李曉琳 陳偉彬

1華北理工大學(xué)臨床醫(yī)學(xué)院 河北唐山 063000;2附屬醫(yī)院CT室

近年來(lái),隨著醫(yī)療手段的成熟與應(yīng)用,CT血管造影(computed tomograpic angiography ,CTA)在血管性疾病檢查中普遍應(yīng)用,該方法可盡早發(fā)現(xiàn)病變,并指導(dǎo)臨床治療。頭頸部檢查掃描范圍包括頭部和頸部?jī)蓚€(gè)部位,患者所受輻射劑量相應(yīng)增加;且頸部包含甲狀腺等易受射線影響器官,常規(guī)CT診斷雖也能判斷疾病類型,但是需要高劑量的對(duì)比劑以達(dá)到血管清晰度,腎臟負(fù)擔(dān)加重,增加了對(duì)比劑腎病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[1-2]。如何降低CT輻射劑量、減少對(duì)比劑用量是臨床要不斷改進(jìn)和完善的問(wèn)題。能譜CT的出現(xiàn)使常規(guī)CT檢查中的輻射劑量問(wèn)題得到了改善,其特殊的濾波器和探測(cè)器結(jié)構(gòu),可在低管電壓的條件下降低掃描時(shí)的輻射劑量[3]。本研究根據(jù)能譜寶石CT的特點(diǎn),探討利用單能量技術(shù)以更低的對(duì)比劑劑量、濃度在頭頸CTA檢查中的優(yōu)勢(shì)。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2021年9月～2022年5月間我院因疑似大腦動(dòng)脈瘤或頸部血管粥樣硬化而行頭頸CTA的患者96例,其中男45例,女51例,年齡20～85歲,體質(zhì)量40～85kg。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)碘對(duì)比劑過(guò)敏;(2)甲狀腺功能亢進(jìn)患者;(3)嚴(yán)重腎臟性疾病如嗜鉻細(xì)胞瘤;(4)嚴(yán)重心功能不全導(dǎo)致血液循環(huán)不暢者。本研究獲我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有研究對(duì)象對(duì)本研究知情同意并簽署知情同意書(shū)。兩組患者一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05 )。見(jiàn)表1。

表1 患者一般資料比較(n=48)

1.2檢查方法 采用NEWGE Revolution CT掃描儀。常規(guī)掃描組管電壓設(shè)置120keV,選取胸主動(dòng)脈層面作為觀察層面,將激發(fā)點(diǎn)置于主動(dòng)脈弓位置,注入對(duì)比劑后機(jī)器每秒監(jiān)測(cè)一次,超過(guò)設(shè)定閾值后自動(dòng)掃描,掃描范圍為自主動(dòng)脈弓至矢狀竇。能譜掃描組選用Miscellaneous模式,選擇GSI Head Neck CTA掃描條件,管電流320mA,間隔層厚5mm,管電壓在高低能量(80～140kvp)之間瞬時(shí)切換,激發(fā)點(diǎn)及掃描范圍同常規(guī)組。

1.3對(duì)比劑注射方法 常規(guī)掃描組對(duì)比劑為碘美普爾48mL,注入速率為4.5mL/s;能譜掃描組對(duì)比劑為碘帕醇45mL,注入速率4.5mL/s。造影劑經(jīng)右側(cè)肘靜脈套管針注入,注射完畢后以相同速率注入20mL生理鹽水。

1.4圖像重建及后處理分析 將得到的原始圖像數(shù)據(jù)傳至Adw4.7工作站,對(duì)血管進(jìn)行去骨處理,以容積再現(xiàn)(volume rendering, VR)、最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)、多平面重組(multiple planar reformation, MPR)等形式顯示,重建冠狀面、矢狀面頭頸圖像。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,能譜圖像在 (60±5) keV單能量下圖像質(zhì)量最佳[4-6],以此根據(jù)軟件 GSI-Viewer進(jìn)行圖像重建。

