低浓度对比剂低管电压在过轻或适中体重患者腹部CT增强扫描中的应用

马娅琼 MA Yaqiong

黄 刚 HUANG Gang

毛泽庆 MAO Zeqing

周 星 ZHOU Xing

王 平 WANG Ping

李 愉 LI Yu

低浓度对比剂低管电压在过轻或适中体重患者腹部CT增强扫描中的应用

马娅琼 MA Yaqiong

黄 刚 HUANG Gang

毛泽庆 MAO Zeqing

周 星 ZHOU Xing

王 平 WANG Ping

李 愉 LI Yu

作者单位
甘肃省人民医院放射科 甘肃兰州 730030

目的 探讨低浓度对比剂低管电压在过轻或适中体重患者腹部CT增强扫描中应用的可行性，寻找减少腹部CT增强扫描射线剂量及碘摄取量的最优方案。资料与方法 选取体重指数（BMI）＜20 kg/m2的40例过轻患者，随机分为A1组和B1组，每组20例；同时选取20 kg/m2≤BMI＜25 kg/m2的40例适中体重患者，随机分为A2组和B2组，每组20例。A1组和A2组采用低浓度对比剂低管电压（威视派克270 mgI/ml，管电压100 kV）行腹部CT增强扫描，B1组和B2组采用常规扫描方案（欧乃派克300 mgI/ml，管电压120 kV）行腹部CT增强扫描。比较4组的对比噪声比（CNR）、图像质量评分和有效射线剂量（ED）。结果 A1组和B1组、A2组和B2组动脉期、门静脉期的CNR及图像质量评分比较差异均无统计学意义（t=－1.539～0.000，P＞0.05）；B1组动脉期CNR及图像质量评分明显高于A2组和B2组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。结论 低浓度对比剂低管电压扫描方案可以在降低碘摄取量及辐射的同时获得与常规增强扫描同等的腹部图像质量； BMI对肝脏动脉期图像质量影响较大，对门静脉期图像质量影响较小，可考虑在肝脏增强检查协议中选择性降低门静脉期电压以降低辐射。

腹部；体层摄影术，X线计算机；造影剂；辐射剂量；图像增强；人体质量指数；体重

对于腹部疾病的诊断，腹部CT增强扫描是一项不可或缺的检查手段，但是CT增强扫描会给患者带来对比剂副作用及辐射的危害。既往研究报道[1]，碘在低管电压时吸收率增加，说明采用常规剂量低浓度对比剂时降低管电压可获得相同的对比增强，同时降低管电压可明显降低辐射剂量。周旭辉等[2]利用该原理将低管电压设置及个体化对比剂注射方案应用于肺动脉CT血管成像中，效果良好。本研究对过轻或适中体重患者行腹部CT增强扫描，旨在研究低浓度对比剂低管电压能否应用于腹部增强扫描。

1 资料与方法

1.1 研究对象 2013年5—7月在甘肃省人民医院行上腹部增强扫描检查的患者，选取体重指数（BMI）＜20 kg/m2的40例过轻患者，随机分为A1组和B1组，每组20例；同时选取20 kg/m2≤BMI＜25 kg/m2的40例适中体重患者，随机分为A2组和B2组，每组20例。A1组和B1组、A2组和B2组BMI差异无统计学意义（t=－0.647、－1.428，P＞0.05），4组患者年龄差异无统计学意义（F=1.779，P＞0.05）。排除：肝肾功能异常者。共纳入80例患者，其中男48例，女32例；年龄17～85岁，平均（58.65±12.75）岁。检查前训练患者呼吸使其在检查时保持平静呼吸。CT检查10～30 min前测量患者的身高、体重，并记录临床一般资料。所有患者均知情同意并配合检查。

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed VCT、德国ulrich双筒高压注射器进行扫描。4组对比剂注射剂量均为0.9 ml/kg，注射速度为4 ml/s，然后再注射50 ml 0.9%氯化钠注射液[3]，注射部位选取右侧手背静脉[4]。先扫描定位片，选择膈肌水平进行smart监测层面扫描，感兴趣区选在腹主动脉中心，直径取10 mm，阈值120 HU，开始注射造影剂后10 s在smart监测层面进行触发扫描，25 s时行门静脉期扫描，180 s 时行延迟扫描。对比剂选择及扫描参数：A1组选用威视派克270 mgI/ml，管电压100 kV，管电流400 mA；A2组选用威视派克270 mgI/ml，管电压100 kV，管电流500 mA；B1组和B2组选用欧乃派克300 mgI/ml，管电压120 kV，管电流400 mA；准直5 mm，层厚5 mm，FOV均为24 cm。

1.3 图像后处理 每例患者共获得5 mm层厚的48幅图像，传送至GE AW 4.4工作站进行测量。图像质量的客观评价：测量肝脏的CT值和肝脏的噪声，取肝左叶、右叶和尾叶3个不同区域的平均CT值，选择组织均匀部分划定感兴趣区，尽量避开病变、血管、胆管及肝脏边缘，同时测量同层面竖脊肌CT值，取左、右竖脊肌CT值的平均值，背景噪声取同层面腹壁左前、正前和右前方空气噪声值的平均值，感兴趣区面积均取10 mm2，按公式（1）分别计算动脉期、门静脉期的对比噪声比（CNR）。

