低辐射剂量联合低剂量对比剂在甲状腺CT增强扫描中的应用

梁坚豪 LIANG Jianhao

朱新进 ZHU Xinjin

杨侃荣 YANG Kanrong

刘 杰 LIU Jie

谭志成 TAN Zhicheng

钟金龄 ZHONG Jinling

低辐射剂量联合低剂量对比剂在甲状腺CT增强扫描中的应用

梁坚豪 LIANG Jianhao

朱新进 ZHU Xinjin

杨侃荣 YANG Kanrong

刘 杰 LIU Jie

谭志成 TAN Zhicheng

钟金龄 ZHONG Jinling

CT增强扫描的电离辐射以及广泛应用碘对比剂对人体的潜在危险备受关注，如何在保证图像质量的前提下降低X线辐射剂量及对比剂用量已经成为影像学界关注的焦点[1-3]。既往低辐射剂量及低对比剂用量CT扫描技术研究主要集中在CT血管成像方面[4-6]，在实质器官的应用研究较少[7-8]，尤其在小器官方面。本研究分析不同辐射剂量、不同对比剂用量的甲状腺增强CT图像质量，探讨其临床应用的可行性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选取2015年10月－2016年5月在佛山市第二人民医院行甲状腺CT增强扫描、且符合入组标准（无碘对比剂使用禁忌证及过敏史，无明显心、肝、肾功能不全）的患者120例，其中男40例，女80例，随机分为A、B、C、D组。4组患者的性别、年龄、身高、体重、体重指数（BMI）差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。患者均知情并签署知情同意书。

表1 各组患者年龄、身高、体重、BMI比较 （x±s）

1.2 仪器与方法 采用GE LightSpeed 16排螺旋CT仪，患者取仰卧位，先行平扫再行增强扫描，扫描范围为完整的甲状腺。经肘前静脉高压注射碘对比剂（三代显，300 mgI/ml），扫描条件及对比剂剂量分别为A组：管电压120 kV，管电流180 mA，剂量1.2 ml/kg；B组：管电压120 kV，管电流180 mA，剂量1.0 ml/kg；C组：管电压100 kV，管电流100 mA，剂量1.2 ml/kg；D组：管电压100 kV，管电流100 mA，剂量1.0 ml/kg。注射速度2.5 ml/s，随后延迟15 s进行扫描。扫描参数：螺距0.969∶1，球管转速1 s/r，扫描层厚、层距0.625 mm，标准重建算法，重建层厚、层距5 mm，矩阵512×512。扫描完成后图像传送至AWS 2.0工作站。4组受检者的对比剂用量分别为（66.07±16.64）ml、（57.63±9.15）ml、（69.63±10.18）ml、（59.07±8.82）ml，4组之间用量差异有统计学意义（F=7.21，P＜0.05）。

1.3 图像分析与评价

1.3.1 图像主观质量评价 由2名副主任医师采取双盲法独立完成对图像质量的主观评分，评分采用4分法[9]：1分：图像质量差，甲状腺边缘及内部组织显示不清；2分：图像质量一般，甲状腺边缘及内部组织显示欠清；3分：图像质量良好，甲状腺边缘及内部组织显示较好；4分：图像质量优良，甲状腺边缘及内部组织显示清晰。

1.3.2 图像客观分析 在相同层面设置类圆形感兴趣区（ROI），测量正常甲状腺强化CT值、相邻胸锁乳突肌CT值、颈前方空气CT值的标准差。ROI的面积：甲状腺ROI面积为30 mm2，胸锁乳头肌ROI面积为20 mm2，空气ROI面积为50 mm2，分别测量3次取平均值，以胸锁乳突肌CT值为背景信号，颈前方空气CT值的标准差为背景噪声，分别计算图像的信噪比（SNR）及对比信噪比（CNR），SNR=甲状腺CT值/背景噪声，CNR=（甲状腺CT值－背景信号）/背景噪声。

