【摘要】 目的：探討頸動脈CTA掃描時通過降低管電壓以達到降低輻射劑量的可行性。方法：將40例需行頸動脈CTA檢查的患者依據(jù)管電壓不同而分為A（120 kV）、B（80 kV）兩組，每組20例。分析比較兩組圖像的CT值、對比噪聲比（CNR）、信號噪聲比（SNR）及輻射劑量，并對重建圖像質量、血管邊緣形態(tài)進行評估分析。結果：B組容積CT劑量指數(shù)（CTDIvol）、劑量長度乘積（DLP）及有效劑量（ED）較A組分別降低63.97%、63.83%及63.79%，圖像質量評價結果：B組頸動脈平均CT值較A組顯著增加，差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。A、B兩組CNR、SNR值組間比較及兩兩比較差異均無顯著統(tǒng)計學意義（P>0.05）；且A、B兩組頸動脈重建圖像質量、血管邊緣形態(tài)整體滿意，無明顯差別（P>0.05）。結論：80 kV低管電壓頸動脈CTA掃描在不影響圖像質量的前提下，最大能夠降低約64%的輻射劑量。因此，頸動脈CTA檢查通過降低管電壓的低劑量掃描是可行的，可常規(guī)使用。

【關鍵詞】 體層攝影術； 輻射劑量； 管電壓； 圖像質量

近年來，MSCT血管造影（CTA）已廣泛應用于臨床，且相對于數(shù)字減影血管造影（DSA）具有無創(chuàng)及風險更低的優(yōu)勢。為了達到一定的分辨率，CTA掃描往往采用螺旋薄層采集，其掃描劑量相對于常規(guī)平掃勢必有所增加。因此，如何降低患者CTA檢查中所接受的輻射劑量現(xiàn)已成為業(yè)界關注的重點。目前，國內(nèi)外關于CTA低劑量掃描的研究，以降低管電流法為主，低管電壓低劑量法相對少見[1-2]。本研究采用相同管電流下，對比120 kV及80 kV兩組管電壓掃描法對頸動脈CTA圖像質量及輻射劑量的影響，旨在探討頸動脈CTA低管電壓掃描的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇本院近6個月來需行頸動脈CTA檢查的患者，其中既往行頸動脈支架置入術者、對造影劑過敏者、有嚴重心腎功能疾病而不適宜行CTA檢查的患者除外。最終納入的患者共40例，男27例，女13例，年齡45～82歲，平均57.8歲。所有患者依據(jù)掃描管電壓的不同而隨機分為A、B兩組，每組各20例。A組：男14例，女6例，年齡48～82歲，平均58.6歲；B組：男13例，女7例，年齡45～78歲，平均56.2歲。所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 采用GEVCT64層螺旋CT行頸動脈CTA掃描。對比劑均使用非離子型造影劑碘海醇（300 mgI/ml），采用高壓注射，注射劑量65～75 ml，注射速率4.0 ml/s。啟用閾值監(jiān)測對感興趣區(qū)（ROI）手動觸發(fā)掃描，觸發(fā)點設在主動脈弓水平，觸發(fā)閾值220 HU，掃描范圍主動脈弓水平至鞍上約20 mm處。

掃描方案：管電壓：A組，120 kV；B組，80 kV。兩組管電流均為400 mA。掃描參數(shù)：準直64 mm×0.625 mm；旋轉時間0.5 s；螺距0.562；FOV25 cm；矩陣512×512。重建層厚及間隔0.625 mm。

1.3 圖像質量評價 （1）客觀評價：分別測量頸動脈、椎前軟組織CT值及視野內(nèi)空氣SD值，并計算圖像CNR及SNR。所有測量均由放射科一位高年資醫(yī)生獨立完成。

頸動脈CT值測定：分別測量主動脈弓、頸總動脈及頸內(nèi)動脈三段的CT值，于每段的不同部位測量3次，每次測量的ROI盡可能大，取其平均值為每段血管的CT值，最后計算三段血管的平均CT值為頸動脈CT值。椎前軟組織CT值測定：測量頸椎前左右兩側軟組織CT值，于每側不同層面各測量3次，取其平均值為椎前軟組織的CT值。圖像噪聲測定：測量視野內(nèi)空氣CT值的標準差（standard deviation，SD），取ROI=100 mm2，于每側不同部位各測量3次，取其平均值為圖像噪聲。