图像质量的主观评价：在不知道扫描方案的情况下，由2名工作10年以上的放射科副主任医师根据肝脏强化程度、肝脏病变和血管结构的显示情况，结合自身工作经验独立判读图像质量：优异5分，图像清晰细腻，噪声不明显；良好4分，噪点增多，图像清晰；中等3分，噪声明显，但仍可满足诊断要求；较差2分，伪影较明显，影响正确诊断；很差1分，不能满足诊断要求。取2名医师评分的平均值作为该患者的图像质量评分。

1.4 辐射剂量 记录患者的剂量长度乘积（dose length product，DLP），按公式（2）计算有效剂量（effective dose，ED）。

其中按照欧盟委员会关于CT的质量标准指南[5]，k值取0.015 mSv/(mGy·cm)。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，CNR、图像质量评分组间两两比较采用独立样本t检验，多组间比较采用单因素方差分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

4组图像质量评价、碘摄取量及射线剂量结果见表及图1～4。A1组和B1组动脉期、门静脉期CNR和图像质量评分差异无统计学意义（t=－1.539、－1.396、－0.709、－0.000，P＞0.05）；A2组和B2组动脉期、门静脉期CNR和图像质量评分差异无统计学意义（t=－0.415、－0.932、－1.324、－0.710，P＞0.05）。B1组和B2组动脉期CNR及图像质量评分比较差异有统计学意义（P＜0.05），门静脉期CNR及图像质量评分比较差异无统计学意义（P＞0.05）；B1组动脉期CNR和图像质量评分高于A2组（P＜0.05），门静脉期CNR和图像质量评分差异无统计学意义（P＞0.05）。A1组和A2组碘摄取量下降了0.27 mgI/kg，同时，A1组ED相比B1组下降了37.9%；A2组ED相比B2组下降了30.7%。

3 讨论

3.1 选用低浓度对比剂及降低管电压的可行性 在以往的CT增强检查中常采用降低管电流以降低射线剂量，但降低管电流对辐射剂量的降低程度有限。Cho等[7]的研究结果显示，在肝CT增强检查中当管电压从120 kV调整到80 kV时，虽然图像噪声升高，CNR有所下降，但在非肥胖型肝癌患者的检查过程中仍具有较好的诊断效能，这说明在肝脏CT增强检查时利用降低管电压来降低辐射是可行的。另外Schindera等[1]在肝脏体模中，采用80 kV的低管电压及选用300 mgI/ml对比剂使得模拟血管和病灶的显影对比度显著增强，这说明在低管电压条件下可用同样的碘获得较大的增强或采用较少的碘获得同样的增强，因此在降低管电压时选用常规剂量的低浓度对比剂或在选用低浓度对比剂时降低管电压均可达到减少碘摄入量及降低辐射的双重好处。

3.2 低浓度对比剂低管电压扫描方案对图像质量的影响本研究采用肝脏CNR评价腹部图像质量，结果显示相同BMI范围的两组患者选用低浓度对比剂和低管电压扫描方案与常规增强扫描所得到的腹部图像CNR及图像质量评分差异无统计学意义，但前者的ED相比后者下降了37.9%；20 kg/m2≤BMI＜25 kg/m2的患者选用低浓度对比剂低管电压扫描方案时，欲得到与常规扫描方案同等的腹部图像质量，可适当提高电流，ED仍能较常规增强扫描方案下降30.7%。降低管电压使X线强度降低，会直接导致图像噪声增加[8]。噪声增加对增强的血管影响不大，因为此效应可以由CT值的增加来补偿[9]。本研究结果显示研究组（A1组和A2组）和对照组（B1组和B2组）的腹部图像CNR和图像质量评分无显著差异，说明增强的软组织可以由增加的CT值补偿一定的图像质量。因此，对于选用低浓度对比剂低管电压扫描方案的患者可在获得良好图像质量的同时降低碘摄入量和射线剂量。

表1 4组CNR、图像质量评分、碘摄取量及ED值比较

图1 男，72岁，A1组，BMI=19.47 kg/m2。动脉期CNR=1.78，图像质量评分为3.5分（A）；门静脉期CNR=4.91，图像质量评分5分（B）；单期 DLP=351.03 mGy·cm，ED=5.27 mSv

图2 男，42岁，A2组，BMI=24.22 kg/m2。动脉期CNR=0.65，图像质量评分3分（A）；门静脉期CNR=5.61，图像质量评分5分（B）；单期DLP=391.98 mGy·cm，ED=5.88 mSv

图3 男，60岁，B1组，BMI=19.07 kg/m2。动脉期CNR=0.93，图像质量评分3分（A）；门静脉期CNR=3.57，图像质量评分4.5分（B）；单期DLP=566.18 mGy·cm，ED=8.49 mSv