1.4 辐射剂量的记录和计算 记录各受检者的CT容积剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP），计算有效辐射剂量ED，ED=DLP×W，W为不同器官权重因子，甲状腺W=0.005。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0软件，利用单因素方差分析比较4组受检者的年龄、体重、身高、BMI、对比剂用量、甲状腺CT值、背景信号、背景噪声、SNR、CNR、CTDIvol、DLP、ED，组内两两比较采用LSD法，4组受检者性别、不同诊断结果例数及临床诊断符合率比较采用χ2检验，主观图像质量比较采用非参数秩和检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。采用Kappa法检验2名观察者的测量一致性，Kappa值≥0.75认为一致性较好。

2 结果

2.1 诊断结果的比较 4组患者不同诊断结果差异无统计学意义（χ2=1.36，P＞0.05），4组结节性病变与弥漫性病变诊断符合率差异无统计学意义（χ2=0.18、0.21，P＞0.05），见表2。

2.2 辐射剂量的比较 4组患者辐射剂量CTDIvol、DLP、ED差异有统计学意义（P＜0.05），C、D组辐射剂量低于A、B组，D组的CTDIvol较A、B组降低66.58%、66.58%，DLP较A、B组降低67.18%、67.91%，ED较A、B组分别降低66.67%、67.12%。见表3。

表2 各组不同诊断结果例数及诊断符合率

2.3 图像客观质量比较 4组图像甲状腺CT值、背景噪声、背景信号差异有统计学意义（P＜0.05），C、D组甲状腺CT值、背景噪声、背景信号高于A、B组，4组SNR、CNR差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

2.4 图像主观质量比较 2名医师对图像主观质量评分一致性较高（Kappa=0.79、0.82，P＜0.05）；4组图像主观评分差异无统计学意义（χ2=3.54，P＞0.05）。见表5及图1～4。

表3 各组受检者辐射剂量（x±s）

表4 各组图像客观质量（x±s）

表5 4组图像主观评分情况

3 讨论

3.1 辐射剂量与图像质量分析 甲状腺是电离辐射敏感器官，照射辐射剂量越多，甲状腺恶变的可能性越大[10]，因此在甲状腺CT扫描中要尽量降低X线辐射剂量，保护甲状腺组织。X线的辐射剂量与管电压、管电流呈正相关，降低管电压、管电流能有效降低X线的辐射剂量，同时降低管电压、管电流效果更显著[11]。本研究中，C、D组（100 kV、100 mA）较A、B组（120 kV、180 mA）的辐射剂量明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。降低管电压、管电流，使X线的穿透力及到达靶器官的光子数量降低，使图像的背景噪声升高，本研究中，C、D组背景噪声、背景信号高于A、B组，差异有统计学意义（P＜0.05）；但由于光电效应，降低管电压，光子的能量更接近碘剂的电子结合能，组织对X线的吸收率更高，图像的CT值更高[12]，而组织的低密度分辨率随着管电流的降低而降低[13]，增强后的甲状腺强化程度较高，与周围组织密度差异较大，观察时不易受分辨率降低的影响。本研究中，C、D组的甲状腺CT值均高于A、B组，差异有统计学意义（P＜0.05）；4组之间的SNR、CNR及主观评分差异无统计学意义（P＞0.05），同时降低管电压、管电流并不影响客观及主观图像的扫描质量，与既往研究一致[14-15]。

图1 女，35岁，双侧结节性甲状腺肿（A组）

图2 女，25岁，双侧结节性甲状腺肿（B组）

图3 女，50岁，双侧结节性甲状腺肿（C组）

图4 女，51岁，双侧结节性甲状腺肿（D组）

3.2 对比剂用量与图像质量分析 肾病是碘对比剂用药的常见并发症，是急性肾功能衰竭的重要原因之一，除患者自身因素外，还与对比剂的渗透压、用量密切相关，已受到医学工作者的日益重视[16-17]。人体内只有甲状腺能利用碘合成甲状腺激素，使用大剂量的碘对比剂对甲状腺功能的影响，国内外研究尚无定论，有研究认为对人体甲状腺功能无明显影响，亦有研究认为会引起甲状腺功能异常[18-20]。因此，在满足诊断的前提下，有必要在甲状腺CT增强扫描中降低碘对比剂用量，达到保护肾脏、甲状腺的目的，减少不良反应的发生。本研究中，使用低浓度（300 mgI/ml）非离子型对比剂进行增强扫描，B、D组与A、C组的对比剂用量差异有统计学意义（P＜0.05），B、D组对比剂用量较A、C组分别降低14.01%、14.66%，4组图像的SNR、CNR及主观评价指标无明显差异，说明在相同的扫描条件下，降低对比剂的用量并不影响图像质量，而同时降低管电压、管电流及对比剂剂量的情况下，图像的质量并无明显降低。