計算CNR及SNR：CNR=（ROIa-ROIb）/SD；SNR=ROIa/SD。

其中ROIa為頸動脈CT值，ROIb椎前軟組織CT值，SD為圖像噪聲。

（2）主觀評價：在隱藏掃描條件的情況下，由兩名有經(jīng)驗的放射科醫(yī)師對圖像質量進行盲法獨立評價。采用3分評價法分別對頸動脈所有重建圖像，包括多平面重組（multiple planar reformation， MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）及血管邊緣進行評價。3分：圖像質量佳，血管邊緣銳利；2分：圖像質量一般，血管邊緣毛糙；1分：圖像質量差，血管邊緣模糊。

1.4 輻射劑量 設備依據(jù)掃描參數(shù)自動計算出輻射劑量估計值-容積CT劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol，單位，m Gy）和劑量長度乘積（dose length product，DLP，單位，mGy·cm），記錄每種掃描方案的CTDIvol和DLP值。根據(jù)DLP計算有效劑量（effective dose，ED，單位，m Sv），ED=k×DLP，k值為組織權重因子（單位，m Sv×m Gy-1×cm-1），采用歐盟委員會（Commission of the European Communities，CEC）推薦的成人頸部權重因子0.0059[3]。

1.5 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件對數(shù)據(jù)進行處理，計量資料以（x±s）表示，比較采用單因素方差分析及非參數(shù)檢驗，以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義；兩名觀察者間的觀察一致性采用Kappa檢驗，以K>0.60認為一致性較好。

2 結果

2.1 兩組輻射劑量結果比較 40例患者均成功實施頸動脈CTA檢查。A、B兩組掃描的平均長度分別為（25.45±2.19）cm、（25.60±3.20）cm，兩組組間比較差異無統(tǒng)計學意義（F=0.234，P>0.05），且兩兩比較差異無統(tǒng)計學意義（P=0.528，0.593）。

輻射劑量：A、B兩組的CTDIvol分別為55.73 m Gy、20.08 m Gy。B組CTDIvol、DLP及ED較A組常規(guī)掃描管電壓相比分別降低63.97%、63.83%及63.79%，A、B兩組DLP及ED比較差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。A、B兩組的CTDIvol、DLP及ED結果見表1。

2.2 兩組圖像質量結果比較 （1）客觀圖像質量：B組頸動脈平均CT值較A組增加38.74%且差異具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。而A、B兩組的CNR、SNR平均值組間及兩兩比較均無統(tǒng)計學差異（P>0.05）。A、B兩組管電壓降低，圖像噪聲相應升高，且組間比較差異均具有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。（2）主觀圖像質量：頸動脈三維重建圖像，包括VR、MIP、CRP及血管邊緣情況，A、B兩組圖像質量顯示均較好，組間評分差異均無統(tǒng)計學意義。且2名醫(yī)師間的觀察一致性較好（K=0.73，P<0.05）。A、B兩組的動脈CT值、椎前軟組織CT值、圖像噪聲、CNR及SNR結及主觀圖像質量評價結果見表2。

3 討論

隨著CT檢查廣泛應用于臨床，其電離輻射對人體所帶來的危害也日益引起重視。據(jù)統(tǒng)計，世界范圍內(nèi)，CT檢查量約占放射性檢查總量的7%，但其累積的輻射劑量卻占總劑量的40%以上[3-4]。頸動脈斑塊形成和狹窄是腦缺血和缺血性腦卒中的重要原因之一。隨著生活水平提高，其發(fā)病率越來越高且日益年輕化，頸動脈CTA檢查對于評估動脈狹窄程度、斑塊性質及支架術后評估有重要作用；而頸部掃描野內(nèi)包含了對射線較為敏感的甲狀腺。因此，在保證圖像質量的前提下，如何有效地降低頸部CTA檢查者的輻射劑量顯得非常重要。

