梁永超，鄧德茂

（1.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，廣西 桂林 541001；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，廣西 南寧 530023）

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頭頸部CTA檢查中低輻射劑量及低對比劑濃度與用量的研究進(jìn)展

梁永超1，鄧德茂2

（1.桂林醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院放射科，廣西 桂林 541001；2.廣西中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，廣西 南寧 530023）

本文通過對國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)系統(tǒng)分析和總結(jié)，對目前頭頸部CTA低輻射劑量的技術(shù)方法、使用低對比劑濃度與用量的研究及進(jìn)展進(jìn)行綜述。

血管造影術(shù)；體層攝影術(shù)，X線計算機(jī)；輻射劑量；造影劑

近年來，隨著MSCT的快速發(fā)展，頭頸部CTA以其檢查方便、相對無創(chuàng)、費用相對較低及圖像直觀等優(yōu)勢逐漸取代DSA，成為診斷腦血管疾病的常規(guī)及首選檢查手段。然而，由于常規(guī)頭頸部CTA的掃描范圍較大，存在受照劑量相對較高的缺點。此外，CTA使用碘對比劑，可引起藥物不良反應(yīng)。因此，如何降低頭頸部CTA檢查的輻射劑量和對比劑損害成為研究新熱點。

1　低輻射劑量頭頸部CTA檢查的研究進(jìn)展

1.1國際放射防護(hù)委員會（ICRP）對X線照射生物學(xué)危害有相當(dāng)明確的闡述，并分為遠(yuǎn)期效應(yīng)和近期效應(yīng)［1］。遠(yuǎn)期效應(yīng)為多次微小劑量的長期累積可能會引起癌癥和遺傳效應(yīng)的發(fā)生；近期效應(yīng)有單次劑量閾值，單次接受超劑量X線輻射會帶來白內(nèi)障、皮膚損傷等輻射損傷。研究［2］表明，10 mSV的有效劑量即可增加0.05%的患癌危險性，對婦女及兒童影響更大。Alkhorayef等［3］比較研究頭、肺、腹、盆及下肢等部位CTA檢查中患者所受輻射劑量及其對患者的影響表明，頭部CTA的輻射劑量越大對患者的生物效應(yīng)也越大，主要影響眼、甲狀腺等對X線敏感的器官。目前已有大量學(xué)者致力于CT低輻射劑量檢查的研究［4］。但當(dāng)前低CT輻射劑量檢查的研究大多集中在心肺、腹部、盆腔等部位［5-7］，頭頸部CTA低劑量檢查的研究仍較少。

1.21990年 Naidich等［8］首次提出了低劑量 CT （LDCT）的概念，其方法是其他掃描參數(shù)不變，降低管電流從而降低X線輻射劑量。自此，降低管電流成為臨床實踐中較常用且最簡單易行的降低輻射劑量的方法。隨著CT掃描技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了利用人體長軸上的不均勻性與橫軸上的不對稱性動態(tài)調(diào)整管電流的方法，即自動管電流調(diào)節(jié)（ATCM）技術(shù)。多項研究［6，9-10］證實，通過特定的參數(shù)設(shè)定，如噪聲指數(shù)（NI）、管電流范圍等，ATCM技術(shù)在多個部位應(yīng)用中，可在圖像質(zhì)量不變的前提下顯著降低患者的受照劑量。但ATCM技術(shù)在頭頸部CTA檢查中的應(yīng)用報道較少。頭頸部動脈CTA檢查中使用ATCM技術(shù)，通過調(diào)節(jié)NI，據(jù)探測到的頭頸組織厚度而自動調(diào)節(jié)毫安值在一定的范圍內(nèi)變化，每層毫安值均可不同；隨著NI值的增加，這一毫安范圍的峰值逐漸降低。因此，筆者預(yù)計通過對比研究可能會得出的頭頸部低劑量CTA檢查方案的最佳NI值。

1.3更優(yōu)的圖像重建算法也有助于在保證圖像質(zhì)量的同時降低X線輻射劑量。研究［11］表明，迭代重建算法能降低圖像噪聲、提高SNR和對比信噪比（CNR）。馬宇等［12］研究顯示，自適應(yīng)迭代重建算法結(jié)合自動管電流調(diào)制技術(shù)，可大幅度降低腹部檢查者的輻射劑量。在頭頸部CTA中利用自適應(yīng)迭代重建算法提高圖像質(zhì)量以補(bǔ)償降低曝光劑量所致噪聲增加、SNR下降等不良影響少有報道，通過比較研究找出最優(yōu)自適應(yīng)迭代的百分比，對提高頭頸部CTA圖像質(zhì)量和降低輻射劑量可能有作用。

