈部血管成像中的可行性，相关报告如下。

1. 材料与方法

1.1临床资料

入组条件：临床疑有颈动脉硬化者，体重低于70公斤者64例，其中男25例，女39例；最大年龄88岁，最小年龄44岁，平均年龄61岁。随机分为A、B两组：每组32例。患者都实行知情告知并签署知情同意书，并经过本院伦理委员会的论证和审批。

1.2检查方法

采用PHILIPS Brilliance iCT 256层螺旋CT机进行颈部血管扫描。患者取仰卧位头先进，双手自然伸直身体两侧，扫描范围从支气管隆突扫描至眼眶上缘。扫描均采用人工智能触发扫描技术及iDose扫描技术，探测点设在降主动脉，设触发阈值为120HU。A组扫描参数：管电压120KV，管电流100mAs，螺距0.993，扫描速度0.5s/360°，层间距0.9mm，重建间隔0.45mm，扫描时间3-4S，迭代算法重建。B组采用管电压120KV，管电流250 mAs，螺距0.993，扫描速度0.5s/360°，层间距0.9mm，重建间隔0.45mm，扫描时间3-4S，用標准算法重建。自正中静脉以4.5ml/s流速注射对比剂40-50ml。实验组自肘正中静脉注射40-50ml对比剂，流速4.5ml/s，再以4.5ml/s速率注射50ml生理盐水。两组均采用lice双桶高压注射器进行造影剂注射。相同剂量造影剂，均为碘帕醇注射液300mgI/ml。A组造影剂剂量按体重每公斤/0.7ml。B组造影剂剂量按体重每公斤/1ml。

1.3图像处理

图像重建层厚1.25mm，层间隔0.625mm；A组采用iDose4迭代算法重建，B组用标准重建轴位图像数据上传工作站。应用高级血管分析技术（AVA）进行图像后处理，由然间自动重建血管图像，后处理方法包括最大密度投影（MIP），多平面重组（MPR），曲面重组（CPR）及容积重组成像（VR）。

1.4图像评估

由2名副主任高年职医师双盲法对图像进行CT值测量后处理图像评估；在1.25mm轴位图像测量主动脉的CT值，颈总动脉远段的CT值，颈内动脉颅内段的CT值。后处理图像按主动脉、颈总动脉、颈内动脉3级分支，进行图像质量评级评分[5]：Ⅰ级颈动脉3级分支图像显示不清，有伪影不能满足诊断需求，1分；Ⅱ级颈动脉3级分支图像局部稍有伪影边缘稍模糊，能满足诊断需求，2分；Ⅲ级颈动脉3级分支图像清晰、边缘锐利，完全符合诊断需求，3分。Ⅲ级图像质量评为优，Ⅱ级图像质量评为良，Ⅰ级图像质量评为差。

1.5辐射剂量测量

CT系统依据设置的扫描参数自动计算辐射剂量估计值：CT剂量长度乘积（dose length product，DLP，单位，mGy/cm） 和剂量指数（CT doseindex volume，CTDIvol，单位，mGy）。记录每种扫描方案的DLP和CTDIvol。根据公式ED=kxDLP计算有效剂量（effective dose，ED，单位：mSv），组织权重因子k值（单位：mSv·mGy ·cm ）采用欧盟委员会（Commission of the European Communi—ties，CEC）推荐的成人颈部权重因子0.005 9[6]。

1.6统计分析

采用SPSS16.0软件包进行统计学分析，两组CT值、有效剂量行t检验，对图像质量进行卡方检验，P<0.05，表示差异有统计学意义。

2. 结果

2.1 图像质量评估 A组图像颈根部伪影2例， 假齿伪影1例，吞咽伪影1例；3级图像28例，2级图像4例，见图1；B组图像颈根部伪影2例，吞咽伪影1例，3级图像29例，2级图像3例，见图2；动脉1-3级分支在VR上两组显示率均100%，P>0.05，两组差异无统计学意义。

