徐軍，張又新，吳紅英，胡孝梨，雷子喬，羅昆

顱腦CTA是臨床常用的影像檢查方法，常規(guī)檢查輻射劑量較大，存在著潛在的輻射危害，同時(shí)還需要較快的流率注射較高濃度和較大劑量的對(duì)比劑來維持血管內(nèi)的濃度，滿足圖像后處理和診斷需要，對(duì)于需要行造影檢查的腎功能不全患者，應(yīng)盡可能減少對(duì)比劑劑量以降低對(duì)比劑腎病發(fā)生的概率[1-3]。但減少對(duì)比劑劑量易造成血管顯影淺淡或濃度不均，影響圖像質(zhì)量和診斷[4]。而寶石能譜CT擁有低keV單能量成像和自動(dòng)能譜協(xié)議選擇等技術(shù)，可以改善圖像質(zhì)量，提高血管CT值和對(duì)比度，可以根據(jù)患者的體型和圖像質(zhì)量需求個(gè)性化患者的輻射劑量和掃描參數(shù)，從而可以降低對(duì)比劑劑量和輻射劑量[5-6]。本研究旨在初步探討寶石能譜CT雙低檢查技術(shù)在顱腦CTA檢查中的應(yīng)用價(jià)值。

材料與方法

1.研究對(duì)象

前瞻性搜集2021年1月-4月本院臨床懷疑或診斷為腦血管病變，癥狀為頭暈、頭痛、肢體活動(dòng)障礙等，接受頭顱CTA檢查的120例患者，按照數(shù)字表法隨機(jī)分為常規(guī)劑量組及能譜低劑量組，每組各60例。常規(guī)劑量組男35例，女25例，年齡20～80歲，平均(56.87±13.61)歲。能譜低劑量組男31例，女29例，年齡18～92歲，平均(53.45±14.80)歲。所納入對(duì)象排除嚴(yán)重肝腎功能不全、嚴(yán)重失代償心功能不全、BMI>28 kg/m2的患者。

2.檢查方法

采用GE Discovery CT750 HD64排螺旋CT掃描儀。兩組掃描方式：常規(guī)劑量組采用常規(guī)螺旋掃描模式，自動(dòng)管電流技術(shù)，管電壓為120 kVp QC(混合能量)；能譜低劑量組采用寶石能譜成像(gemstone spectral imagine，GSI)掃描模式，自動(dòng)能譜協(xié)議選擇(automatic spectral imaging mode selection，ASIS)技術(shù)，管電壓為80 kV和140 kV瞬時(shí)(0.5 ms)切換，掃描時(shí)自動(dòng)重建65 keV單能量圖像。兩組其他掃描參數(shù)相同：噪聲指數(shù)NI為15，探測(cè)器寬度40 mm，螺距0.984:1，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.5 s/r，掃描范圍為顱底至顱頂，兩組數(shù)據(jù)均進(jìn)行0.625 mm層厚的重建，重建算法ASIR設(shè)為50%，并將重建數(shù)據(jù)傳輸至AW4.6工作站。

3.對(duì)比劑注射方案

采用拜耳Stellant-D高壓注射器。對(duì)比劑采用碘克沙醇(320 mg I/mL)，掃描前兩組均采用15 mL的對(duì)比劑和20 mL的生理鹽水進(jìn)行小劑量團(tuán)注測(cè)試，估算出對(duì)比劑到達(dá)靶血管的峰值時(shí)間T。掃描時(shí)常規(guī)劑量組按體重0.7 mL/kg注射對(duì)比劑，流率4.0 mL/s，掃描時(shí)間為峰值時(shí)間T+2～3 s 。能譜低劑量組按體重0.5 mL/kg注射對(duì)比劑，流率3.0 mL/s，掃描時(shí)間為峰值時(shí)間T+1～2 s，掃描后重建出最佳單能量65 keV的圖像。

4.圖像重建和后處理分析

所有原始掃描數(shù)據(jù)均傳至AW 4.6工作站進(jìn)行圖像后處理，重組方法采用 MPR、MIP、CPR 及 VR 等。分別在頸椎2～3椎間盤層面、大腦中動(dòng)脈層面、竇匯層面以及枕骨大孔層面測(cè)量右頸內(nèi)動(dòng)脈、右大腦中動(dòng)脈M1中段、竇匯和右側(cè)顳肌的強(qiáng)化CT值，測(cè)量興趣區(qū)(ROI)的面積為血管或肌肉橫斷面積的1/2～2/3，以右側(cè)顳肌處ROI的標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation，SD)為背景噪聲，計(jì)算圖像對(duì)比噪聲比(contrast noise ratio，CNR)及信噪比(signal noise ratio，SNR)。CNR=(CT值右大腦中動(dòng)脈-CT值右側(cè)顳肌)/SD；SNR=CT值右大腦中動(dòng)脈/SD。并且記錄患者的輻射劑量，包括容積劑量指數(shù)(CT dose index volume，CTDIvol)，劑量長(zhǎng)度乘積(dose length product，DLP) ，根據(jù)DLP計(jì)算有效劑量(effective dose，ED)。ED=k×DLP，k=0.0021 mSv/mGy·cm[7]。