1.5圖像質(zhì)量及評(píng)價(jià) 采用4分制評(píng)分方法[7-8]。1分:大腦中動(dòng)脈及其細(xì)小分支圖像顯示雜亂,頸部血管與周?chē)Y(jié)構(gòu)混雜,偽影影響明顯,影響醫(yī)師判斷;2分:大腦中動(dòng)脈及其遠(yuǎn)端分支顯影較清楚,頸部血管未與周?chē)M織摻連,略微偽影,不影響總體觀察及診斷;3分:大腦中動(dòng)脈及其分支顯示清楚,頸部血管與周?chē)∪馕匆?jiàn)摻連,略有偽影影響;4分:大腦中動(dòng)脈和分支顯影清晰,頸部血管與周?chē)∪饨缦薹置?未見(jiàn)任何偽影。1分則判定此圖像無(wú)法用于臨床診斷;評(píng)分為2～4分者,則認(rèn)為圖像可用于臨床進(jìn)行疾病判斷。圖像由2名臨床醫(yī)師在未知曉分組的情況下進(jìn)行評(píng)分,如果兩位醫(yī)師意見(jiàn)相左需進(jìn)行協(xié)商。

圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià): 將常規(guī)掃描組圖像以MIP重建圖形式顯示,分別在主動(dòng)脈弓、兩側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈及大腦中動(dòng)脈放置感興趣區(qū),得出CT值及SD值,并測(cè)量同層面軟組織CT值;能譜掃描組能譜序列采用GSI-Viewer軟件,重建60keV下的圖像,測(cè)量方法及部位同常規(guī)掃描組。計(jì)算頭頸部血管的信噪比(signal-noise ratio, SNR)、對(duì)比噪聲比(contrast-noise ratio, CNR)。計(jì)算公式:SNR血管=血管CT值/血管SD值,CNR血管=(血管CT 值-軟組織CT值)/血管SD值。計(jì)算有效輻射劑量(ED)=劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)×k(k為換算因子)。本文中根據(jù)歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南[9-10]k為0.00416。重建能譜掃描組60keV下的圖像,分析能量值下的CT值,對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析處理。

2 結(jié)果

2.1圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)結(jié)果 常規(guī)掃描組和能譜掃描組圖像質(zhì)量評(píng)分比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),結(jié)果見(jiàn)表2。兩組大腦中動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓血管顯示清楚,無(wú)偽影干擾。圖像均能滿足臨床診斷需要。見(jiàn)圖1～2。

圖1 常規(guī)掃描組圖像

圖2 能譜掃描組圖像

表2 兩組圖像質(zhì)量評(píng)分比例(例)

2.2圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)結(jié)果 常規(guī)掃描組和能譜掃描組的圖像質(zhì)量客觀比較結(jié)果見(jiàn)表3、4、5。能譜掃描組圖像CT值、SNR值、CNR值均明顯高于常規(guī)掃描組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表3 兩組圖像CT值測(cè)量結(jié)果比較

表4 兩組圖像SNR值測(cè)量結(jié)果比較

表5 兩組圖像CNR值測(cè)量結(jié)果比較

2.3兩組圖像輻射劑量結(jié)果 兩組的CT劑量指數(shù)(CTDIvol)、DLP、ED的差異比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),能譜掃描組的輻射劑量值均明顯低于常規(guī)組,見(jiàn)表6。

表6 兩組圖像輻射劑量測(cè)量結(jié)果比較

3 討論

CTA是經(jīng)高壓注射器注入藥物后,利用CT的掃描技術(shù),對(duì)靶血管進(jìn)行監(jiān)測(cè),經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后,對(duì)比劑在血管內(nèi)充分混合,達(dá)到最佳狀態(tài),此時(shí)進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)掃描,掃描之后的圖像經(jīng)相應(yīng)軟件進(jìn)行加工處理,以冠狀面、矢狀面等多種方式清晰展現(xiàn)血管的一種成像技術(shù)。伴隨著CT的升級(jí)換代以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的日益成熟,CTA廣泛應(yīng)用于頭頸部血管的檢查,已經(jīng)被證明是一種高效、便捷的檢查方法。