2.2 血管CT值 A组：主动脉267.3-482.6HU，均值370.23±62.64，颈总动脉289.9-537.8HU，均值411.44±65.29 ，颈内动脉海绵窦段233.2-460.6HU，均值343.07±51.30； B组：主动脉260.1-477.6HU，均值391.3±46.92，颈总动脉268.8-513.8HU，均值413.22±56.07，颈内动脉海绵窦段220.2-428.1HU，均值356.51±48.42。两组t=1.345，t=0.139 ， t=0.9528 两组P>0.05，差异无统计学意义。

2.3 辐射剂量 两组x线剂量指数及剂量长度，A组CTDI为6.73mGy，DLP为236.7-295.3 mGy*cm， CTDI 、DLP乘积均值为16.37×267.56±14.33；B组为CTDI31.76-38.2mGy，DLP为1112.7-1682mGy*cm，CTDI 、DLP乘积均值为31.76×1211.56±58.11。两组t=78.85， P<0.001 ，差异有统计学意义。

图1A组患者体重67公斤，造影剂量47ml，迭代算法重建，有效剂量1.61 mSv

VR清晰显示a1颈总动脉、b1颈内动脉、c1大脑中动脉3级分支 CPR图显示清晰

图2 B组患者体重66公斤，造影剂量46ml，标准算法重建，有效剂量7.64 mSv

VR清晰显示a2颈总动脉、b2颈内动脉、c2大脑中动脉3级分支 CPR颈根部少许伪影

3.讨论

3.1迭代重建对图像质量影响 迭代重建算法[7-8]是基于噪声的统计模型和对真实图像的假设。它通过每次迭代提高图像质量。本组研究发现：体重小于70公斤以下患者颈部血管CTA扫描选用iDose4迭代算法参数的设定可以减少50%毫安量；而高于70公斤患者的颈部血管CTA选用扫描iDose4迭代算法参数设定不能减低曝光条件。本文颈部血管成像低剂量扫描A组采用iDose4重建图像的噪声比标准重建图像的噪声明显减少，图像平滑。iDose4迭代重建算法，在不降低图像空间分辨率的情况下，可以有效去除图像噪声，大幅降低辐射剂量。A、B两组图像质量无显著性差异。本次研究缺陷为采用固定条件低剂量扫描，对于体重指数大、肩部宽、厚的患者没有采用管电流自动调制技术（ATCM）进行扫描，造成低剂量扫描技术中颈根部伪影。Mieville[9]等研究发现，iDose4迭代算法与滤波反投影重建技术（filtered back projection，FBP） [10] 相比，不改变图像的噪声功率谱曲线（MTF）。iDose4需要结合图像锐化滤波可以得到更好的空间分辨率。因此采用iDose4进行低剂量扫描需要改变重建参数以保证图像质量。

3.2辐射剂量测定及对人体影响CT检查广泛运用于临床，对CT检查照射剂量带来的损伤及致癌风险5，成为人们关注的焦点。人体CT检查的照射剂量是CT器自主生成的人体CT 剂量指数（ computed tomo-graphy dose index，CTDI） 及剂量长度乘积（ dose-length product，DLP） ，乘以转换因子K计算出人体吸收的有效剂量（ effective dose，ED） 。本文雙低剂量扫描A组平均CTDI为16.37 mGy ，DLP为267.56 mGy/cm，ED平均为2.57 mSv；B组CTDI为31.76 mGy，DLP为1211.56 mGy/cm，ED平均为227.02 mSv，双低剂量扫描A组在保证获得优质图像的基础上能有效降低X线对人体照射量的损伤。

