半量对比剂能谱单能量成像在肾动脉CTA 中的可行性研究

雷雨欣，赵文勇，任占丽，韩 冬，马春玲，张 敏，于 楠，于 勇

（陕西中医药大学附属医院，陕西 咸阳 712000）

肾动脉CTA 简单无创，是临床检查肾动脉狭窄及术前评估的首选方法。但CTA 存在对比剂肾病的潜在风险，且与对比剂浓度呈正相关。因此，降低对比剂用量并保证图像质量一直是研究重点。能谱CT是多参数扫描模式，通过高低能瞬时切换，得到40～140 keV 单能量图像，其中低单能量水平图像对比度高，可减少对比剂用量，但同时也会增加图像噪声，结合自适应统计迭代重组技术可抑制图像噪声，提高图像质量。本研究主要探讨对比剂用量减半时能谱单能量成像在肾动脉CTA 中的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2019 年1—3 月在我院行肾动脉CTA 的患者41 例，随机分为A 组21 例，其中男14 例，女7 例，平均年龄（58.71±10.47）岁；B 组20例，其中男14 例，女6 例，平均年龄（64±10.19）岁。排除碘对比剂过敏、甲状腺功能亢进、心肾功能不全、育龄期女性及孕妇。本研究经我院伦理委员会的批准，患者均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用GE Healthcare Discovery CT 750 HD 能谱CT 扫描仪。患者取仰卧位，扫描范围自肾上极至肾下极，训练呼吸屏气。扫描参数：A 组采用常规扫描，120 kV smart mA，噪声指数12，螺距1.375，转速0.6 s/转，层厚5 mm。B 组采用能谱扫描，140 和80 kV 瞬时切换，根据患者常规120 kV、噪声指数10～5 mm 的平均mSA 进行个性化选择。

2 组均采用非离子低渗对比剂碘海醇（350 mgI/mL），A 组剂量600 mgI/kg 体质量，B 组剂量300 mgI/kg 体质量，流率均为4 mL/s；采用团注追踪触发技术，监测层面选择腹主动脉肾门水平，对比剂注射10 s开始监测，触发阈值设为180 HU，后延迟5.4 s 触发扫描，对比剂注射后追加生理盐水30 mL 冲洗。

1.3 图像采集与评价

1.3.1 客观评价 扫描后A 组重建层厚1.25 mm、滤波反投影（FBP）图像；B 组分别重建40、45、50、55、60、65、70 keV 单能量、层厚均为1.25 mm、40%ASIR 自适应统计迭代重建图像。将所有图像传入AW 4.6 工作站，行MPR、VR、CPR。分别测量左、右肾动脉及同层面前腹壁脂肪的CT 值及SD 值（代表测量噪声），双肾动脉取其平均值，计算肾动脉SNR 和对比噪声比（CNR）：SNR=CT 值血管/SD 值脂肪，CNR=（CT 值血管-CT 值脂肪）/SD 值脂肪。分别记录2 组容积CT 剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）。

1.3.2 主观评价 由2 名有经验的放射科医师对血管的清晰度、锐利度及肾动脉分级数量采用5 分制进行双盲法主观评价（表1）。

表1 图像质量主观评分标准

1.4 统计学方法 采用SPSS 17.0 统计软件，数据结果除特别注明外均以±s 表示；2 组图像的CT值、SD 值、SNR、CNR 行单因素方差分析；应用Kappa 检验比较观察者间评分的一致性，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2 组一般资料和辐射剂量相比差异均无统计学意义（均P＞0.05）。B 组对比剂用量比A 组降低了51.6%（P=0.000）（表2）。B 组55 keV 时的CT 值为（283.64±48.56）HU 与A 组的（292.51±74.76）HU等效，55、60 keV 的SD（23.24±8.85，19.38±7.84）与A 组（15.59±3.95）最接近，55 keV 的SNR（14.34±4.68）与A 组（23.36±9.13）最接近，50、55、60、65 keV的CNR（20.57±6.51、19.41±6.39、20.88±5.87、20.85±5.84）与A 组（29.94±10.27）最接近（图3）。

表2 A、B 2 组基本资料、辐射剂量和对比剂用量的比较

图1 女，40 岁 图1a，1b 分别为常规扫描模式（120 kV）肾动脉期MIP 和VR 图，对比剂剂量600 mgI/kg 体质量 图2 女，48 岁，左肾小囊肿 图2a～2d 分别为能谱扫描模式（55、60 keV）肾动脉期MIP 和VR 图，对比剂剂量300 mgI/kg 体质量。与120 kV 图像相比，55 keV 图像肾动脉有相近的CT 值，120 kV 和55 keV、60 keV 图像均能清晰显示肾动脉及分支，图像质量未见明显差异

图3 分别为能谱扫描与常规扫描的CT 值（图3a）、噪声（图3b）、SNR（图3c）和CNR（图3d）的比较。*P＜0.05.n.s.：差异无统计学意义。

3 讨论

随着影像技术的发展，肾动脉CTA 将逐步取代肾动脉造影在临床广泛应用［1］。碘浓度是影响组织器官强化的主要原因，与图像质量呈正相关［2］。而对比剂的大量使用可引起对比剂肾病，甚至急性肾功能衰竭［3-4］。因此，应在保证图像质量的前提下合理使用对比剂，即遵循低浓度、低流速、低剂量［5］的“三低”原则。本研究通过减少对比剂用量降低对比剂肾病［5］，将使用300、600 mgI/kg 体质量对比剂得到的图像进行比较，结果表明两者图像质量差异无统计学意义，但对比剂用量降低了51.6%，提高了肾动脉CTA 的安全性。

本研究应用CT 能谱智能匹配扫描模式，根据常规扫描使用的平均mAs 选择相应的能谱模式行肾脏3 期增强扫描发现，CT 能谱智能匹配扫描模式与常规120 kV 扫描模式的辐射剂量差异无统计学意义，与吕培杰等［6］的结果一致；CT 能谱智能匹配扫描模式操作更简单、快捷，可实现个性化的选择。

能谱CT 通过球管管电压80 和140 kV 瞬时切换获得40～140 keV 单能量图像，低能量水平的X线穿透能力低于高能量水平的X 线，在降低对比剂用量同时，增加组织的CT 值和图像对比度，可满足临床诊断要求。但随着能量水平的降低，图像噪声也随之增加，研究［7］证实51 keV 单能量图像肾动脉的CNR 与传统模式组比较，差异无统计学意义，与本研究相符。本研究中50～65 keV 的CNR 与A 组最接近，与之前研究［7-9］结果相似。研究［10］证实，51 keV 单能图的应用，可使对比剂用量降低44.9%，而获得满意的肾动脉图像。

低单能量在增加组织CT 值的同时也增加图像噪声，为保证可诊断的图像质量，应结合ASIR 技术。研究［11］表明20%～40%ASIR 与FBP 噪声相当。本研究选择40%ASIR 迭代重建算法，得到可接受的图像噪声，也不影响肾动脉CTA 的成像质量和疾病的诊断。

综上所述，肾动脉成像中能谱扫描模式较常规扫描所用对比剂碘用量明显减少，即可保证图像质量，又可减少对患者肾功能的损伤，临床上可推荐。本研究不足之处：样本量较小，未对入选患者依据BMI 值分组，可重复性还需进一步探讨。