1.4近年來，研究發(fā)現(xiàn)低球管電壓降低了X線束的能量，同時加大了含碘對比劑血管與周圍組織的對比度，故在CTA檢查中使用低球管電壓可適當(dāng)放寬對圖像噪聲和對比劑濃度及用量的要求［13］。X線的輻射劑量和管電壓的平方成正比［14］，可見降低管電壓對降低受檢者所接受的輻射劑量更有效。低電壓CTA檢查是當(dāng)前降低輻射劑量的研究熱點［15］，也是目前很多醫(yī)院的做法，可根據(jù)患者的體型等個性化降低管電壓。

1.5曝光時間對輻射劑量的影響是直接而明顯的，這已成為業(yè)界共識，頭頸部CTA需在靶血管對比劑充盈時間內(nèi)完成掃描，故球管旋轉(zhuǎn)時間基本使用0.5 s以下。螺距同樣影響掃描時間和輻射劑量，但增加螺距，會降低縱軸空間分辨力，增加圖像噪聲，使用大螺距以降低輻射劑量的做法鮮有報道。隨著設(shè)備和重建算法的進(jìn)步，已有學(xué)者嘗試并取得了一定成果［16-18］。如在頭頸部CTA中使用大螺距，在降低輻射劑量同時縮短掃描時間，減少對比劑用量。

1.6隨著設(shè)備的更新?lián)Q代以及計算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，還有一些新的降低X線輻射劑量的技術(shù)。探測器層數(shù)和寬度的增加可大幅度縮短掃描時間，使CT檢查中的輻射劑量問題得到有效緩解，最多能減少80%的輻射劑量，同時獲得能滿足診斷要求的影像［19-21］。雙源CT比傳統(tǒng)CT多一個X線源，掃描速度快，能在較低的曝光劑量下獲取高質(zhì)量的影像［22-23］。寶石CT通過引入能譜柵成像的新技術(shù)，把CT技術(shù)推向了五維空間（x、y、z、時間和能量）成像，能夠觀察分析解剖病理信息，使臨床醫(yī)師掌握更多信息，且降低患者輻射劑量。廖海等［24］研究表明，能譜CT 50 keV單能量（相當(dāng)于混合能量80 keV）圖像能顯著提高腦血管CTA的圖像質(zhì)量。

2　低對比劑濃度與用量頭頸CTA檢查的研究進(jìn)展

隨著碘對比劑在醫(yī)學(xué)影像診療中應(yīng)用的逐漸增多，其對患者的損害已引起廣泛關(guān)注［25］。其非特異性不良反應(yīng)常累及腎、心血管系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等組織器官［26］。與碘對比劑的使用劑量及濃度相關(guān)，降低碘對比劑的濃度和用量可在一定程度上避免此類不良反應(yīng)的發(fā)生［27］。

一般認(rèn)為，高濃度對比劑可提高靶血管內(nèi)對比劑充盈峰值，故臨床上頭頸CTA檢查多使用高濃度對比劑以獲得血管內(nèi)高的CT值。然而，隨著研究的深入，該觀點受到質(zhì)疑。低濃度對比劑在冠狀動脈CTA和主動脈CTA中應(yīng)用的可行性已得到證實［28-29］。黃瑞雪等［30］對比分析應(yīng)用2種不同濃度對比劑（370mgI/mL 和300 mgI/mL）行頭頸部CTA檢查的影像資料，包括平均CT值、CNR、SNR、噪聲和輻射劑量，結(jié)果顯示雖然高濃度對比劑組血管內(nèi)CT值高于低濃度組，但其影像質(zhì)量評分卻并不高于低濃度組。

目前各家醫(yī)院的頭頸部CTA檢查方案差異較大，最佳對比劑用量仍存在爭議。不同設(shè)備及不同掃描參數(shù)檢查速度有差異，更短的掃描時間能準(zhǔn)確抓住對比劑通過靶血管的峰值時間，從而有利于使用相對少的對比劑用量。通過靶血管峰值時間測定對比劑的方法一定程度上影響著其用量，經(jīng)驗法和智能追蹤法無需額外注射對比劑，然而在峰值時間的把控上有一定風(fēng)險；Bolus測試法對峰值時間的判斷更準(zhǔn)確，但需事先注射15～20 mL對比劑。已有研究［31］表明，低對比劑用量在頭頸部CTA檢查中的可行性，結(jié)合低電壓掃描，所得圖像在滿足診斷需求的同時還降低了輻射劑量。另外，CTA檢查時團(tuán)注對比劑后使用30～50 mL生理鹽水以相同的流率替代注射，被廣泛認(rèn)為是減少對比劑用量的有效方法，在減少碘對比劑不良反應(yīng)的同時減少靜脈偽影、提高影像質(zhì)量［29-31］。

