低管电压、低浓度及个体化剂量对比剂头颈部CTA图像质量及辐射剂量的评价

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  [摘要]目的 评价低管电压、低浓度对比剂(常规双低)及个体化双低头颈部CT血管造影(CTA)的图像质量及辐射剂量。方法 将90例病人随机分为对照组(A组:管电压120 kV,对比剂碘浓度370 g/L,对比剂用量为60 mL)、常规双低组(B组:管电压100 kV,对比剂碘浓度300 g/L,对比剂用量为60 mL)及个体化双低组(C组:管电压100 kV,对比剂碘浓度300 g/L,个体化对比剂用量),测量各组辐射剂量,计算各主要层面图像对比噪声比(CNR)及信噪比(SNR),对图像主观质量及静脉污染情况进行评价。结果 3组颈总动脉起始部、颈总动脉环状软骨水平SNR、CNR值差异无统计学意义(P>0.05);B组、C组颈内动脉起始部、大脑中动脉M1段水平SNR、CNR值均显著低于A组(F=8.259~17.638,P<0.05)。3组间比较,除右侧锁骨下动脉(SA)外(H=10.568,P<0.05),其余各动脉图像质量评分差异均无统计学意义(P>0.05)。注射侧锁骨下静脉伪影评分C组最高、A组最低,差异有统计学意义(H=6.639,P<0.05);3组颈静脉污染评分差异无统计学意义(P>0.05)。B组、C组辐射剂量明显低于A组(F=1 190.187,P<0.05),B组、C组间差异无统计学意义(P>0.05)。
  结论 采用256层螺旋CT行常规双低及个体化双低头颈部CTA,在图像质量满足诊断的前提下,可降低辐射剂量及注射侧锁骨下静脉伪影的影响。
  [关键词]计算机体层摄影血管造影术;辐射剂量;管电压;造影剂
  [中图分类号]R814.42
  [文献标志码]A
  [文章编号] 2096-5532(2019)05-0603-04
  doi:10.11712/jms201905024
  [开放科学(资源服务)标识码(OSID)]
  随着CT技术的发展,CT血管造影(CTA)作为一种方便、高效的头颈部血管疾病诊断方法已广泛应用于临床[1]。但头颈部CTA扫描管电压较高,大幅增加了病人的辐射剂量[2],而大剂量、高浓度对比剂的使用更是增加了受检者患对比剂肾病的概率[3]。因此,迫切需要在检查时降低辐射剂量,降低对比剂浓度及用量。目前国内外大部分相关研究均局限于常规双低(低管电压、低浓度对比剂),而在常规双低基础上进一步采用个体化剂量对比剂国内尚不多见。本研究旨在探讨采用常规双低及个体化双低的CTA检查方法,是否可以在保障图像质量的前提下降低病人的辐射剂量、减少对比剂的用量。
  1 资料与方法
  1.1 一般资料
  收集由于相关疾病在我院就诊并擬行头颈部CTA检查的病人共90例,其中男47例,女43例,年龄29~77岁,平均年龄(60.62±10.28)岁。将90例病人随机分为对照组(A组)、常规双低组(B组)和个体化双低组(C组),每组30例。3组病人的性别、年龄差异无统计学意义(P>0.05)。所有病人均签署知情同意书。
  1.2 CTA检查方法
  使用Philips iCT 256层螺旋CT机,3组扫描管电流均固定为250 mA,扫描层厚0.625 mm,层间距0.625 mm,球管旋转速度0.27 r/s,螺距0.625。于病人右侧肘正中静脉留置20 G套管针,使用高压双筒注射器以5 mL/s流量注射对比剂,对比剂注射前后分别团注20、40 mL的生理盐水。扫描取仰卧位,头先进,采用对比剂跟踪技术,于主动脉弓降部勾画ROI,触发阈值设定为150 Hu,触发后延迟4.3 s扫描,扫描范围自主动脉弓至颅顶。3组病人管电压、对比剂碘浓度和对比剂用量如下。A组:管电压120 kV,对比剂碘浓度370 g/L,对比剂用量60 mL;B组:管电压100 kV,对比剂碘浓度300 g/L,对比剂用量60 mL;C组:管电压100 kV,对比剂碘浓度300 g/L,个体化对比剂用量(对比剂用量(mL)=体质量(kg)×λ。当病人体质量为45~60 kg时,λ=0.7;体质量为61~75 kg时,λ=0.8;体质量>75 kg时,λ=0.9)。3组病人其他扫描条件均相同。
