第三代双源CT双能量不同重建技术在头颈部CTA中的优化选择

高晓玲，刘 瑛，陈学志，赵运春，周连军，李清林

(内蒙古赤峰市宁城县中心医院CTMR室，内蒙古 宁城 024200)

头颈部动脉螺旋CT血管造影(computer tomography angiography ，CTA)成像便于系统全面地了解头颈部血管情况，可为临床提供真实准确、清晰直观的血管图像[1]，头颈部大范围扫描野及大剂量对比剂应用同时引起高辐射剂量及增加对比剂潜在风险，本研究通过增加螺距减少扫描时间，降低对比剂剂量，引起图像质量的下降，通过重建技术线性融合(linear blending，LB)、非线性融合(non-linear blending，NBL)及最佳单能量(Mono E)进行后处理，寻求最佳图像的重建方法。

1 资料与方法

1.1研究对象：选取2018年7月～2018年11月在我院CT室接受头颈部CTA检查的患者30例，其中男19例，女11例，年龄41～76岁，平均(61.3±11.329)岁，纳入标准：疑似或已有头颈部动脉血管疾病，体质指数≤30 kg/m2；排除标准：对碘剂过敏者，患者处于限制碘量时期，严重肝肾功能不全，糖尿病患者服用二甲双胍药物48 h内，以及严重失代偿的心功能不全者[2]，所有患者对检查知情同意，并签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1扫描方法：采用Siemens SOMATOM Force 双源CT扫描仪进行检查，采用双能模式扫描，A球管80kv，B球管Sn150kv，采用CARE Dose 4D技术调整实时管电流，选用ADMRE Strength[3]算法，螺距1.2，球管旋转一周0.25 s，重建层厚0.6 mm，层间距0.6 mm。受检者仰卧位，肩部尽量下垂，平静呼吸，嘱检查时避免吞咽动作，首先扫描正位定位像，扫描方向从足侧向头侧，扫描范围从主动脉弓至颅顶，只需做增强扫描，使用对比剂自动跟踪技术，触发点放置于降主动脉起始处，阈值100 HU，自动触发后3 s开始扫描。

1.2.2注射方案：采用高压双筒注射器推注非离子型对比剂碘海醇(350 mgI/ml)，采用“盐水-对比剂-盐水”的推注顺序，流速5.0 ml/s，先推注盐水30 ml，再推注对比剂，对比剂总量20～25 ml(体重<65 kg用20 ml，体重≥65 kg用25 ml)后以相同流速推注生理盐水40 ml[3]。

1.2.3图像处理：扫描完成后送至后处理工作站(Syngo Via)，进入Dual-Energy进行线性融合、最佳单能量及非线性融合技术后处理，分别定义为A组、B组、C组。

1.3效果评价

1.3.1客观评价：由2名具有5年以上头颈部CTA诊断经验的医师进行数值测量，取平均值。分别于线性融合、最佳单能量及非线性融合重建的轴位图像上选取相同部位、相同ROI测量颈总动脉分叉处及大脑中动脉M1段CT值及SD值，ROI范围为血管管腔的75%及相同层面胸锁乳突肌及颞肌CT值及SD值，ROI范围分别为0.5 cm2、0.2 cm2，避开钙化或血管狭窄严重的部位，比较三组图像信号噪声比(signal to noise,SNR)及对比噪声比(contrast to noise ratio,CNR)，SNR=CT/SD，CNR=(CT血管-CT肌肉)/SD肌肉。

1.3.2主观评价：由2名五年以上CTA诊断经验的医师进行评分，意见不一致时，与第三位医师讨论决定，若仍不能达成一致，则将该患者剔除。颅内动脉采用相同层厚(15mm)的最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)和容积成像(volume rendering，VR)进行评价，采用5分法[4]，评分标准如下：5分：头颈部动脉血管充盈良好，血管轮廓清晰，管腔内密度均匀，管壁边缘锐利，未见伪影，颈静脉及上腔静脉几乎不显影；4分：管壁轻度模糊，或有轻微伪影，颈静脉及上腔静脉轻微显影；3分：血管重影尚可，管腔内密度欠均匀，管壁模糊，或有轻度伪影，颈静脉及上腔静脉显影，但颈动脉仍可评价；2分：血管充盈差，或不连续，管腔内密度不均匀，管壁模糊，有较重伪影，诊断受限；1分：血管不能辨识，伪影重，不能用于诊断。评分≥3分为符合临床诊断要求，评分≤2分不符合诊断要求。

