不同肥胖标准对CTPA图像质量及辐射剂量的影响

孙 潇，陈 泳，朱 力

急性肺动脉栓塞(PE)是一种常见并具有潜在致命性的疾病，其30 d 死亡率根据临床表现的不同为0.5%～20%[1]。CT肺动脉造影(CTPA)可以直观显示肺动脉内血栓的形态、部位及血管堵塞的程度，且无创、快捷，是诊断肺栓塞的首选检查方法[2]。在过去的十年间，已研发出多种技术来减少CT检查期间的辐射剂量，肥胖患者也应该被列入其中。因此，本研究以体脂率为标准将肥胖患者分为肥胖及超肥胖2组，比较CTPA图像质量及辐射剂量的差异，并分析其与体重、BMI、去脂体重(LBM)等的相关性，以探寻不同肥胖指标对CTPA图像质量及辐射剂量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料:收集自2020年7月至2021年7月临床疑似肺栓塞并行CTPA检查的门诊及住院肥胖患者63例，根据去脂体重分为肥胖(体脂率28%～34%)和超肥胖(体脂率≥35%)。肥胖组33例：男8例，女25例，年龄(55.8±16.1)岁，心率(79±12)次/min；超肥胖组30例：男1例，女29例，年龄(56.6±12.4)岁，心率(78±10)次/min。病例排除标准：年龄<18岁；妊娠及哺乳期；患幽闭恐惧症；甲状腺功能亢进未治愈；碘过敏；肾功能不全，肌酐(Cr)>1.5 g/L，且肾小球滤过率≤50 mL/min；严重心功能不全(NYHA Ⅲ、Ⅳ级)。本研究患者均知情同意。

1.2 BMI、去脂体重、体脂量及体脂率计算:记录患者身高、体重，并计算BMI、去脂体重、体脂量及体脂率，LBM计算公式：LBM(男)=1.10×体重(kg)-128 [体重(kg)2/ 身高(cm)2]，LBM(女)=1.07×体重(kg)-148 [体重(kg)2/身高(cm)2]。

1.3 检查方法：检查设备为飞利浦Brilliance iCT256，扫描参数如下。探测器准直：128×0.625 mm，机架旋转时间：0.5 s，螺距：0.993，实时自动调节管电流，管电压100 kV；重建方式为iDose5，矩阵：512×512，层厚1 mm，间隔0.5 mm。病人脚-头仰卧位，右侧肘正中静脉埋置18 G套管针，连接双筒高压注射器，双臂举过头顶，先进行常规胸部平扫,扫描范围为胸廓入口到膈肌水平，尽可能包括整个肺野,平扫完成后直接进行增强扫描。选用浓度为370 mg I/mL(碘普罗胺)的碘对比剂50 mL，注射流速3.5 mL/s，随后以相同流速注射生理盐水35 mL，以尽量减少上腔静脉内残留的对比剂，降低射束硬化伪影。延迟时间采用自动触发扫描系统，将兴趣区设在肺动脉主干，触发阈值为100 HU，延迟5 s后扫描自动开始。扫描完成后图像自动传至影像归档和通信系统(PACS)系统。

1.4 图像质量:客观图像质量评价包括测量肺动脉主干与升主动脉，右肺上叶动脉和右上肺静脉，右肺下叶后基底段动脉和右下肺静脉CT值，并计算肺动静脉CT值比值及肺动脉平均CT值。测背阔肌CT值作为背景噪声，肺动脉主干CT值标准差作为噪声，然后计算图像信噪比(SNR)=肺动脉平均CT值/噪声，对比信噪比(CNR)=(肺动脉平均CT值-背阔肌CT值)/噪声[3]。观察并记录2组患者有无肺栓塞及栓子的数量。

1.5 辐射剂量:CT机自动测定扫描的容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)，并计算有效剂量(ED)=剂量长度乘积(DLP)*k(k为肺部的权重系数)，采用欧盟委员会推荐的胸部权重系数0.017 mSv/(mGv·cm)。

2 结果

2.1 2组患者的年龄、心率：2组患者的年龄、心率相比差异无统计学意义(P>0.05)，性别差异有统计学意义(P<0.05)。2组肥胖患者体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率见表1。以体脂率进行分组时，体重、BMI及体脂量的差异无统计学意义(P>0.05)，LBM及体脂率的差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 不同BMI组患者基本资料比较

2.2 客观图像质量：2组患者肺动脉平均CT值、肺动脉CT值比值、图像噪声相比，差异无统计学意义(P>0.05)，SNR、CNR相比差异均有统计学意义(P<0.05)，见表2。

表2 不同BMI组CTPA客观图像质量及辐射剂量

2.3 肺栓塞检出及栓子数：肥胖组有栓塞者10人，栓子数17个；超肥胖组有栓塞者6人，栓子数12个；2组相比差异无统计学意义(P>0.05)。

2.4 辐射剂量：肥胖组和超肥胖组CTDIvol、ED相比，差异无明显统计学意义(P>0.05)，见表2。

2.5 肺动脉平均CT值、CNR与体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率的相关性：肺动脉平均CT值、CNR与体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率呈负相关，且相关程度一般，相关系数差异均有统计学意义(P<0.05)，其中与体脂量相关性最强。噪声与体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率呈正相关，相关程度一般且差异均无统计学意义(P>0.05)。CTDIvol、ED与体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率均呈正相关，与体脂率的相关程度一般，分别与体脂量、体重相关性最强，相关系数差异均有统计学意义(P<0.05)。