5.圖像質(zhì)量及評(píng)價(jià)

圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)參照文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)[8]，以大腦中動(dòng)脈分支的顯示情況為代表，采用MIP方法重建，以4分法進(jìn)行評(píng)價(jià)：4分，能清楚顯示MCA段2級(jí)以上分支；3分，能清楚顯示MCA的一級(jí)分支；2分，能清楚顯示M1段，M2段以上分支顯示不清 ；1分，M1段顯示不完全。所有圖像由兩名經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生采用雙盲法對(duì)圖像質(zhì)量作出評(píng)分，意見不一致時(shí)協(xié)商取得一致結(jié)果。

6.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

1.兩組圖像客觀評(píng)價(jià)

兩組患者在性別構(gòu)成、年齡、BMI等方面差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者的基本臨床資料

兩組圖像的右頸內(nèi)動(dòng)脈和右大腦中動(dòng)脈強(qiáng)化CT值差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，說明兩組圖像在動(dòng)脈顯示效果上沒有差異。兩組圖像在竇匯CT值上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說明能譜低劑量組靜脈污染較常規(guī)組明顯。

表2 兩組圖像強(qiáng)化CT值測(cè)量數(shù)據(jù)比較 (HU)

兩組圖像的SD，SNR和CNR差異均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表3。

表3 兩組圖像SD、SNR以及CNR的測(cè)量結(jié)果比較

兩組患者的輻射劑量(CTDL、DLP、ED)和對(duì)比劑總量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，見表4。

表4 兩組患者輻射劑量和對(duì)比劑總量的數(shù)據(jù)比較

2.兩組圖像主觀評(píng)價(jià)

兩組患者檢查完，均無明顯不良反應(yīng)，所有患者顱腦CTA顯影均能滿足影像診斷(圖1、2)。常規(guī)劑量組圖像質(zhì)量評(píng)分4分40例，3分20例，能譜低劑量組質(zhì)量評(píng)分4分44例，3分16例，兩組所有患者右側(cè)大腦中動(dòng)脈M1或M2段顯影不清的情況均沒有出現(xiàn)。在兩組患者右側(cè)大腦中動(dòng)脈顯示上，主觀評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.427)。

圖1 能譜65 keV頭部血管MIP圖像。 圖2 常規(guī)120 kV頭部血管MIP圖像。兩組圖像腦部的主要?jiǎng)用}血管及其分支均能清晰顯示，評(píng)分均為4分，其中對(duì)于竇匯強(qiáng)化CT值，能譜組比常規(guī)組偏高，可能存在一定的靜脈干擾。

討 論

腎毒性是靜脈應(yīng)用對(duì)比劑的主要副作用之一，其發(fā)生率與劑量呈正相關(guān)，同時(shí)還與一些危險(xiǎn)因素有關(guān)，如糖尿病、腎衰竭和多發(fā)性骨髓瘤等等。一般來說，行頭部CTA的患者往往年齡偏大同時(shí)伴有其他風(fēng)險(xiǎn)因素，因此CTA檢查時(shí)減少對(duì)比劑劑量顯得尤為重要。與此同時(shí)，顱腦CTA檢查也存在著潛在的輻射危害，輻射損傷可引起細(xì)胞、組織、器官甚至各個(gè)系統(tǒng)的變化，最終導(dǎo)致整體功能變化直至發(fā)生病變，因此降低輻射劑量同樣具有重要意義。