早期低劑量CT多采用降低管電流的方法，也是目前報道較多的一種方法，最早用于肺部、副鼻竇、乳突等天然高對比的組織，近年來也見于胸主動脈、肺動脈等大血管。利用降低管電流的方法降低輻射劑量目前在臨床上已獲得廣泛的接受，與此同時也存在著由于光量子不足而導致圖像質量下降的可能。由于X射線強度與管電壓的平方成正比，因此，同等比例降低管電壓將比低管電流更有效的降低X線輻射劑量。近年來，降低管電壓的低劑量CT逐漸引起重視，它不僅能夠顯著降低輻射劑量，而且，管電壓的降低有利于增加CTA檢查時血管與周圍組織的密度對比，而提高圖像的質量，非常適合CTA等密度對比度較高部位的檢查需要[5]。其原因是X線照射人體后，與人體組織相互作用的主要形式為光電效應及康普頓散射效應，而光電效應的相對強弱決定了該物質對X射線的衰減程度，即CT值的高低，當管電壓由120 kV降低到80 kV時，X線的能量更接近對比劑碘原子K層結合能33.2 keV[6]，其產(chǎn)生的光電效應更強，相應所得血管CT值也就越高；而軟組織CT值則無明顯變化，加大了組織間對比。本研究結果顯示，當管電壓由120 kV降到80 kV時，其輻射劑量降低接近64%。因此，降低管電壓是一種非常有效的降低輻射劑量的手段。本研究結果也表明，管電壓降低，頸動脈血管的CT值相應增加，與120 kV相比較，80 kV的頸動脈CT值增加了38.74%，周邊軟組織CT值增加卻不明顯，因而兩者之間的對比度增加。

低劑量CT掃描圖像噪聲勢必增加，導致低對比度軟組織的分辨力降低，本研究也揭示隨著管電壓的降低，圖像噪聲顯著增加（P<0.001），這與文獻報道相符[7]。國內(nèi)學者認為管電壓降低后[1]，會造成噪聲顯著增加，須通過增大mAs來補償[8]。但本研究表明，在mAs一致的情況下，雖然圖像噪聲有所增加，但是隨著管電壓的降低，圖像CNR、SNR與120 kV相比差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），圖像質量未明顯受損。而由于降低管電壓后，血管腔CT值的升高一定程度上補償了低管電壓所致的噪聲增加，并且強化的血管與鄰近軟組織有較高的對比分辨力，因此噪聲的增加對軟組織影響較大，而對增強的血管影響不大，即這種噪聲的增加可以通過血管腔CT值的增加來補償[9-10]。

綜上所述，低管電壓頸動脈CTA掃描雖然增加了圖像噪聲，但是與120 kV常規(guī)掃描方案相比，不僅圖像質量不受影響，而且最大能夠降低約64%的輻射劑量。因此，80 kV低管電壓頸動脈CTA檢查具有較高的可行性。

參考文獻

[1]葛全序，畢可升，叢培霞，等.80 kV64排多層螺旋CT低輻射肺動脈成像[J].中華放射醫(yī)學與防護學雜志，2009，29（5）：535-539.

[2]袁慶海，劉建華，韓冰，等.應用80 kV管電壓降低主動脈CT造影射線劑量初探[J].中華放射醫(yī)學與防護學雜志，2010，30（6）：740-743.

[3]何怡紅，羅天友.多層螺旋CT頭頸部血管成像的應用進展[J].重慶醫(yī)學，2007，36（9）：884-886.

[4] Menzel H， Schibilla H， Teunen D. Guidelines on radiation dose on the patient[M]. European Guidelines on Quality Criteria or Computed Tomography，2006：32-32.

[5] Mettler F A， Bhargavan M， Faulkner K， et al. Radiologic and nuclear medicine studies in the United States and worldwide： frequency， radiation dose， and comparison with other radiation sources-1950-2007[J]. Radiology，2009，253（2）：520-531.

[6] Farr R F， Robcrts P J.Radiationphysics in Physics for medical imagmg[M].London，England：Elsevier Science，2002：19-22.

[7] Waaijer A， Prokop M， Velthuis B K， et al. Circle of Willis at CT angiography： dose reduction and image quality-reducing tube voltage and increasing tube current settings[J]. Radiology， 2007，242（3）：832-839.

[8] Szucs-Farkas Z，Kurmann L，Strautz T，et al.Patient exposure and image quality of low dose pulmonary computed tomography angiography：comparison of 100 and 80 kVp protocols[J].Invest Radiol，2008，43：871-876.

[9] Heyer C M，Mohr P S，Lemburg S P，et al.Image quality and radiation exposure at pulmonary CT angiography with 100- or 120-kVp protocol[J].Prospective Randomized Study Radiology，2007，245（6）：577-583.

[10] Winter mark M，Maeder P，Verdun F R，et al.Using 80 kVp in perfusion CT measurement of regional cerebral blood flow[J].AJNR Am J Neuroradiol，2000，21（1）：1881-1884.

（收稿日期：2013-05-07） （本文編輯：王宇）