图4 男，50岁，B2组，BMI=23.78 kg/m2。动脉期CNR=1.21，图像质量评分3.5分（A）；门静脉期CNR=3.94，图像质量评分4.5分（B）；单期DLP=566.18 mGy·cm，ED=8.49 mSv

3.3 BMI对本研究图像质量的影响 BMI是最重要的影响血管和实质强化程度的患者因素[1-3]。本研究根据BMI将低浓度对比剂低管电压组分为A1组和A2组，常规扫描方案组分为B1组和B2组。A1和A2组除了BMI不同，管电流也不同，因为在预实验中发现A2组在采用电压100 kV、电流400 mA时图像质量欠佳，所以为满足诊断要求提高管电流至500 mA，A1组和A2组动脉期CNR、图像质量评分和门静脉期CNR、图像评分无显著差异，考虑为提高的管电流正影响掩盖了BMI的负影响，与Cho等[7]的研究结果一致。B1组和B2组动脉期CNR、图像质量评分有显著差异，两组的研究条件除BMI不同，其余的均相同，因此认为两组在动脉期图像质量差异源于BMI的不同，与文献[9-14]的研究结果一致。门静脉期CNR、图像质量评分无差异，考虑为BMI因皮下脂肪增大对血管内的血容量影响较小[10,13]，而肝脏的血供有75%源于门静脉，故在门静脉期肝实质的强化程度受BMI的影响相对小于动脉期。因此可考虑在设置协议时选择性降低门静脉期电压。另外，A1组和B2组的图像质量无显著差异，考虑源于B2组的BMI较大抵消了A1组的低管电压影响。A2组和B1组的图像质量评分有显著差异，可能是因为A2组提高的管电流对图像质量的正影响远远不及大BMI和低管电压对其的负影响。

3.4 本研究的局限性 研究过程中将A2组的管电流设置为500 mA，与其他3组缺少一定的可比性，原因在于本研究对象均为患者，且预实验采用400 mA管电流影响A2组的图像质量和诊断结果；本研究未纳入BMI≥25 kg/m2的病例。

总之，本研究结果得出低浓度对比剂低管电压扫描方案可以在降低碘摄取量及辐射的同时获得与常规增强扫描同等的腹部图像质量，对20 kg/m2≤BMI＜25 kg/m2的患者采用低浓度对比剂低管电压扫描方案时可以通过适当增加毫安提高图像质量，同时，在肝脏增强检查协议中可选择性降低门静脉期电压以降低辐射。

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（本文编辑冯婕）

Low Concentration Contrast Agent and Low Tube Voltage in Light and Moderate Weight’s Abdominal Contrast-enhanced CT Scan

Purpose To investigate the feasibility of using low concentration contrast agent and low tube voltage in the light and moderate weight's abdominal contrastenhanced CT scan, in order to find an optimal solution to reduce radiation dose and iodine intake. Materials and Methods Forty patients with light weight whose body mass indexes (BMI) were lower than 20 kg/m2were randomly divided into group A1 (n=20) and group B1 (n=20). Meanwhile, another 40 patients with moderate weight whose BMI ranged from 20 kg/m2to 25 kg/m2were randomly divided into group A2 (n=20) and group B2 (n=20). Low concentration contrast agent and low tube voltage (Visipaque 270 mgI/ ml, 100 kV) were used in both group A1 and group A2 in abdominal enhanced CT scan. While both group B1 and group B2 used conventional scan solution (Omnipaque 300 mgI/ ml, 120 kV) in abdominal enhanced CT scan. Then the contrast noise ratio (CNR), the image quality score and the effective radiation dose (ED) were compared among the four groups. Results The CNR and image quality score at artery phase and portal phase were neither significantly different between group A1 and group B1, nor between group A2 and group B2 (t=－1.539-0.000, P＞0.05). The CNR and image quality score of the liver at artery phase in group B1 were significantly higher than those in group A2 and group B2 (P＜0.05). Conclusion The solution of using low concentration contrast agent and low tube voltage in contrast enhanced scan can achieve the same high quality abdominal image with reduced iodine intake and radiation, compared with the application of conventional enhanced scan; BMI has rather great impact on image quality score at arterial phase and little impact on that at portal phase. So it is suggested that the protocol of liver contrastenhanced CT scan may choose reduction of voltage at portal phase so as to reduce radiation.

Abdomen; Tomography, X-ray computed; Contrast media; Radiation dosage; Image enhancement; Body mass index; Body weight

10.3969/j.issn.1005-5185.2015.07.012

黄 刚

Department of Radiology, Gansu Provincial Hospital, Lanzhou 730030, China

Address Correspondence to: HUANG Gang

E-mail: keen0999@sina.com

R445.3

2014-12-30

2015-03-12

中国医学影像学杂志

2015年 第23卷 第7期：523-526

Chinese Journal of Medical Imaging

2015 Volume 23(7): 523-526