3.3低对比剂运用的意义 本研究用40-50ml对比剂，对比剂注射后以生理盐水50ml，分别以4.5ml/s，4.5ml/s团注法，通过测量主动脉及颈部血管CT值发现，两组最小CT值达到233.2HU，两组无明显差异。说明低剂量对比剂，采用高注射速率，并辅以生理盐水冲管，能获得对比剂在血管中高浓度，一定程度弥补低对比剂剂量可能造成的血管强化率不高的问题。Schoellnast[11]等报道，主动脉CTA检查团注造影剂后应用生理盐水冲刷，可減少使用造影剂剂量20 ml，且不影响血管的强化程度。杨春燕等[12]研究认为对比剂低剂量与常规用量在头颈部动脉分级能力显示及图像质量上效果相同，与本文结果一致。文献报道对比剂对肾脏的毒性作用与使用剂量有关[13-15]。特别是肾功能受损、糖尿病性肾病、充血性心力衰竭等患者，更需谨慎考虑对比剂用量，通过减少对比剂的使用降低风险的发生，提高临床检查的效益一风险比。

本次研究认为，体重70kg以下患者的双低剂量扫描技术既能保证临床获得优质的诊断图像，又能明显提高临床检查的效益一风险比。建议体重70kg以下的患者颈部CTA血管造影双低剂量扫描可作为常规扫描技术。

参考文献：

1. 毕涛， 于薇，何楠等，320排CT头颈联合扫描评价颈动脉血运重建术前后脑血流动力学变化[J]，心肺血管病杂志2012-31（3）268-272.

2.曹丽珍，李坤成，杜祥颖等，低剂量对比剂联合生理盐水在64层螺旋CT头颈血管成像中的应用[J].，中华放射学杂志，2007，41（8）821-824.

3. 蒲 红，白 林，彭泽华，等，双能量减影法与常规减影法CT血管造影在颅外颈动脉成像的临床应用价值[J]， 中国医学科学院学报2010，32（6）611-614.

4.郭春生，彭晋，吴责华等，320排CT头颈部血管成像的临床应用研究[J]， 医疗卫生装备2012，33（l0）55-59.

5.杜煜， 时高峰， 王亚宁. 颈动脉双源 CTA 低剂量和常规剂量扫描的比较[J]. 中国医学计算机成像杂志， 2012， 18（6）： 557-560.

6. Menzel HG， Schibilla H， Teunen D. Guidelines on radiation dose on the patient[J]. European guidelines on quality criteria for computed tomography， 2006， 1： 32.

7.刘彬， 乔磊， 白玫. CT 低剂量技术新进展[J]. 中国医学装备， 2012， 9（8）： 48-52.

8.李 志鹏 ， 丛 鹏 ， 邬 海 峰 代 数迭代 算CT 法进行图像 重建 的研 究[J]. 核 电 子 学 与 探测 技术，2005，25（3）. 184-186

9. Miéville F A， Gudinchet F， Brunelle F， et al. Iterative reconstruction methods in two different MDCT scanners： Physical metrics and 4-alternative forced-choice detectability experiments–A phantom approach[J]. Physica medica， 2013， 29（1）： 99-110.

10. Fleischmann D， Boas F E. Computed tomography—old ideas and new technology[J]. European radiology， 2011， 21（3）： 510-517.

11.Sehoellnast H，Tillich M，Deutschmann MJ，et a1. Aortoiliacenhan cement during computed tomography an giography withreduced contrast material dose and saline solution flush：influence on magnitude and uniformity of the contrast cohran. Invest Radiol，2004，39：20-26.

12.杨春燕， 侯新川， 梅友泉. 低剂量对比剂在 64 排 CT 头颈部血管联合成像中的应用[J]. 中国医学影像学杂志， 2012， 20： 352-354.

13.Gleeson T G， Bulugahapitiya S. Contrast-induced nephropathy[J]. American Journal of Roentgenology， 2004， 183（6）： 1673-1689.

14. 丁 文飞 综述， 造影剂 肾病 的发病机 制研究进展[J].江 西 医 药2014.49（6）554-556.

15. 王洪娜， 王伟铭 ， 陈 楠，薛 骏，造影 剂 肾病 的研究 治疗 现 状及 进 展[J].中 国 中 西医结合肾病杂志， 2014.15（5） 453-454.