低管电压低剂量对比剂结合迭代重建技术在胸部CT增强检查中的应用

姜一 秦立新 余辉山 李宝学 田葵 周春华 蒋东

(武汉市肺科医院放射科，武汉 430000)

随着CT技术不断更新，胸部CT增强检查已逐步应用到临床诊断胸部疾病中。然而临床上频繁应用CT增强检查，往往会给患者带来对比剂肾病(contrast media induced,CIN)及辐射剂量的风险。现在越来越多的学者开始研究应用低管电压低剂量对比剂（双低）优化CT增强扫描方案[1]。本研究探讨采用低管电压低剂量对比剂结合迭代重建技术(adaptive statistical iterative recon,ASIR)行胸部CT增强检查中，能够减少辐射剂量及碘摄入量的同时也能保证图像质量的可行性。

1 材料与方法

1.1 一般资料

选择2019年1月～5月体质量指数(body massindex,BMI)＜25kg/m2的102例患者，其中男58例，女44例，年龄19岁～75岁。将102例患者随机分为A、B两个小组，每组51例，其中A组男26例，女25例，年龄（45.07±18.09）岁，BMI为（20.48±2.08）kg/m2；B组男24例，女27例，年龄（48.00±15.40）岁，BMI为（20.40±2.12）kg/m2；两组患者性别差异无统计学差异(x2=0.157，P=0.692)，两组患者年龄及BMI差异无统计学意义(t=-0.478,P=0.636；t=0.111,P=0.913)。所有患者均除外：①心、肾功能不全者；②碘对比剂过敏试验阳性者；③甲状腺功能亢进者；④不能配合呼吸训练者；⑤孕妇及备孕者。本研究通过医院伦理委员会审核批准，所有检查者均被实情告知并签署知情同意书。

1.2 方法

采用GE optima CT660 64排128层螺旋CT机进行胸部CT增强检查。检查前对患者进行呼吸训练并去除身上的金属异物，患者仰卧于检查床，双臂上举抱头，患者屏气后进行扫描,扫描范围为肺尖至肺底。A组管电压120kV,对比剂用量1.5mL/kg,滤波反投影(filtered back projection,FBP)重建图像；B组管电压100kV，对比剂用量1.0mL/kg，40%ASIR重建。采用自动管电流技术，探测器宽度40mm，螺距0.985:1，转速0.5s/圈，FOV35cm,层厚层距7.5mm，重建层厚层距1.25mm。采用非离子型对比剂（300mgI/mL碘帕醇），对比剂注射流率3.0mL/s，待注射完毕，以相同流率注射20mL生理盐水。采取对比剂团注追踪法，监测位置设为支气管分叉下1cm的降主动脉,目标阈值为120HU，阈值触发后延迟7s自动扫描。

1.3 图像质量评价

1.3.1 图像质量主观评价

由2名放射科副主任医师采用双盲法对两组图像质量进行评分。纵隔窗及肺窗图像评分分为1分～5分[2]：1分，边缘显示不清，不能显示正常结构；2分，边缘模糊，中等量伪影，结构模糊显示；3分，边缘显示模糊，少许伪影，结构显示尚可；4分，边缘略模糊，无伪影，结构显示清晰；5分，边缘清晰，无伪影。≥3分认为图像质量基本达到诊断要求。

1.3.2 图像质量客观评价

在纵隔窗选取约70mm2感兴趣区测量主动脉弓、肺动脉分叉层面左右肺动脉以及同层面胸椎旁两侧竖脊肌的CT值和标准差SD，将SD值设为背景噪声。计算信噪比(signal to noise rations,SNR)、对比噪声比(contrast noise ratio,CNR)，SNR=血管CT值/SD，CNR=（血管CT值-肌肉CT值）/SD，血管CT值为主动脉弓及左右肺动脉的平均CT值，肌肉CT值为胸椎旁两侧竖脊肌的平均CT值，SD为主动脉弓及左右肺动脉的平均噪声。

1.3.3 辐射剂量及碘总量

分别记录每例患者CT机显示的容积CT剂量指数(CT dose index volume,CTDIvol)、剂量长度乘积(dose length product,DLP)，然后计算有效剂量(effective dose,ED)，ED=DLP×k，k取值0.014mSv/(mGy·cm)[3]，碘总量=对比剂浓度×对比剂剂量/1000。