总之，在保证获得满足诊断需要的图像的前提下，低辐射剂量联合低剂量对比剂在甲状腺CT增强扫描中能有效降低辐射剂量及对比剂的用量，减少了甲状腺及肾脏不良反应的风险。不同扫描条件及对比剂用量的组合有待于今后研究进一步探讨，以达到最优化扫描方案。

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（本文编辑 张晓舟）

Application of Low Radiation Dose Combined with Low-dose Contrast Agent in Thyroid CT Enhanced Scan

目的 探讨低辐射剂量联合低剂量对比剂扫描技术在甲状腺CT增强扫描中的可行性，以降低受检者的辐射危害及对比剂对甲状腺的影响。资料与方法 前瞻性将120例行甲状腺CT增强扫描的患者随机分为4组（每组30例），A组：120 kV，180 mA，对比剂用量1.2 ml/kg；B组：120 kV，180 mA，对比剂用量1.0 ml/kg；C组：100 kV，100 mA，对比剂用量1.2 ml/kg；D组：100 kV，100 mA，对比剂用量1.0 ml/kg。测量甲状腺CT值、背景信号和背景噪声，计算信噪比（SNR）及对比信噪比（CNR），记录患者的CT容积剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP），并计算有效辐射剂量（ED），由2名放射科医师对图像质量评分并对上述参数进行统计学分析。结果 4组图像的甲状腺CT值、背景信号及背景噪声、CTDIvol、DLP、ED差异有统计学意义（P＜0.05），SNR、CNR及图像质量评分差异无统计学意义（P＞0.05）。结论 低辐射剂量联合低剂量对比剂在甲状腺CT增强扫描中既能保证图像质量又能显著降低辐射剂量及对比剂用量，减少辐射危害及对比剂不良反应。

甲状腺疾病；体层摄影术，螺旋计算机；图像增强；辐射剂量；造影剂

Purpose To explore the feasibility of low radiation dose combined with lowdose contrast agent in thyroid CT enhanced scan and investigate the benef i t of reducing radiation hazard and contrast agent damage to thyroid. Materials and Methods 120 patients assigned for thyroid enhanced CT scan were prospectively and randomly divided into four groups (each group was 30 patients). Group A: radiation dose 120 kV, 180 mA, contrast agent dose 1.2 ml/kg; group B: radiation dose 120 kV, 180 mA, contrast agent dose 1.0 ml/kg; group C: radiation dose 100 kV, 100 mA, contrast agent dose 1.2 ml/kg; group D: radiation dose 100 kV, 100 mA, contrast agent dose 1.0 ml/kg. CT values, background sign, background noise of thyroid were measured; signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR) were calculated; CT dose index of volume (CTDIvol), dose length product (DLP), and the effective dose (ED) were recorded and calculated. The image quality was evaluated and the data was statistically analyzed by two radiologists. Results CT values, background sign and background noise of thyroid, as well as CTDIvol, DLP, ED among four groups were statistical significant (P＜0.05); there was no significant difference in SNR, CNR and image quality scores among four groups (P＞0.05). Conclusion It is beneficial of reducing radiation hazard and side-effect of contrast agent from low radiation dose combined with low-dose contrast agent under the condition of ensuring diagnostic image quality.

Thyroid diseases; Tomography, spiral computed; Image enhancement; Radiation dosage; Contrast media

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.02.007

作者单位
南方医科大学附属佛山医院（佛山市第二人民医院）影像科 广东佛山 528000

梁坚豪

Department of Imaging, the Aff i liated Foshan Hospital of Southern Medical University, the Second People's Hospital of Foshan, Foshan 528000, China

Address Correspondence to: LIANG Jianhao

E-mail: jianhao_liang@163.com

R445.1

2016-09-16

修回日期： 2016-12-12

中国医学影像学杂志

2017年 第25卷 第2期：105-108

Chinese Journal of Medical Imaging 2017 Volume 25 (2): 105-108