  1.3 图像分析
  将扫描所得数据上传至Philips EBW 4.02工作站进行后处理,由两名长期从事血管诊断工作的放射科医师通过GE Centricity PACS系统以双盲法对图像进行评价分析。各指标最终评分取两名医师评分的平均值。
  1.3.1 客观评价 ①信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR):测量颈总动脉(CCA)起始部、CCA环状软骨水平、颈内动脉(ICA)起始部、大脑中动脉M1段CT值;测量上述层面身体左右两侧的空气CT值,取CT值标准差的平均值为图像噪声;测量上述层面左右椎旁肌或颞肌的CT值,取平均值为背景信号。计算SNR、CNR,计算公式为:SNR=动脉CT值/图像噪声,CNR=(动脉CT值-背景信号)/图像噪声。②颈静脉污染评分:于环状软骨水平测量双侧颈静脉的CT值,采用3分评价法评价颈静脉污染情况。1分:颈静脉CT值>200 Hu,接近或超过邻近动脉,邻近动脉观察和重建受到影响;2分:颈静脉的CT值较高,100 Hu<CT值≤200 Hu,但是不影响动脉的重建和观察;3分:颈静脉CT值≤100 Hu,不影响动脉的重建和观察。
  1.3.2 主观评价 ①采用4级评分法[4]对头颈部动脉22个主要层面进行图像质量评价,包括主动脉弓、基底动脉、锁骨下动脉(SA)、CCA起始部及环状软骨水平、ICA起始部及虹吸部、颈外动脉(ECA)、大脑前动脉A2段、大脑中动脉M1段、椎动脉V2段及大脑后动脉P1段。②采用3分评价法评价注射侧锁骨下静脉硬束伪影情况。1分:伪影严重,影响动脉重建、评价;2分:存在较明显伪影,但不影响邻近动脉重建、评价;3分:不存在明显伪影,静脉显示清晰。   1.4 辐射剂量
  扫描后仪器自动生成剂量长度乘积(DLP)。
  1.5 统计学分析
  采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。两名医师各项指标测量及评价的一致性采用Kappa检验进行分析。计量资料以[AKx-D]±s表示,3组病人一般资料、SNR、CNR及辐射剂量比较采用方差分析,图像质量主观评分、静脉伪影和颈静脉污染评分比较采用Kruskal Wallis H秩和检验。以P<0.05为差异有统计学意义。
  2 结果
  两名医师各项指标测量Kappa值均>0.6,具有较高的一致性。
  2.1 SNR和CNR
  本文3组病人CCA起始部、CCA环状软骨水平SNR、CNR值差异无统计学意义(P>0.05);B、C组病人ICA起始部、大脑中动脉M1段水平SNR、CNR值均显著低于A组(F=8.259~17.638,P<0.05),而两双低组(B组、C组)间比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。
  2.2 图像质量评分
  本文3组间比较,除右侧锁骨下动脉(SA)外(H=10.568,P<0.05),其余各动脉图像质量评分差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。
  2.3 静脉伪影和颈静脉污染评分
  注射侧锁骨下静脉伪影评分C组最高、A组最低,差异有统计学意义(H=6.639,P<0.05);3组病人颈静脉污染评分比较,差异均无统计学意义(P>0.05)。见表3。
  2.4 辐射剂量