表3 图像质量及辐射剂量与体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率间的相关性

3 讨论

3.1 CTPA辐射剂量的危害及影响因素：作为排除急性肺栓塞的首选检查方法，CTPA近年来的使用频率明显增高[4-5]，甚至出现过渡使用的现象，特别是一些无明显临床症状支持的患者。然而，CTPA使用率的增加并没有增加肺栓塞的诊断率[6]。CT扫描仪有电离辐射，具有致癌的潜在风险，而且，这种致癌的潜在风险是难以预测及测量的，还可能有很长的时间延迟。一项多中心研究[7]对330名接受CTPA检查的20岁女性进行了跟踪研究，显示有1人出现了辐射诱发的癌症。因此，应选择性地、适当地使用CTPA检查。CT辐射剂量主要受成像参数及受检者自身因素影响，如管电压、管电流、患者体重、BMI等。了解患者自身因素和CT扫描参数如何影响辐射剂量是减少剂量的第一步。

3.2 体脂率对CTPA辐射剂量及图像质量的影响：CT成像参数中，管电压对辐射剂量的影响最大，管电压越低，患者所受辐射剂量越低，且多项研究已证实低管电压在降低辐射剂量方面的优势[8-10]。但是，即使管电压一致，不同患者因其体内脂肪、骨骼及肌肉所占比例不一致，对X线的吸收程度不同，最终患者接受的辐射剂量也不一致。较常用的肥胖标准是BMI，以往有研究[11]分析了BMI与有效剂量间的相关性，结果显示与体重相比，BMI对患者接受的有效剂量的影响更大。并有研究[12]根据BMI计算有效剂量，提前预测CT扫描中的有效剂量，显示了其在预测有效剂量上的应用价值。另有研究[13]根据BMI调整CTPA的造影剂剂量及流速，进一步减少造影剂剂量，提高肺动脉强化程度，提高对周围肺动脉的显示效果。随着医疗技术水平的进步，体脂率越来越多被应用为肥胖的判断标准。本研究以体脂率为分组标准，将肥胖患者分为肥胖及超肥胖2组，结果显示，2组患者的CTPA图像的肺动脉平均CT值、肺动静脉CT值比值、噪声相比差异没有统计学意义，但是均存在不同程度的数值差，且SNR及CNR的差异有统计学意义，体脂率越大，图像客观质量越差。在诊断肺栓塞及明确栓子数方面，2组不同体脂率的差异不明显，且没有统计学意义。就辐射剂量而言，2组患者间差异不明显且没有统计学意义。因此，以体脂率为标准对肥胖进行分级时，虽然图像质量会受到一定程度的影响，但不影响诊断结果，且患者接受的辐射剂量的变化亦不明显，考虑到体重、BMI等因素对辐射剂量的影响，在选择合适的成像参数时，可以忽略体脂率的影响。

3.3 图像质量、辐射剂量与BMI、LBM及体脂率等的相关性：以往研究[11]显示，有效剂量受BMI影像较大，肺动脉强化程度受患者体重、BMI及BSA影响较大，且呈负相关(r=-0.58～0.63)。在本研究中，引入LBM、体脂量及体脂率的体重标准，进一步探究LBM、体脂量及体脂率对图像质量及辐射剂量的影响。结果显示肺动脉平均CT值、CNR与上述指标也呈一般程度负相关，与体脂量和体重的相关性最强(r=-0.383、-0.379)。但与上述研究相比，本研究的相关程度弱，相关系数均小于0.4，主要原因为一是本研究的碘总量及注射流率均低于上述研究(350 mg I/mL，75、4.5 mL/s)；二是以往研究采用管电压为80 kV，测得肺动脉CT值明显高于本研究。本研究中，患者的体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率对图像噪声的影响不大，相关系数小，且差异无统计学意义，主要原因在于噪声大小与管电压及图像重建方式有关，管电压越小，噪声越大，本研究为了保证肥胖患者的图像质量，选择了相对较高的100 kV及iDose5重建方式，所测得的噪声基数较小。因此，在对肥胖患者进行CTPA检查时，只要管电压及图像重建方式选择合适，可以忽略图像噪声的影响。在辐射剂量方面，体重、BMI、LBM、体脂量及体脂率与辐射剂量呈较强的正相关，且相关性较肺动脉平均CT值CNR及噪声强，尤其是与体重、BMI、体脂量的相关系数均高于0.7。综合以上与图像质量及有效剂量间相关系数最强的肥胖标准，在进行CT血管造影检查时，体重、BMI或者体脂量均可作为选择合适的扫描条件的判断标准，以满足临床诊断需求，降低有效剂量。

本研究的主要不足之处为每组样本含量较小；且以体脂率为分组标准时，由于女性基础体脂率大于男性，导致男女比例明显失调，男性患者数量少，结果可能存在一定程度偏倚，更倾向于以脂肪为主的肥胖标准。