低辐射剂量和低对比剂剂量的下肢CTA方案在疑似糖尿病下肢动脉闭塞性病变检查中的应用＊

杜森垚 徐 江 朱 杰 司成海,*

1.秦皇岛市第一医院影像科 (河北 秦皇岛 066000)

2.秦皇岛市第一医院综合内科 (河北 秦皇岛 066000)

3.秦皇岛市中医医院影像科 (河北 秦皇岛 066000)

下肢动脉血管闭塞性病变(arteriosclerosis obliterans，ASO)是糖尿病较为常见且严重的并发症，多见于中老年人，且随患者年龄增加和糖尿病病程延长，发生率逐渐升高[1-2]，病变肢体因血液供给不足，早期多出现肢体麻木、发凉、感觉异常等症状，随病情进展，可出现静息痛、间歇性跛行、溃疡、坏疽甚至被迫截肢等不良后果。下肢动脉血管成像(CT-Angiography，CTA)是目前评估下肢动脉血管狭窄程度和诊断ASO的有效检查手段，具有无创、准确度高、操作简单和诊断效果好等优点。但随着CTA的广泛应用，临床发现下肢CTA检查时扫描时间相对较长，患者接受较高的辐射剂量和碘摄入量，会增加辐射损伤、对比剂外渗和对比剂肾病(contrast induced nephropathy，CIN)的并发症风险[3-4]。因此在不影响下肢CTA图像质量和诊断效果前提下，临床工作者应充分思考如何提高CTA安全性。本研究课题组开展了低辐射剂量和低对比剂剂量的下肢CTA方案，并分析在疑似糖尿病下肢动脉闭塞性病变检查中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2019年6月至2022年12月本院收治的疑似糖尿病下肢动脉闭塞性病变患者共110例。

纳入标准：因肢体麻木、皮温下降、下肢肿胀、疼痛、局部皮肤发红或间歇性跛行等疑似ASO症状就诊，且有明确糖尿病史，病程＞3年；年龄40-79岁，精神意识清醒，沟通表达能力尚可；无下肢CTA、数字减影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)检查禁忌证，且均自愿接受上述检查；签署研究知情同意书。排除标准：合并甲亢、心肝肾功能不全或碘对比剂过敏者；哺乳期/妊娠期女性；经沟通后拒绝参与研究者。随机数表法分成常规组和研究组各55例，常规组男35例，女20例，平均年龄(57.83±10.15)岁，糖尿病病程(5.81±1.75)年，体重指数(BMI)(25.06±2.23)kg/m2。研究组33例，女22例，平均年龄(58.02±10.21)岁，糖尿病病程(5.87±1.80)年，BMI(25.10±2.27)kg/m2。2组对象资料比较差异不显著(P＞0.05)。

1.2 方法采用美国Philips Medical Systems(Cleveland)公司生产的超高端Brilliance 128排螺旋CT进行下肢CTA检查，仰卧位，足先进，扫描范围为腹主动脉远端至足趾末端，管电流250mA，层厚1.25mm，螺距0.984：1，窗宽600-800，窗位300。常规组CTA扫描管电压120kV，对比剂剂量100mL。研究组CTA扫描管电压100kV,对比剂剂量1mL/kg。2组均采用非离子型对比剂碘海醇(300mgI/mL)，对比剂经双筒高压注射器从肘正中静脉团注，注射流速4 mL/s，注射完毕后同样流速追加40-50mL生理盐水。采用对比剂跟踪自动触发技术触发扫描，触发阈值为110HU。将轴位薄层图像传至后处理工作站，采用多平面重建(multiplane reconstruction，MPR)、曲面重建(curved planar reformaion，CPR)、容积重建(volume reconstructio，VR)和最大密度投影(maintensity projection，MIP)等后处理技术进行诊断分析。由2名对本研究及分组方法不知情、CTA放射科经验≥10年的资深CT影像医师共同对下肢CTA图像进行阅片讨论并得出一致结论。

