能谱CT血管成像显示甲状腺供血动脉

周新杰，周代全，钟丽娟，余 娜，严 敏

[重庆医科大学附属第三医院(捷尔医院)放射科，重庆 401120]

随着影像学检查技术水平的不断提高，越来越多的甲状腺疾病被检出，外科手术率也逐渐上升[1]。不同个体的甲状腺供血动脉存在变异[2]，准确了解甲状腺供血动脉的解剖有助于避免手术造成血管损伤。目前国内外关于甲状腺供血动脉的文献多为外科解剖研究[2-3]，对于能谱CT血管成像显示甲状腺供血动脉鲜有报道。本研究探讨能谱CT血管成像技术对甲状腺供血动脉的显示能力以及优化成像方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料 回顾性分析2018年7—10月于我院接受能谱CT头颈部CTA检查的100例患者，男56例，女44例，年龄26～88岁，平均(64.8±12.8)岁；均无碘过敏史及心肾功能不全，并签署增强扫描知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Revolution CT扫描仪。嘱患者仰卧，头先进，扫描前嘱患者保持头颈部静止，尽量避免吞咽动作。采用能谱扫描模式(GSI)，管电压80 kVp/140 kVp快速自动切换，管电流405 mA，迭代重建50%，螺距0.992∶1，转速0.5 s/rot，探测器宽度80 mm，扫描层厚、间距均为5 mm，重建层厚0.625 mm。头颈部CTA扫描范围为主动脉弓至颅顶。以高压注射器经右侧肘正中静脉依次注射生理盐水16 ml、碘海醇(350 mgI/ml)50 ml及生理盐水30 ml，流率4.5ml/s。采用对比剂智能追踪软件(Smart Prep)确定扫描延迟时间，ROI放置于C4-5椎间盘水平右侧颈动脉内，触发阈值设置为200 HU。

1.3 图像处理及数据分析 根据既往研究[4-6]报道，60 keV单能量图像中甲状腺图像质量较好，而70～75 keV单能量图像更接近于常规CT混合能量的图像质量，因此本研究选择60 keV、75 keV单能量图像进行对照观察。

在GE AW4.7工作站上选择动脉期原始图像，以能谱工具Monochromatic分别生成60、75 keV单能量图像，再导入Reformat后处理软件，采用VR、MIP等后处理技术进行图像重建，结合原始图像，观察甲状腺供血动脉解剖特征，记录甲状腺供血动脉起源位置与数量，对比60 keV与75 keV单能量图像间各组织结构特点的差异。

1.4 图像质量评价

1.4.1 客观评价 在60 keV与75 keV单能量图像上，分别于同侧甲状腺供血动脉开口端同一层面选取ROI，面积不小于甲状腺供血动脉横截面的2/3(约1 mm2)，测量甲状腺供血动脉的CT值、噪声值(标准差)，计算SNR。

1.4.2 主观评价 由2名有5年以上工作经验的放射科医师在同一窗宽、窗位条件下，分别在60 keV和75 keV单能量图像上观察甲状腺供血动脉的清晰度和锐利度，采用5分法对图像质量进行评分[7]：血管显示很清晰且边缘锐利为5分；血管清晰、边缘基本光滑为4分；血管尚清楚且能够分辨血管边缘为3分；血管边缘不锐利但尚能分辨为2分；血管边缘模糊不能分辨为1分。

1.5 统计学分析 采用SPSS 21.0统计分析软件。对所有数据均进行正态分布检验和方差齐性检验，符合正态分布的计量资料以±s表示，2组间比较采用配对t检验；偏态分布变量以中位数(上下四分位数)表示，2组间比较采用Mann-WhitneyU检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 甲状腺供血动脉的解剖特点 100例均显示双侧甲状腺上动脉，右侧100支，左侧100支，VR图像均能显示(图1)；其起源位置包括颈外动脉起始端、颈总动脉分叉水平及颈总动脉终末端(表1)。显示右侧甲状腺下动脉89支，左侧76支；大多起源于甲状颈干，少数起源于锁骨下动脉(表2)。3例可见3支甲状腺最下动脉，2支起源于头臂干、1支起源于右侧颈总动脉。