隨著血管成像技術(shù)在臨床普遍適用,其輻射劑量帶來(lái)的影響受到臨床關(guān)注。有文獻(xiàn)證實(shí),器官受照射劑量超過(guò)250mGy時(shí)易引發(fā)癌癥[11]。因此,在臨床行CTA檢查時(shí),不僅要保證圖像清晰以滿足臨床實(shí)際需求,同時(shí)又要將患者所受輻射劑量降到最低以減少輻射劑量,降低此項(xiàng)檢查帶來(lái)的潛在隱患風(fēng)險(xiǎn)。眾多研究者設(shè)計(jì)多種方案來(lái)減低輻射劑量,通過(guò)不斷探究、進(jìn)展,以找尋一種對(duì)患者影響最輕微的檢查方式[12]。同時(shí),血管成像需要使用一定劑量對(duì)比劑來(lái)維持血管清晰度,對(duì)于一些年齡偏大、本身就有心血管疾病的中老年人來(lái)說(shuō),其血管粘滯度大、血管彈性差,高濃度對(duì)比劑易加大其心血管負(fù)荷;其次,一些患者腎臟排泄性差,大劑量的對(duì)比劑使腎臟承受負(fù)擔(dān)加重,患對(duì)比劑腎病的風(fēng)險(xiǎn)加大。由此,探尋最佳的對(duì)比劑濃度及用量成為影像專業(yè)研究焦點(diǎn)。血管造影應(yīng)用對(duì)比劑碘美普爾居多,冠狀動(dòng)脈、胸主動(dòng)脈等大動(dòng)脈使用碘美普爾效果最佳,而頭頸部的細(xì)小動(dòng)脈使用高濃度的造影劑往往得不償失,加大引發(fā)其他疾病的風(fēng)險(xiǎn)。所以一些研究嘗試使用低濃度對(duì)比劑在保證獲取高質(zhì)量圖像的同時(shí)最大限度減小對(duì)患者的不良影響。

近年來(lái),能譜CT選用寶石作為探測(cè)器的材料,通過(guò)雙能掃描方式,同一球管中兩個(gè)能量(80kVp和140kVp)瞬間轉(zhuǎn)變,可同時(shí)、同頻率獲得兩組數(shù)據(jù)[13],再利用GSI-Viewer軟件對(duì)原始圖像進(jìn)行重建,可同時(shí)獲取混合能量圖像、單能量圖像以及碘基圖、水基圖等多個(gè)參數(shù)成像。能譜CT特有的減影技術(shù)可自動(dòng)進(jìn)行骨減除及鈣化減除[14],通過(guò)去除圖像中的偽影干擾,獲得目標(biāo)血管最佳單能量圖像,這種減影技術(shù)使得血管的CT值高于常規(guī)掃描下的血管CT值,細(xì)小動(dòng)脈顯示更加清楚。將能譜CT與頭頸部CTA相結(jié)合,在能譜掃描條件下降低對(duì)比劑的濃度及用量,并與常規(guī)掃描進(jìn)行對(duì)比,若圖像質(zhì)量良好且能滿足診斷要求,能譜CT便可在頭頸部CTA中廣泛使用。

本研究通過(guò)改變頭頸CTA的掃描條件,將能譜CT應(yīng)用于頭頸CTA檢查中,同時(shí)適當(dāng)降低對(duì)比劑的濃度及劑量,結(jié)果顯示在圖像最佳單能量成像的條件下,能譜掃描組圖像的強(qiáng)化CT值、SNR值、CNR值均高于常規(guī)掃描組;兩組圖像質(zhì)量均可用于臨床診斷,能譜掃描組輻射劑量相較于常規(guī)掃描組也顯著降低。由此可見(jiàn),能譜CT單能量技術(shù)聯(lián)合雙低劑量應(yīng)用于頭頸CTA檢查中,在確保圖像質(zhì)量的同時(shí),降低了患者所受輻射劑量,在臨床應(yīng)用中具有較大優(yōu)勢(shì)。