1.3 观察指标

1.3.1 诊断效果 患者均于入院7d内进行DSA检查，下肢动脉狭窄程度=(狭窄处近心端正常血管径-狭窄处血管径)/狭窄处近心端正常血管径×100%。若出现多处狭窄，则以狭窄最严重处计算。狭窄程度分级[5]：0级，无狭窄(0%)；Ⅰ级，轻度狭窄(＜50%)；Ⅱ级：中度狭窄(50%～74%)；Ⅲ级重度狭窄(75%～99%)；Ⅳ级完全闭塞(100%)。狭窄程度≥50%为ASO诊断标准，狭窄程度≥75%为重度ASO甚至完全闭塞[6]。DSA结果为金标准，观察2组的诊断效果。

1.3.2 图像质量 (1)主观图像质量评价标准：1分，动脉血管结构和走行显示较差，管壁毛糙，图像噪声大，图象模糊，影响阅片者进行影像诊断；2分：主要动脉节段显示良好，管壁稍毛糙，局部分支、侧枝循环或小血管的显示不清晰，图像质量可基本满足诊断需求；3分：主要动脉节段和局部分支、侧枝循环或小血管显示良好，可伴少许伪影，血管整体显示较清晰，能满足临床诊断需求；4分：动脉血管结构显示清晰，血管边缘光滑，无伪影，图像质量佳。(2)客观图像质量。测量髂总动脉中点和股动脉中点CT值，测量时感兴趣区(region of Interest，ROI)面积为5mm2，测量3次取平均值，CT标准差的平均值为背景噪声，信噪比(signal to noise ratio，SNR)=髂总动脉平均CT值/背景噪声。

1.3.3 对比剂使用量、碘摄入量和辐射剂量 记录CT剂量指数(CT dose index，CTDIvol)、剂量长度乘积(dose length product，DLP)和有效辐射剂量(effective radiation dose，ED)，其中ED=DLP×转换系数k(k=0.018 mSv·mGy-1·cm-1)。记录碘摄入量(单位：g)，碘摄入量=碘对比剂浓度(mgI/mL)×对比剂剂量(mL)/1000。

1.4 统计学方法SPSS 26.0分析相关数据，计数资料用率描述，组间比较2或Fisher确切概率法，组间等级资料比较采用秩和检验；正态分布计量资料用()描述，组间比较成组t检验。P＜0.05，为差异有统计学意义，P＜0.001时用科学计数法描述。

2 结果

2.1 2组下肢CTA诊断效果比较参照DSA金标准，常规组和研究组CTA对下肢动脉狭窄程度的符合率分别为83.64%(46/55)、85.45%(47/55)，二者差异不显著(P＞0.05)。常规组和研究组CTA对下肢ASO的诊断敏感度为93.18%(41/44)、91.30%(42/46)，特异度为72.73%(8/11)、88.89%(8/9),准确度为89.09%(49/55)、90.91%(50/55)，差异均不显著(P＞0.05)。见表1。

2.2 2组下肢CTA图像质量比较2组下肢CTA主观图像质量评分比较，差异不显著(P＞0.05)。见表2，研究组典型下肢CTA见图1-2，患者男，69岁，MIP图像可见造影剂充盈均匀，分支清晰，VR图像可见动脉血管及分支显示完整，未见缺损，图像质量评分为4分。2组髂总动脉中点和股动脉中点CT值比较，差异不显著(P＞0.05)，研究组背景噪声高于常规组(P＜0.05)，SNR低于常规组(P＜0.05)。见表3。

图1 研究组双下肢CTA的MIP图像图2 研究组双下肢CTA的VR图像

表2 2组下肢CTA主观图像质量评分比较

表3 2组下肢CTA客观图像质量比较

2.3 2组CTA检查对比剂使用量、碘摄入量和辐射剂量比较研究组按1mL/kg使用对比剂，平均对比剂剂量为(67.35±7.30)mL，与常规组对比剂使用量100 mL相比，平均减少了32.65 mL。研究组平均碘摄入量为(23.57±3.01)g，较常规组35 g平均减少了11.43g。见图3。研究组CTDIvol、DLP和ED均明显低于对照组(P＜0.05)。见表4。