表1 甲状腺上动脉起源位置与数量

2.2 图像质量评价 客观评价：60 keV单能量图像的CT值和SNR均高于75 keV图像，差异均有统计学意义(P均<0.01)，两者间噪声差异无统计学意义(P=0.14)，见表3。

主观评价：60 keV单能量图像质量优于75 keV单能量图像，主观评分差异有统计学意义(P<0.01，表3，图1、2)。

3 讨论

清晰显示甲状腺供血动脉，对于甲状腺外科手术及经血管介入治疗甚为重要[8-9]。甲状腺上动脉起源位置解剖变异大，大多起源于颈外动脉起始端，甲状腺下动脉多起源于甲状颈干，少数病例可见甲状腺最下动脉。术前通过能谱CT血管成像清晰显示甲状腺供血动脉的解剖特点，可为临床个性化治疗提供依据。

表3 60 keV与75 keV单能量图像CTA质量的客观评价与主观评分比较(n=100)

图1 患者男，50岁 A、B.75 keV单能量带骨VR图像(A)和去骨VR图像(B)均可显示起源于颈总动脉分叉水平的甲状腺上动脉，但血管壁不清晰，评分为3分； C、D.60 keV单能量带骨VR图像(C)和去骨VR图像(D)均可清晰显示甲状腺上动脉的起源及走行，血管壁更加清晰锐利，评分为5分

图2 患者男，50岁 A、B.75 keV单能量原始图像(A)和MIP图像(B)均可见左侧甲状腺下动脉(箭)； C、D.60 keV单能量原始图像(C)和MIP图像(D)均可见左侧甲状腺下动脉(箭)，显示血管壁较75 keV单能量图像更加清晰

甲状腺供血动脉较细小，常规CT虽然可以显示甲状腺供血动脉成像，但受颈部复杂的解剖结构、双侧肩关节致密骨质等因素影响，易产生条带状伪影，影响对周边细微结构的观察，相关研究多限于探讨解剖关系[10-12]；增加对比剂剂量、使用高浓度对比剂、提高X线剂量等方法可以提高血管图像质量，但均有不良反应，且常规X线属于混合能量射线，在血管增强扫描过程中均化了物质的强化程度，削弱了物质间的对比，也会影响图像质量。

能谱CT采用140 kVp、80 kVp能量瞬间切换技术，能够获得40～140 keV能量范围内的101个单能量图像，可降低硬化伪影的影响，获得纯净CT值，从而提高显示细小血管的能力[13-15]。注射对比剂后，运用能谱单能量成像技术可以提高血管与周围组织的密度差异，从而改善血管成像质量[16-17]。物质在不同能量水平衰减不同，在某一能量水平时病灶与实质脏器之间的衰减差异最大而噪声值相对低[18]，通过调节能量水平(keV)能获得不同的单能量图像，并可从中选取显示甲状腺供血动脉图像质量更好的单能量图像。在低能量水平下，血管CT值增大，SNR降低，与周围组织的对比度升高，图像中显示甲状腺供血动脉较好，特别是血管壁锐利清晰；keV增高，则血管CT值降低，SNR增加，与周围组织的对比度降低，图像质量降低，甲状腺供血动脉的管壁也变得模糊。本研究比较不同keV单能量图像，发现75 keV单能量图像可以显示甲状腺供血动脉，但对细小血管壁的显示仍欠清晰；60 keV单能量图像中甲状腺供血动脉与邻近组织的对比度升高，显示血管壁更清晰锐利，虽然噪声值略有增加，但与75 keV单能量图像比较差异无统计学意义，对血管图像质量的整体评价仍较高。曹峰等[19]认为显示甲状腺肿瘤供血动脉的最佳单能量值为54～68 keV，平均61 keV，此时图像质量最好，血管壁显示清晰锐利。本研究结果提示，能谱CT单能量成像技术可以优化甲状腺供血动脉显示的图像质量，对于显示甲状腺供血动脉，60 keV单能量图像优于75 keV单能量图像。

综上所述，能谱CT血管成像可清晰显示甲状腺供血动脉，60 keV单能量CT可明显优化显示甲状腺动脉。