寶石能譜采用單源瞬時(shí)kV切換技術(shù)，高壓發(fā)生器能在極短時(shí)間內(nèi)完成140 kV和80 kV高低電壓間的切換，幾乎在同時(shí)同角度進(jìn)行兩個(gè)能量的數(shù)據(jù)采樣，并根據(jù)這兩種能量數(shù)據(jù)確定體素在40～140 keV范圍內(nèi)的衰減系數(shù)，獲取該能量范圍內(nèi)的101個(gè)單能量圖像[9]。與常規(guī)CT圖像相比，寶石能譜單能圖像能有效地減少射線硬化偽影，具有更好的圖像質(zhì)量、SNR和CNR，還可以提供豐富的影像學(xué)信息，實(shí)現(xiàn)物質(zhì)組成成分的初步分析及物質(zhì)分離，并產(chǎn)生物質(zhì)分離圖，能夠?yàn)榕R床提供更多的有價(jià)值信息，提高診斷符合率，此外寶石能譜CT還采用了全新的圖像重建方法即ASIR重建算法，能在保證圖像質(zhì)量的前提下實(shí)現(xiàn)更低的輻射劑量[10]。

寶石CT的自動(dòng)能譜協(xié)議選擇掃描模式可根據(jù)患者體型選擇最優(yōu)化的掃描參數(shù)，使患者輻射劑量個(gè)體化[11]。另外Bogot等[12]和Johnson等[13]研究表明，顱腦CTA在單能量65 keV下能提高血管和周圍組織的對(duì)比，增強(qiáng)血管顯示效果。因此本研究主要基于這兩點(diǎn)，重建65 keV單能量圖像，通過最佳單能量成像及自動(dòng)能譜協(xié)議選擇技術(shù)來降低對(duì)比劑劑量和輻射劑量，旨在達(dá)到與常規(guī)CT能有同樣的血管顯影效果和圖像質(zhì)量，并探討其在顱腦CTA檢查中的應(yīng)用價(jià)值。

本研究采用的是小劑量團(tuán)注測(cè)試技術(shù)，這個(gè)方法簡(jiǎn)單直觀，通過測(cè)出靶血管的時(shí)間-密度曲線，得到對(duì)比劑到達(dá)顱腦動(dòng)脈的峰值時(shí)間，可以精確延遲時(shí)間，利于把握準(zhǔn)確的掃描時(shí)機(jī)，獲得更好的圖像質(zhì)量[14]。但是在一定程度上增加了患者對(duì)比劑的劑量，以致對(duì)比劑總劑量只降低了約25%。另外在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，能譜低劑量組的竇匯CT值較常規(guī)組要高出許多，并且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這說明能譜低劑量組掃描的顱腦CTA靜脈竇污染較常規(guī)組要嚴(yán)重一些，究其原因可能跟對(duì)比劑的流率降低有關(guān)，導(dǎo)致靶血管的峰值時(shí)間推后，掃描時(shí)間較晚而靜脈提前顯影。其次，本研究沒有采用個(gè)體化的注射方案，而是兩組分開按照統(tǒng)一的流率注射對(duì)比劑，對(duì)于體重過大的患者，就會(huì)存在注射流率不足，從而導(dǎo)致顱內(nèi)動(dòng)脈血管充盈不佳，對(duì)比劑濃度不高，增強(qiáng)效果不明顯，而需要增加對(duì)比劑劑量。相反，對(duì)于體重過輕的患者，對(duì)比劑的注射流率過高，血管強(qiáng)化CT值明顯，易造成對(duì)比劑劑量使用過多。最終會(huì)導(dǎo)致兩組患者的血管強(qiáng)化CT值不均衡，標(biāo)準(zhǔn)差大。

當(dāng)然本研究也有其優(yōu)點(diǎn)。第一，收集的病例患者全部來自于急診科室，患者身體狀況較差，采用的對(duì)比劑是安全性最高的等滲非離子型對(duì)比劑碘克沙醇，在臨床檢查中不易發(fā)生過敏反應(yīng)，已有大量數(shù)據(jù)研究證實(shí)。第二，本研究采用的“小劑量團(tuán)注測(cè)試+低對(duì)比劑劑量”的方式，能夠有效預(yù)防或減輕對(duì)比劑滲漏，降低對(duì)比劑滲漏風(fēng)險(xiǎn)。第三，采用了能譜最佳單能量成像和自動(dòng)能譜協(xié)議選擇技術(shù)，降低了患者的對(duì)比劑劑量和輻射劑量，在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中，能譜組較常規(guī)組的對(duì)比劑劑量降低約25%，輻射劑量降低了約55%，其中屬輻射劑量降低最為明顯。因此本研究在臨床檢查中也具有一定的參考價(jià)值。

總之，本研究證實(shí)了運(yùn)用寶石能譜CT最佳單能量成像結(jié)合自動(dòng)能譜協(xié)議選擇技術(shù)在顱腦CTA檢查中可以降低患者的對(duì)比劑劑量和輻射劑量，且與常規(guī)掃描模式相比，可有相同的動(dòng)脈顯示效果以及信噪比。