不同管电压对头颈CTA图像质量及辐射剂量的影响分析

王贤坤 邹才盛(通讯作者)

（广西自治区北海市人民医院 广西 北海 536000）

CT血管造影技术已广泛应用于临床，同平扫CT方式等进行比较，其辐射剂量较高仍然属于探讨的热点[1]。目前，医疗领域中辐射剂量每年都呈现出上升趋势，这已经成为临床亟需解决的问题[2]。本文选取我院接受头颈CTA的60例患者进行研究，分析不同管电压结合迭代重建扫描技术行头颈CTA图像质量及辐射剂量的影响情况，探讨降低管电压在头颈CTA中的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择在2017年7月至2018年8月时段到我院接受头颈CTA的60例患者，随机分为甲（80KV）、乙（100KV）、丙（120KV）三组，每组20例。其中男性39例，女21例，年龄41～76岁，平均年龄（59.6±3.2）岁。根据患者身高、体质量，计算出BMI，BMI＜22.9Kg/m2。均自愿签署知情同意书，统计学分析组间各项资料（P＞0.05），有可比性。

1.2 仪器及扫描方法

采用Philips Helical 128层螺旋CT机，双筒高压注射器，飞利浦4.6后处理工作站。全部病例检前均评估肝肾功能，并做碘过敏试验。摆位时嘱咐患者平静呼吸、头颈保持静止不动，患者仰卧于床，听眦线垂直于床面。扫描方案：扫描范围从主动脉弓下1cm至颅顶进行螺旋容积扫描。首先扫完定位像及头颈平扫，后在主动脉弓下降主动脉中心层面设定圆形感兴趣区，大小为10mm2，触发阈值为：90Hu。利用智能团注跟踪触发技术，触发延时4.6s开始扫描，从主动脉弓下1cm至颅顶，把原始数据传到后处理工作站。静脉内团注非离子型对比剂碘佛醇注射液（320mgI/ml），对比剂量45～50ml，生理盐水量60ml，用双筒高压注射器推注，流速为5ml/s，注射点为肘前静脉。扫描条件：80KV、100KV、120KV，自动毫安调节（50～500mA），层厚0.9mm，层间隔0.45mm，螺距0.938mm，速度0.5s/周，床速15.85mm/rot，使用iDose3重建。

1.3 图像重建及评分

在Philips 4.6工作站上对CTA原始扫描图像进行后处理重建。重建方式有多平面成像（MPR）、最大密度投影（MIP）、容积再现（VR）及高级血管分析（AVA），软件能够自动去骨只留下头颈部血管的VR图像。所有图像质量评分均由1位副高级以上职称医师完成图像的测量工作并记录。图像评分包括：动脉平均CT值、图像噪声、信噪比。动脉平均CT值取主动脉弓部、双侧颈总动脉、大脑中动脉主干多次测量后的均值。图像噪声为图像中密度均匀一致的组织CT值的标准差。同时测量并记录双侧胸锁乳突肌、双侧咬肌及双侧大脑白质区的CT值及标准差。用各处肌肉或脑组织CT值的标准差表示背景噪声。然后，根据公式计算各处信噪比和对比噪声比，SNR的计算公式：SNR=动脉CT值/图像噪声。评估主要围绕头颈部动脉血管的生理解剖结构显示清晰程度及是否满足诊断要求。

辐射剂量：患者的辐射剂量是自动生成：包括CT容积剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP），其中有效辐射剂量ED为辐射权重因子K与DLP的乘积ED=DLP×K，K参考（欧洲CT质量标准指南）取值为0.0054mSv/（mGy·cm）。

1.4 统计学方法

研究数据纳入到SPSS19.0中进行分析。计量资料用（x-±s）表示，t检验，计数资料用（%）表示，χ2检验，P＜0.05可认为有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量评价比较

当管电压降低时，血管内CT值会上升，组间比较（P＜0.05）。比较组间SNR情况，差异不显著（P＞0.05）。患者血管动脉CT均值情况详见表1。

表1 图像质量情况比较（x-±s）

图2a为120kV常规管电压图像

图2b为低管电压图像。

图2a示锁骨下肢静脉内存在少量造影剂残留，不影响锁骨下动脉观察，血管边缘光滑锐利，分支显示良好，颈动脉起始部位存在明显斑块；图2b示矢状位索条状伪影增加，但强化血管与周围软组织对比效果较好，动脉图像质量较好，不影响观察，血管边缘光滑锐利，分支显示良好。