1.4统计学分析：采用SPSS 20.0统计分析软件，所有数据符合正态分布且方差齐，客观评价CT值及CNR值比较采用区组设计单因素方差分析，两两比较采用LSD检验，主观评价采用Friedmen 非参数轶和检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1客观评价：三组间颈总动脉CT值及大脑中动脉CT值、CNR差异有统计学意义(P<0.05)，SNR差异无统计学意义(P>0.05)，B组、C组颈总动脉及大脑中动脉CT值均大于A组(P<0.05)，C组CNR高于A组、B组，差异有统计学意义(P<0.05)，A组、B组间CNR差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 各组图像客观数据比较

2.2主观评价：三组图像质量主观评分差异有统计学意义(P<0.05)，B组、C组评分与A组比较有统计学意义(P<0.05)，B组与C组间评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表2、图1～6。

表2 各组图像质量主观评分比较(例，n=30)

3 讨论

随着双源CT广泛应用，双能量在身体各部位应用日益广泛，通过双管球相对独立的数据采集系统，得到高低Kv(80-sn150Kv)值所得到数据，重建方法增多，本研究采用双能模式最大螺距(pitch 1.2)提高扫描速度，减少扫描时间，从而减少对比剂用量，减少大剂量对比剂应用存在的潜在风险，如对比剂肾病(contrast media induced nephropathy ，CIN)[5-6]。有国外报道6在头颈部CTA检查中对比剂最低剂量为30 ml，国内报道[7]采用20 ml极低对比剂剂量检查头颈部CTA，其BMI选取正常范围(18.5～23.9 kg/m2)的人群，本研究采用对比剂总量20～25 ml(体重<65kg用20 ml，体重≥65 kg用25 ml)，BMI≤30 kg/m2的人群，扩大应用人群，减低对比剂肾病的发生[8]。

①～②线性融合120 kv图像；③～④最佳单能量图像；⑤～⑥非线性融合图像；⑦ROI选取颈总动脉血管自动重建出能量曲线图像，ROI范围为血管管腔的75%；⑧选取最佳kev重建图像

应用多种后处理技术：Grant等研究[9]表明，双源CT双能量扫描模式下的虚拟高级单能量技术，在40kev示图像CNR最佳，王帅等10研究在55 kev单能谱情况下达到最佳对比度，本研究通过syngo Via，Dual-energy模式自动重建最佳对比度(非线性融合)(C=150，W=200)、最佳单能谱(Mono E)，见图7～8，自动选择多在62～64 kev水平、线性融合120 kv(低kv占据0.6)图像进行比较。

本研究通过对最佳对比度(非线性融合)、最佳单能谱(Mono E)、线性融合120 kv(0.6 Mixed)图像对颅内大脑前、中、后动脉图像质量进行主观评分，显示非线性融合图像及最佳单能谱图像质量优于线性融合120 kv图像(如图1-6显示)，非线性融合与最佳单能谱图像相比较无明显差异，与文献报道[7]一致。

客观评价显示最佳对比度(非线性融合)、最佳单能谱颈总动脉及大脑中动脉CT值均高于线性融合图像，而最佳对比度(非线性融合)图像颈总及颈内动脉CT值高于最佳单能谱图像，最佳对比度(非线性融合)颈总动脉及大脑中动脉CNR高于最佳单能谱及线性融合图像，最佳单能谱及线性融合图像颈总动脉及大脑中动脉CNR无明显差异(P=0.066，P=0.190)，文献报道[11-12]双源双能量CT NLB技术在提高血管对比度、改善图像质量等方面具有优势，王琦等提出使用非线性融合可以显著提高肝实质与门静脉之间的对比，突出血管结构，提高图像CNR，可以在不增加扫描期相的前提下提供门静脉CT成像的质量[13]。王玮等应用双能量肾动脉CTA非线性融合图像可以提高肾动脉CT值及CNR，与本研究结果相一致[14]。

本研究局限性在于：首先，样本例数较少，缺乏对病变显示的对比分析，其次，双能CT非线性融合技术的融合系数的选择未进行比较，黄益龙等报道[15]，在Siemens SOMATOM Definition FlashCT选用较低融合中心(0～80 Hu)和融合宽度(0～100 Hu)可获得最高CT值和最佳CNR，是否与force CT一致有待进一步探讨。

总之，双源双能量头颈部CTA在低对比剂总量的情况下，应用最佳对比度(非线性融合)、最佳单能谱(Mono E)图像在提高血管CT值及对比噪声比、增加图像对比度方面优于线性融合图像，而非线性融合图像更能获得满意的图像。