1.4 统计学分析

采用SPSS 17.0统计学软件进行数据分析，计量资料以均数±标准差(±s)表示，采用x2检验对两组患者性别进行比较，采用独立样本t检验对两组患者年龄、BMI、图像质量主观评分、图像质量客观评价、辐射剂量及碘总量进行比较，以P＜0.05为差异有统计学意义。两名放射科医师对两组图像质量主观评分一致性采用Kappa检验评价，Kappa≥0.75表示一致性很好。

2 结果

2.1 两组图像质量主观评分比较

2名放射科医师对两组图像质量主观评分显示一致性很好（Kappa≥0.75），两组图像质量主观评分差异无统计学意义（t=-0.235,P=0.815）。见表1、图1、图2。

2.2 两组图像质量客观评价比较

两组血管CT值及噪声的差异有统计学意义(P＜0.05)，两组图像SNR、CNR差异无统计学意义(P＞0.05)。B组血管CT值高于A组，增加约20.9%；B组噪声高于A组，增加约20.6%。见表2。

2.3 两组辐射剂量及碘总量比较

图1 肺结核患者肺窗及纵隔窗图像

图2 肺癌伴肺内转移患者肺窗及纵隔窗图像

两组辐射剂量及碘总量的差异有统计学意义(P＜0.05)。B组辐射剂量ED低于A组，降低约44.6%；B组碘总量低于A组，降低约24.9%，见表3。

3 讨论

3.1 低管电压结合迭代重建技术对胸部CT增强图像质量及辐射剂量的影响

近年来，基于合理使用低剂量(as low as reasonably acceptable,ALARA)[4]的原则，在保证图像质量的前提下，如何有效降低辐射剂量成为放射科医师及临床医师关注的重点。以往的研究多采用降低管电流的方法来降低辐射剂量，但降低管电流对辐射剂量的降低程度有限，且管电流降低后对图像信噪比的影响较大[5]。而X线辐射剂量与管电压的平方成正比，降低管电压可有效降低辐射剂量[6]。梁奕等[7]的研究显示，管电压100kV与管电压120kV相比，辐射剂量降低约50%。本研究显示，B组辐射剂量(3.12±0.54)mSv低于A组(5.63±0.57)mSv，差异有统计学意义，B组辐射剂量降低44.6%。但降低管电压在降低辐射剂量的同时图像噪声也会增加。而图像噪声是影响图像质量的重要因素之一，在一定条件下，图像噪声越大，图像质量越差；反之图像质量越好。以往研究显示，低剂量冠脉CTA检查应用IMR迭代重建可获得满意的图像质量[8]；双低剂量在CTPA中采用iDose4迭代重建能够保证图像质量[9]。从以上研究结果显示，迭代重建技术具有降低图像噪声、提高图像分辨率的作用，可以在一定范围内提升图像SNR及CNR，从而满足临床诊断需求。本研究B组采用40%ASIR重建来降低图像噪声，使B组图像SNR、CNR与A组相比差异无统计学意义，而且两组图像质量主观评分差异也无统计学意义。

表1 两组图像质量主观评分比较

表2 两组图像质量客观评价比较

表3 两组辐射剂量及碘总量比较

3.2 低管电压低剂量对比剂对患者对比剂肾病的影响

临床上通常给患者注射高剂量和高碘含量的对比剂来达到CT增强成像的理想效果。由于碘对比剂主要经肾脏排泄，具有损害肾功能的潜在危险，易引起对比剂肾病[10-11]。因此，在满足临床诊断前提下降低对比剂用量显得至关重要。降低对比剂用量不仅可以减少对肾脏的损害，还能降低上腔静脉内对比剂的浓度，减轻伪影对其附近支气管动脉的干扰。但是降低对比剂用量必然导致碘总量减少，碘CT值下降，血管和周边结构对比度也随之降低，影响CTA成像质量。有关研究[12-14]报道，采用低管电压技术能够增加碘的衰减，减少对比剂的使用。本研究显示，B组血管CT值为(298.41±30.85)HU高于A组的(246.86±24.65)HU，差异有统计学意义，B组CT值增加约20.9%；B组碘总量为(20.21±2.64)gl，低于A组的(26.91±3.38)gl，差异有统计学意义，B组碘摄入量减少约24.9%，与上述研究相符。

综上所述，在胸部CT增强检查中，采用低管电压低剂量对比剂结合迭代重建技术可以提高胸部CT增强图像质量，满足临床及影像医师诊断要求，同时还能降低辐射剂量及减少碘总量，该技术值得临床广泛推广。