2.2 辐射剂量情况比较

辐射剂量两两比较，三组ED、DLP以及CTDIvol比较（P＜0.05），其中甲组DLP明显低于乙组与丙组（t=9.352，28.194，P＜0.05），乙组DLP明显低于丙组（t=21.984，P＜0.05）。详见表2。

表2 辐射剂量情况对比（x-±s）

三组不同扫描方法图像质量及辐射剂量比较：（1）低剂量组图像质量较常规剂量组图像质量稍差，低剂量组图像比常规组图像颗粒略增粗，但获取图像影像信息和解剖细节均能满足临床诊断要求。（2）噪声比较：降低管电压后，辐射剂量下降，低剂量组图像颗粒较常规组略增粗。（3）辐射剂量记录结果显示甲乙组ED、DLP以及CTDIvol数值明显较丙组低47.22%和26.31%、51.56%和36.25%、40.28%和19.91%。

3 讨论

3.1 管电压同头颈CTA图像质量之间存在的关系

X射线在经过人体的时候，会发生光电效应、康普顿效应，前者是X射线光子会激发K电子层，这时候X线光子能量会被彻底吸收，然后射出电子，射出的电子同X射线能量之间存在紧密的关系[3-4]。如果管电压80kV，X射线光子能量为43.7KeV，与碘原子K临界值最为接近，所以衰减值会上升，加之CT值的公式为，CT值=（μ物-μ水）/μ水×1000（Hu），提示当管电压降低，如果越来越靠近80KV，其含碘造影剂的CT值会增加。本研究结果显示，当120KV管电压降低为80KV的时候，血管内平均CT值由（235±18）Hu转变为了（394±36），升高幅度较大[5]。能够得出如果血管CT值较高，对于优化图像质量而言，其作用非常重要。当血管CT值得到提高后，也可提高周围组织的对比度情况，阅片的医师便能够获得更良好的窗宽，帮助改善模糊性（降低噪声导致）。对于颅脑CT血管造影成像，尤其是血管轮廓而言，能够更好的重建。主要是由于CT值较高的话，便能够更好的容积再现成像；除此之外，当血管内CT值越高，其与周围的对比度也会越好，通过容积再现重建，可更加清晰的观察血管结构，显示末端分支血管。

对于评价图像质量而言，图像噪声是很关键的一个因素，当其余条件相同的时候，管电压一旦下降，便会降低X射线的穿透能力，因此X射线达到探测器的数量便会减少，此时CT图像质量影响程度并不明显，但是噪声却会增加[6-7]。本研究显示，甲组的噪声大，丙组图像噪声小，但由于血管在临床中属于检查的靶器官，通过降低管电压，能够增加血管内CT值，所以增加了同相邻组织的对比度，因此头颈CTA图像能够改善由于噪声增大对图像质量造成的影响。

3.2 不同管电压与辐射剂量之间的关系

辐射剂量会受到较多条件的影响，尤其是扫描时间、管电压等，I=KiZU2，可发现X线强度同管电流以及管电压的平方之间存在正比的关系。当扫描范围扩大、扫描时间增加，那么辐射剂量便会增加。本研究显示，辐射剂量两两比较，甲乙组的DLP、ED分别较丙组（对照组）降低了 47.22%和 26.31%、51.56%和36.25%、40.28%和19.91%，同时三组图像质量主观、客观评分比较差异无统计学意义。表明适当降低管电压可在不影响图像质量的前提下，有效降低X射线辐射剂量，与文献[8]报道一致。余洁[9]研究显示：低管电压能提高目标血管CT值。对于正常BMI患者，高级别迭代重建在低剂量头颈部CTA中能得到高质量的影像图像，并使辐射剂量和平均碘摄入量明显降低。

综上所述对血管强化值、受检者接受辐射剂量统计、图像质量进行评价，128层螺旋CT采用低管电压（80Kv）可以有效降低受检者的辐射剂量，并得到较好的血管强化值、图像质量满足临床诊断要求，因此128层螺旋CT低管电压联合迭代重建技术扫描在头颈部CTA的应用可行。