图3 2组下肢CTA检查对比剂剂量和碘摄入量比较

表4 2组下肢CTA检查的辐射剂量比较

3 讨论

下肢动脉粥样硬化是糖尿病患者出现下肢动脉血管疾病的主要原因，合并高血脂、长期血糖控制不佳、吸烟、饮酒、肥胖等是加剧患肢血管狭窄程度的促进因素[7-8]。DSA是诊断血管疾病的金标准，能直观清晰的显示病变血管及分支血管的血流状况和狭窄程度，但属于有创检查，不宜作为首选，而且DSA对部分偏心型狭窄可能无法准确评估。CTA具有较高的空间分辨率、操作简单、无创、禁忌证少等优点，易被患者接受。但临床发现，下肢血管范围较大，走行长，血管分支密布，导致下肢CTA检查的时间往往较长，无疑增加了受检者的辐射损伤，高碘摄入也会增加CIN风险。

随着CTA技术的发展，低辐射剂量和低对比剂剂量的下肢CTA方案引起临床重视。降低管电压是降低低辐射剂量的常用方法，辐射剂量与管电压成反比。此外降低管电流也可减少辐射剂量，但作用相对有限[9]。有报道[10]指出，控制CT其他扫描参数不变的情况下，将管电压由120kV降至90kV，辐射剂量可减少约35%，将管电压由120kV增加至135kV，辐射剂量增加约33%。但管电压降低会影响X射线的穿透能力，一定程度上增加CTA检查的背景噪声和降低SNR，可能影响图像质量和影像诊断，因此降低管电压时需兼顾CTA图像质量。有报道[10-11]发现，80 kV低管电压虽能明显增强光电效应和减弱康普顿散射，使血管内CT值增加和增强对比度，但可能不利于管腔内钙化斑块的检出。此外目前下肢CTA检查的碘对比剂剂量多为100mL左右，或按照体质量1.5～2.0mL/kg确定剂量。但碘对比剂需经肾脏处理，较大对比剂剂量无疑会加重肾脏负担和CIN风险，因此合理控制对比剂剂量是预防CIN的关键[12]。

本研究制定并开展100kV管电压、对比剂1mL/kg的下肢CTA方案，结果显示研究组管电压下降后，背景噪声较常规组高，SNR较常规组低(均P＜0.05)，但组间主观图像质量评分并无明显差异(P＞0.05)，同时参考DSA金标准，组间对下肢动脉狭窄程度和ASO的诊断评估效能也无明显差异(P＞0.05)，与文献报道[13-14]相符，表明与120kV相比，100kV管电压虽会增加噪声和降低SNR，但这种干扰效应是可以接受的，并不明显影响CTA图像质量和医师阅片诊断。低管电压对血管内CT值有良好增强效应，可获得更好的血管强化效果，降低管腔内对比剂所需的浓度值，因此低管电压为降低对比剂剂量提供了可能[15-16]。对比剂剂量是影响碘摄入量的关键因素，在100 kV管电压条件下，研究组按1mL/kg使用对比剂，明显减少了对比剂使用量和碘摄入量，有利于减少CTA检查带来的不良反应风险，安全性更佳。本研究显示与常规组相比，研究组CTDIvol、DLP和ED均较对照组明显下降(P＜0.05)，与文献报道[17-18]相符，说明100kV管电压、对比剂1mL/kg的下肢CTA方案在减少受检者辐射剂量方面有明显优势，尤其对于需多次进行CTA检查的慢性病患者而言，无疑获益明显。

综合上述分析，本研究验证了与常规下肢CTA方案相比，低辐射剂量和低对比剂剂量在疑似糖尿病ASO检查中的应用价值明显更高，能在不明显影响图像质量和影像诊断效果前提下，减少碘对比剂用量、碘摄入量和辐射剂量，提高CTA检查的安全性，值得推广应用。本研究不足在于样本量偏少，其次未能观察对肥胖(BMI≥28kg/m2)患者的应用效果，后续将对此进一步完善。