平静呼吸下双源CT肺动脉成像的临床应用价值

任姣 孙建男 许传斌

摘要：目的：探讨在平静呼吸状态下应用双源CT进行肺动脉成像的临床应用价值，包括患者接受的辐射剂量、图像质量及造影剂用量等。方法：研究于2020年11月-2021年5月在大庆油田总医院收集的60例在平静呼吸下螺距3.0及常规模式屏气下螺距1.2行双源CT肺动脉血管造影检查的患者。记录机器测量的扫描时间、容积CT剂量指数（CTDivol）、剂量长度乘积（DLP），测量肺动脉CT值、标准差SD值，计算对比噪声比CNR及信噪比SNR。结果：平静呼吸状态的扫描时间、CTDivol、DLP明显低于屏气状态（P<0.05），而肺动脉CT值没有统计学差异（P>0.05）。结论：在平静呼吸状态下能在保证图像质量达到诊断要求的前提下减少患者所受辐射剂量，降低扫描时间，同时减少造影剂用量。

关键词： 双源CT;辐射剂量;平静呼吸;图像质量;螺距

中图分类号：R816.2;R563.5文献标识码：BDOI：10？郾3969/j.issn.1001-0270.2021.06.11

Abstract： Objective： The clinical application value of dual-source CT for pulmonary artery imaging in a calm breathing state， including the radiation dose received by the patient， image quality and contrast agent dosage are discussed in this paper. Methods： A collection of 60 patients who underwent dual-source CT pulmonary angiography at the Daqing Oilfield General Hospital from November 2020 to May 2021 with a pitch of 3.0 under calm breathing and a pitch of 1.2 under normal mode breath-holding. Record the scan time measured by the machine， volume CT dose index（CTDivol）， dose length product（DLP）， measured pulmonary artery CT value， standard deviation SD value， and calculate the contrast-to-noise ratio CNR and signal-to-noise ratio SNR. Results： The scanning time， CTDivol， and DLP of the calm breathing state were significantly lower than the breath-holding state（P<0.05）， but there was no statistical difference in the CT value of the pulmonary artery （P>0.05）. Conclusion： Under the condition of calm breathing， the radiation dose received by the patient can be reduced while the image quality meets the diagnostic requirements， the scanning time can be reduced， and the amount of contrast agent can be reduced at the same time.

Key Words： Dual-Source CT; Radiation Dose; Calm Breathing; Image Quality; Pitch

肺栓塞（PE）是导致患者发病和死亡的主要原因，及时准确地诊断对于肺栓塞患者来说非常关键。目前计算机断层扫描肺血管造影（CTPA）在肺动脉栓塞的检查中有很重要的参考价值[1]。在六个欧盟国家/地区，PE死亡率约为12%，其中93%是由突然致命的PE或未诊断出的静脉血栓栓塞导致的[2]。在常规的螺旋CT扫描中，为了避免原始数据采集出现间隙，常用扫描螺距为1.2，这就要求患者在检查过程中吸气、屏气以获得无运动影响的肺动脉影像[3]。但是，患者在吸气、屏气的过程中会导致胸腔和大血管内的压力发生变化，进而改变上腔静脉和下腔静脉内的血流，这些血流动力学变化对肺动脉的清晰显影产生影响。肺动脉内对比剂分布不均匀甚至造成中断，上腔静脉和主动脉显影明显高于肺动脉内显影，导致无法对肺动脉病灶进行准确诊断[4-5]。因此，建议在平静呼吸状态下进行肺动脉成像[6]。伴随着人口的老龄化，随之而来的挑战也变得更加严峻。与年龄相关的限制也逐步出现，例如听力障碍以及合并其他系统（呼吸系统、循环系统）等疾病的患者无法在检查过程中吸气、屏气。随着双源CT技术的快速发展，第二代双源CT系统有两套既可以同时工作又可以单独工作的球管-探测器系统，扫描速度快，其时间分辨率达到了83ms。扫描时第二个探测器可以弥补第一个探测器造成的数据间隙[7]。

由于有了新的检查技术手段，对于那些因年龄及其他原因限制无法顺利检查的患者来说非常有利。本文将介绍在平静呼吸状态下肺动脉成像的临床应用价值。

1 材料与方法

1.1 临床资料

前瞻性收集30例于2020年11月到2021年5月期间在大庆油田总医院CT室进行常规模式扫描的肺动脉CT血管造影检查的患者作为对照组;前瞻性收集30例于2020年11月到2021年5月期間在大庆油田总医院CT室进行平静呼吸下肺动脉CT血管造影检查的患者作为研究组。所有患者均不在排除标准之内。排除标准为：① 有心、肺、脑及肾等严重疾病不能耐受检查者;②血管条件差，不能完成造影剂团注的检查者;③有药物过敏者;④精神异常等情况不能配合者;⑤ 由于其他疾病不能进行检查者。所有患者和家属均在医生指导下签署CT增强扫描血管知情同意书。