3　展望

X線檢查中在圖像滿足診斷需要前提下使用低輻射劑量、低對比劑濃度和用量已經(jīng)得到重視。中科院文獻(xiàn)情報中心與湯森路透（THOMSON REUTERS）發(fā)布的《2015研究前沿》遴選了自然、社科十大學(xué)科領(lǐng)域排名前100名的熱點前沿和前49名的新興前沿，肺腫瘤LDCT篩查位居臨床醫(yī)學(xué)領(lǐng)域TOP 10研究前沿榜首［32］。頭頸部組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜，頭頸CTA檢查技術(shù)有其特殊性，故近年來才開始逐漸應(yīng)用低輻射劑量、低對比劑濃度和用量技術(shù)。臨床中行頭頸CTA檢查時，應(yīng)根據(jù)患者情況，利用CT的不同技術(shù)特點，制訂個性化掃描方案。

［1］ICRP Publication 58［A］.Ann.ICRP，1989.

［2］Heneghan JP，McGuirw KA，Leder RA，et al.Helical CT for nephrolithiasis and ureterolithiasis：comparison of conventional and reduced radiation dose techniques［J］.Radiology，2003，229：575-580.

［3］Alkhorayef M，Babikir E，Alrushoud A，et al.Patient RadiationBiological Risk in Computed Tomography Angiography Procedure［J］.Saudi Journal of Biological Sciences，2016.http：//dx.doi.org/ 10.1016/j.sjbs.2016.01.011.

［4］石明國．CT技術(shù)發(fā)展進(jìn)入低劑量成像時代［J］．中國醫(yī)療設(shè)備，2012，27（1）：21，39-42．

［5］Vadvala HV，Sayegh K，Moy M，et al.Salvage of diagnostic quality of image acquired by low-radiation-dose prospectively ECG-triggered coronary CTA during ventricular trigeminy：A case report of a novel image processing method［J］.Heart Rhythm Case Reports，2016，2：20-23.

［6］Nijhof WH，Baltussen EJ，Kant IM，et al.Low-dose CT angiography of the abdominal aorta and reduced contrast medium volume：Assessment of image quality and radiation dose［J］.Clin Radiol，2016，71：64-73.

［7］Brinkley MF，Ramirez-Giraldo JC，Samei E，et al.Effects of automatic tube potential selection on radiation dose index，image quality，and lesion detectability in pediatric abdominopelvic CT and CTA：a phantom study［J］.Eur Radiol，2016，26：157-166.

［8］Naidich DP，Marshall CH，Cribbinc et al.Low-dose CT of the lungs：preliminary，observations［J］.Radiology，1990，175：729-731.

［9］王倩，趙心明，宋俊峰，等．自動管電流調(diào)制技術(shù)對腹部CT圖像質(zhì)量及輻射劑量影響的體模研究［J］．中華放射學(xué)雜志，2013，47 （7）：648-653．

［10］Namasivayam S，Kalra MK，Pottala KM，et al.Optimization of Z-axis automatic exposure control for multi-detector row CT evaluation of neck and comparison with fixed tube current technique for image quality and radiation dose［J］.AJNR Am J Neuroradiol，2006，27：2221-2225.

［11］Mitsumori LM，Shuman WP，Busey JM，et al.Adaptive statistical iterative reconstruction versus filtered back projection in the same patient：64 channel liver CT image quality and patient radiation dose［J］.Eur Radiol，2012，22：138-143.

［12］馬宇，周志鵬，邱維加，等.自適應(yīng)迭代重建算法結(jié)合自動管電流調(diào)制技術(shù)在腹部CT低劑量應(yīng)用［J］.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2014，22（2）：145-148.

［13］Qi L，Zhao Y，Zhou CS，et al.Image quality and radiation dose of lower extremity CT angiography at 70 kVp on an integrated circuit detector dual-source computed tomography［J］.Acta Radiol，2015，56：659-665.