  A、B、C组组DLP分别为(752.47±40.93)、(449.58±19.45)、(450.21±18.30)mGy·cm,B、C组DLP分别较A组降低40.25%、40.16%,差异有统计学意义(F=1 190.187,P<0.05),而A、B组DLP差异无统计学意义(P>0.05)。
  3 讨论
  头颈部CTA作为一种方便有效的血管成像技术,有着数字减影血管造影(DSA)、磁共振血管成像(MRA)、多普勒超声等其他血管检查成像技术难以替代的优势,尤其对于动脉粥样硬化等疾病的检出具有很高的准确性和灵敏度[5]。但高管电压以及大剂量、高浓度对比剂的使用增加了病人潜在的风险,目前已引起广泛关注[6]。因此,在图像质量得以保障的前提下应降低管电压、对比剂的浓度及用量。
  头颈部CTA扫描层厚薄、范围大,所扫及层面包含眼晶状体、甲状腺等对X线敏感的器官[7],因此,在保证所获得图像能够满足诊断的同时,应尽量降低扫描辐射剂量。管电压、管电流、层厚、螺距、曝光时间、扫描范围等因素均可以影响辐射剂量,其中管电压因与辐射剂量呈正相关而最为关键,降低管电压可明显降低辐射剂量[8-9]。降低管电压时高密度物质的X线衰减系数会增加,利用这一特性,可以在降低对比剂浓度的条件下增加血管对比度,得到满足诊断所需的CT值,这也是双低CTA可行的理论依据[10-12]。本研究中各组病人的血管CT值均在理想区间内,同时常规双低组和个体化双低组病人的辐射剂量均明显降低,DLP较对照组分别降低了40.25%和40.16%。
  相关研究表明,病人体质量对动脉血管的强化程度有明显影响[13],故本研究中个体化双低组对比剂用量采用体质量作为变量进行计算,在45~60、61~75 kg体质量的人群中对比剂用量分别减少了33.88%和7.25%,常规双低组对比剂用量组则较对照组降低了18.9%。在本研究所测量的4个层面中,两个双低组ICA起始部、大脑中动脉M1段水平的SNR、CNR值均显著低于对照组,而两个双低组间差异无统计学意义。两个双低组SNR、CNR值降低是由于管电压降低、图像噪声增大导致的。虽然两个双低组2个层面SNR、CNR值略低,但3组病人各动脉节段图像质量主观评分均接近或达到4分,图像质量优秀,且除右侧SA外,各组间差异均无统计学意义。对照组右侧SA评分较低的原因可能是由于注射后对照组右侧锁骨下静脉内对比剂浓度高、静脉伪影较大造成的,在静脉伪影评价中个体化双低组评分最高、对照组评分最低的结果也恰恰印证了这一点。我们在注射对比剂前后分别团注20、40 mL的生理盐水,这样可以最大限度地降低对比剂用量,通过合理控制扫描时间,让靶血管得到充分显影,同时降低周围静脉尤其是头臂静脉造影剂残留造成的伪影。本研究结果显示,3组病人颈静脉污染评分差异无统计学意义,均在合理范围内,这也说明本研究中扫描时相的选择较为精准。
  本研究将低管电压扫描技术与低浓度对比剂的应用结合起来,利用降低管电压和对比剂浓度而CT值上升的特点获得了良好的对比度,完全可以满足诊断需求。在降低管电压、降低对比剂浓度的同时,本研究根据病人的体质量个体化对比剂用量,不但在部分人群中进一步降低了对比剂用量,而且降低了注射侧锁骨下静脉硬束伪影的影响,在获得良好圖像的同时使双低头颈部CTA的应用更加合理化。但本研究也存在值得完善的地方,如在降低管电压的同时可以适当升高管电流进行补偿,以降低图像噪声、提高图像质量。
  综上所述,本文结果显示,常规双低以及个体化双低头颈部CTA,在图像质量满足诊断的前提下,可以降低辐射剂量及注射侧锁骨下静脉伪影的影响,值得临床推广应用。
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  (本文编辑 马伟平)
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