1.2 检查方法

采用Siemens Somatom Definition Flash 第二代双源CT机对患者进行检查。检查前指导患者仰卧位躺平，头朝外，脚朝内，且均安抚患者无需紧张，检查过程中也不要随意乱动。由护士将装有造影剂与生理盐水的高压注射器连接管与患者左肘静脉留置针管相连接好，并推注小剂量生理盐水确定患者左肘扎针处无疼痛感觉以保证在检查过程中顺利注药。告知患者注药过程中身体发热属于正常现象，并用铅衣将患者敏感部位遮盖住。随后将定位线的内线定置于患者胸廓入口肺尖处，水平线定置腋中线水平。

扫描方法：对照组选择常规肺动脉扫描协议进行检查，嘱患者吸气、屏气。管电压100KV，开启管电流自动调制技术（CARE Dose4D），参考剂量设定为170mAs，螺距1.2，扫描层厚3mm，重建层厚1mm，机架旋转时间为0.28s，准直器宽度（128×0.6）mm。注射方案：以4.0ml/s的速率由左肘静脉注入浓度为370mgI/ml的碘海醇造影剂，按每公斤体重1-1.5ml 给药，并以同样注射速率跟注生理盐水20ml。采用自动跟踪触发扫描技术，阈值监测点放置在肺动脉主干水平，当阈值达到60HU后延迟7s自动触发由头至足扫描。研究组选择双源螺旋CT平静呼吸下肺动脉扫描协议进行扫描，管电压100KV，开启管电流自动调制技术（CARE Dose4D），参考剂量设定为170mAs，螺距为3.0，扫描层厚3mm，重建层厚1mm，机架旋转时间为0.28s，准直器宽度（128×0.6）mm。注射方案与对照组一致，阈值监测点放置在肺动脉主干水平，当阈值达到60HU后延迟4s自动触发由足至头扫描。

1.3 辐射剂量

CT检查结束后，在CT操作界面上打开Scan界面，记录机器自动测量的有效管电流（EFF.mAs）、容积CT剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）、剂量长度乘积（dose length product，DLP）、扫描时间（Scan Time），并计算有效剂量（effective dose，ED），公式ED=DLP×k（mSv），k 为胸部权重因子，k=0.014（mSv/mGy·cm）。

1.4 CT图像后处理

检查结束后，CT图像自动传输到飞利浦后处理工作站EBW进行后处理。利用最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重組技术（multi-planar reconstruction，MPR）、容积再现技术（volume reconstruction，VR）等对肺动脉进行多角度多方面的展示，以便发现病灶。将肺动脉横断面图像传输至PACS工作站，利用测量软件依次测量肺动脉CT值、左肺动脉干CT值、右肺动脉干CT值、右上肺动脉CT值、右下肺动脉CT值、左上肺动脉CT值、左下肺动脉CT值，以及各肺动脉所对应的同层背部肌肉的CT值、SD值。根据相关公式计算信噪比值（SNR），SNR=血管CT衰减值/SD值，对比噪声比值（CNR），CNR=（血管CT衰减值-背景CT值）/SD值。

1.5 统计分析

应用SPSS 22.0软件进行统计分析数据，计量资料采用均值±标准差（x±s）表示，两组计量资料比较采用t检验。P<0. 05则两组间差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

对照组30例患者中男性18例，女性12例，最大年龄为86岁，平均年龄为（64±11）岁，体重为（59.70±7.65）kg;研究组30例患者中男性14例，女性16例，最大年龄为89岁，平均年龄（70±13）岁，体重为（53.37±8.14）kg。两组患者年龄、体重之间没有统计学差异（P>0.05）。

2.2 有效管电流、辐射剂量、扫描时间、有效剂量、对比剂用量

对照组扫描时间、CTDIvol、DLP、ED、造影剂用量明显高于研究组（P<0.05），有统计学意义上的差异;两组间患者年龄、体重没有统计学差异（P>0.05）见表1。