［14］Leschka S，Stolzmann P，Schmid FT，et al．Low kilo-voltage cardiac dual-source CT：attenuation，noise，and radiation dose［J］．Eur Radiol，2008，18：1809-1817．

［15］臧晨宏．CT掃描頭頸血管造影中應(yīng)用自動毫安低管電壓技術(shù)的研究［D］.天津：天津醫(yī)科大學(xué)，2009.

［16］Ajlan AM，Binzaqr S，Jadkarim DA，et al.High-pitch helical dual-source computed tomographic pulmonary angiography：comparing image quality in inspiratory breath-hold and during free breathing［J］.J Thorac Imaging，2016，31：56-62.

［17］Sabel BO，Buric K，Karara N，et al.High-pitch CT pulmonary angiography in third generation dual-source CT：image quality in an unselected patient population［J］.PLoS One，2016，11：e0146949.

［18］Zhang LJ，Li X，Schoepf UJ，et al.Non-electrocardiogram-triggered 70-kVp high-pitch computed tomography angiography of the whole aorta with iterative reconstruction：initial results［J］.J Comput Assist Tomogr，2016，40：109-117.

［19］Steigner ML，Otero HJ，Cai T，et al．Narrowing the phase window width in prospectively ECG-gated single heart beat 320-detector row coronary CT angiography［J］．Int J Cardiovasc Imaging，2009，25：85-90．

［20］Wang JH，Zhou F，Wei B，et al.Comparison of CT angiography using prospectively ECG-gated wide-volume 320-row CT and conventional helical CT angiography in the evaluation of suspected aortic dissection，and the potential utility for“triple ruleout”examinations［J］.Journal of Medical Imaging＆Health Informatics，2016，6：185-188.

［21］Kidoh M，Utsunomiya D，Oda S，et al.Evaluation of the effect of intracoronary attenuation on coronary plaque measurements using a dual-phase coronary CT angiography technique on a 320-row CT scanner—in vivo validation study［J］.Acad Radiol，2016，23：315-320.

［22］Mangold S，Wichmann JL，Schoepf UJ，et al.Automated tube voltage selection for radiation dose and contrast medium reduction at coronary CT angiography using 3rd generation dual-source CT［J］.Eur Radiol，2016.DOI：10.1007/S00330-015-4191-4.

［23］宋冬冬，于晶.第二代雙源CT低劑量法全肝灌注在原發(fā)性肝癌的肝動脈化療栓塞術(shù)前后的血供情況觀察［J］.中國CT和MRI雜志，2015，13（2）：43-46.

［24］廖海，鄧德茂，黃增超，等.CT能譜單能量成像用于提高腦血管CTA成像質(zhì)量［J］.中國介入影像與治療學(xué)，2014，11（10）：680-683.

［25］陳韻岱，陳紀(jì)言，傅國勝，等．碘對比劑血管造影應(yīng)用相關(guān)不良反應(yīng)中國專家共識［J］．中國介入心臟病學(xué)雜志，2014，22（6）：341-348.

［26］Solomon RJ，Natarajan MK，Doucet S，et al.Cardiac angiography in renally impaired patients（CARE）study：a randomized double-blind trial of contrast-induced nephropathy in patients with chronic kidney disease［J］.Circulation，2007，115：3189-3196.

［27］Marenzi G，Assanelli E，Campodonico J，et al.Contrast volume during primary percutaneous coronary intervention and subsequent contrast-induced nephropathy and mortality［A］.Ann Intern Med，2009，150：170-177．

［28］Sun G，Hou YB，Zhang B，et al.Application of low tube voltage coronary CT angiography with low-dose iodine contrast agent in patients with a BMI of 26—30 kg/m2［J］.Clin Radiol，2015，70：138-145.

［29］Zhang C，Yu Y，Zhang Z，et al.Imaging quality evaluation of low tube voltage coronary CT angiography using low concentration contrast medium［J］.PLoS One，2015，10：e0120539.

［30］黃瑞雪，黃育鑫，曾偉勝，等.64排螺旋CT低濃度造影劑掃描技術(shù)頭頸部CTA應(yīng)用的效果探究［J］.現(xiàn)代醫(yī)用影像學(xué)，2015，24（3）：454-457.

［31］李瑋，劉建新，王霄英，等.低電壓、低對比劑劑量頭頸CTA的可行性研究［J］.放射學(xué)實踐，2013，28（5）：482-485.

［32］2015研究前沿［A］.中國科學(xué)院文獻(xiàn)情報中心，2015.

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.05.038

鄧德茂，E-mail：ddemao@163.com。

2016-01-12）