2.3 CT图像客观质量评价

对照组与研究组CT血管增强均能达到诊断要求，且两组之间各级肺动脉CT值之间差异没有统计学意义（P>0.05），但研究组的对比噪声比（CNR）明显高于对照组，且右肺动脉干、左肺动脉干、右上肺动脉、右下肺动脉、左上肺动脉、左下肺动脉CNR值之间的差异具有统计学意义（P<0.05）。研究组的信噪比（SNR）明显高于对照组，且左肺动脉干、右上肺动脉、右下肺动脉、左上肺动脉、左下肺动脉SNR值之间具有统计学差异（P<0.05）。两组间所测量的各级肺动脉CT值、对比噪声比CRN以及信噪比SNR分别见表2、表3、表4。

2.4 两组患者CT图像

图1为某男性患者在平静呼吸状态下的肺动脉扫描情况。其中图1（a）与图1（b）为肺动脉横断面图，分别清晰显示了右上肺动脉与右下肺动脉的充盈缺情况;图1（c）为肺动脉横断面MIP图，可清晰显示肺动脉与血栓位置形态;图1（d）为肺动脉容积再现图像。

图2所示为某女性患者屏气状态下肺动脉扫描情况。其中图2（a）为肺动脉横断面MIP图，清晰显示双侧肺动脉干内软组织密度影，可见充盈缺损的情况;图2（b）与图2（c）为肺动脉冠状位MIP图，可以看到肺动脉分支闭塞、狭窄，同时能清晰显示肺动脉栓塞的位置;图2（d）为肺动脉容积再现图像。

3 讨论

近些年来，随着CT扫描技术的迅速发展，CTPA血管成像已越来越广泛应用于肺动脉患者检查。CT肺动脉血管成像技术操作简单，能够清晰显示肺动脉各级分支以及栓塞的位置、范围、程度、性质和肺动脉血流动力学状态，与肺动脉造影技术相比较，患者所受的损伤小并且更受欢迎。计算机断层扫描肺血管造影CTPA已被确立为诊断PE的一线影像手段[8]。虽然肺动脉造影通过推注跟踪和测试推注技术获得了足够的图像采集时机，但肺动脉血管增强仍然不佳而影响诊断。在常规CTPA检查中，采集时间大概需要4-15秒，这就要求患者在检查过程中吸气、屏气以保证肺动脉图像没有呼吸运动伪影[9]。然而一旦患者吸气、屏气，就会使人体胸腔发生一些生理改变。吸气会导致胸腔内压力降低，从而改变胸腔大血管内的血液动力学，特别是低压静脉系统内的血液动力学，那么无造影剂混合的血液通过下腔静脉到右心房的流量比有造影剂混合的血液流过上腔静脉到右心房的流量相对增多，从而产生稀释作用。另外，如果患者诱发Valsalva动作，胸腔和血管内压力会突然大幅增加，从而阻止血液流向右心房，并通过迷走神经反射导致心率和心输出量下降。而在肺动脉图像中将会表现为肺动脉血管内造影剂完全或者部分中断，从而影响医生对于疾病的诊断[10-12]。在实际工作中，需要考虑到许多接受CT成像检查的患者由于各种问题（听力受损或其他相关合并症，例如严重的心肺或神经血管疾病或痴呆症）而无法遵循呼吸命令。因此，不需要患者吸气、屏气就能在保证图像质量的前提下完成检查成为人们的期望。为了解决这些问题，已经有学者提出在吸气、屏气中执行CTPA检查。张新成等（2018）[13]研究表明，在不需患者屏气的状态下，仍然能顺利完成检查，并且图像质量可以达到诊断要求，其研究常规组患者的平均扫描时间为（4.37±0.37）s，实验组的平均扫描时间为（1.23±0.10）s。本研究在前人研究的基础之上，增加了患者的数量，研究组患者在平静呼吸下进行扫描，对照组患者在屏气下进行扫描。结果可发现，两种条件下患者图像均能给诊断医生提供可靠准确的诊断信息。两组患者各级肺动脉CT值均能达到诊断要求，且两组之间各级肺动脉CT值无统计学差异（P>0.05），符合Wittram（2007）[14]提出的CT值>211 HU时才能较好地识别肺动脉栓塞的标准。本研究组扫描时间（0.75±0.08）明显低于对照组（2.20±1.95），P<0.05，差异具有统计学意义。扫描时间缩短的同时减少了造影剂的使用，继而减少了由造影剂带来的肾损伤，即造影剂肾病（contrast-induced ne-phropathy，CIN）。研究组辐射剂量（1.60±0.50）也明显低于对照组（2.27±0.93），P<0.05，差异具有统计学意义。

总之，在平静呼吸状态下螺距为3.0扫描模式下仍然能实现肺动脉的CT造影检查，并能降低患者的辐射剂量以及造影剂用量，给临床医生提供准确的诊断信息。

参考文献：

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