廣東省廣州市增城區(qū)人民醫(yī)院 影像科，廣東 廣州 510000

引言

目前腹部CT血管造影（CT Angiography，CTA）被廣泛應(yīng)用于臨床，大大提高了腹主動(dòng)脈、腎動(dòng)脈、腸系膜動(dòng)脈疾病的診斷準(zhǔn)確率。然而，腹部CTA的掃描范圍與對(duì)比劑用量較大，尤其對(duì)于需要多次復(fù)查的患者，腹部CTA帶來(lái)的高輻射劑量和碘攝入量可能增加患癌、對(duì)比劑腎病（Conctrast Induced Nephropathy，CIN）等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)，Aspelin等[1]指出CIN是繼手術(shù)和低血壓之后造成醫(yī)源性急性腎功能衰竭的第3大原因，占醫(yī)源性急性腎功能衰竭發(fā)病率的10%。Albert等[2]的研究發(fā)現(xiàn)約2%的癌癥與CT檢測(cè)輻射有關(guān)。因此降低患者檢查所受的輻射劑量與碘攝入量具有重要臨床應(yīng)用價(jià)值。本次研究將探討減少對(duì)比劑用量、濃度、注射速率與輻射劑量等多重指標(biāo)的可行性方案。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究為前瞻性研究，收集2019年1月至2019年5月在我院申請(qǐng)接受全腹部血管成像檢查的87例患者，男56例，女31例，年齡48～83歲，平均年齡（54.8±16.3）歲。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：體質(zhì)量指數(shù)（Body Mass Index，BMI）≤24 kg/m2（即非肥胖者），無(wú)嚴(yán)重心律失常、心功能不全，無(wú)碘過(guò)敏史，肝腎功能正常。將87例患者隨機(jī)分為A組（41例）和B組（46例）本研究已通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)審核，所有參與患者皆簽署知情同意書(shū)。

1.2 方法與設(shè)備

1.2.1 方法

所有患者檢查前皆測(cè)量BMI。A組采用100 kV管電壓，200 mAs管電流，50 mL（320 mgI/mL）造影劑總量、3 mL/s對(duì)比劑注射速率進(jìn)行血管成像，B組采用120 kV管電壓，250 mAs管電流，90 mL（350 mgI/mL）造影劑總量、4 mL/s對(duì)比劑注射速率進(jìn)行血管成像（B組掃描條件為設(shè)備默認(rèn)條件）。所有患者均使用20 G直通靜脈留置針建立靜脈通道，注射藥物為碘佛醇，藥物注射后注射生理鹽水，速率2.5 mL/s，總劑量為30 mL。采用閾值自動(dòng)觸發(fā)，監(jiān)測(cè)位置于腹主動(dòng)脈起始部，閾值設(shè)置為100 HU。掃描范圍包括肝上緣橫膈至恥骨聯(lián)合。掃描完成后分別記錄所有患者容積劑量指數(shù)（Volume CT Dose Index，CTDIvol）、劑量長(zhǎng)度乘積（Dose-Length Product，DLP）。

1.2.2 設(shè)備

全部患者均使用西門(mén)子64排128層螺旋CT，所有患者采用常規(guī)重建技術(shù)重建，掃描層厚0.625 mm×128 mm，機(jī)架轉(zhuǎn)運(yùn)速度0.5 s/圈，螺距0.8。

1.3 圖像后處理與質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.3.1 圖像后處理與圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

使用西門(mén)子MMWP工作站，進(jìn)行MIPmix、MPR、VR與CPR等重建，重建采用標(biāo)準(zhǔn)算法重建。同時(shí)對(duì)橫斷面圖像L2水平腹主動(dòng)脈、腹腔干、右腎動(dòng)脈、腸系膜上動(dòng)脈、右髂內(nèi)動(dòng)脈、層面進(jìn)行CT值測(cè)量和圖像評(píng)分，對(duì)L2水平腹主動(dòng)脈、右腎動(dòng)脈、右髂內(nèi)動(dòng)脈進(jìn)行噪聲與信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR）、對(duì)比信噪比（Contrast-to-Noise Ration，CNR）計(jì)算。

1.3.2 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

腹主動(dòng)脈、髂總動(dòng)脈、腎動(dòng)脈、腹腔干（各血管主干）及分支顯示清晰，無(wú)任何靜脈的影響評(píng)為5分；各血管主干顯示清晰，其二級(jí)血管分支變淡，但不影響總體動(dòng)脈的觀察評(píng)為4分；各血管主干顯示清晰，其二級(jí)血管分支邊界不清，輕微影響動(dòng)脈的觀察評(píng)為3分；各血管主干及二級(jí)血管分支顯示清晰度下降，影響動(dòng)脈觀察評(píng)為2分；各血管主干及二級(jí)血管分支顯示不清，嚴(yán)重影響動(dòng)脈觀察評(píng)為1分[3]。1分圖為嚴(yán)重影響動(dòng)脈觀察，無(wú)法做出VR處理，所有VR統(tǒng)一窗寬窗位為W：256，L：128。由2位放射科中級(jí)職稱(chēng)以上醫(yī)生對(duì)A、B兩組患者的CTA描圖像進(jìn)行獨(dú)立評(píng)分。

1.3.3 圖像客觀評(píng)價(jià)

對(duì)兩組患者的動(dòng)脈期L2水平腹主動(dòng)脈、腹腔干、右腎動(dòng)脈、腸系膜上動(dòng)脈、右髂內(nèi)動(dòng)脈進(jìn)行CT值測(cè)量并記錄數(shù)據(jù)。以L(fǎng)2水平腹主動(dòng)脈設(shè)定ROI1、腹腔干ROI2、右腎動(dòng)脈ROI3、腸系膜上動(dòng)脈ROI4、右髂內(nèi)動(dòng)脈ROI5，ROI選取不包括血管壁的最大面積，必須避開(kāi)管壁的鈣化和斑塊區(qū)域。測(cè)量各層面圖像的CT1-5值，以其標(biāo)準(zhǔn)差SD1-5為各層面圖像噪聲，測(cè)量髂內(nèi)動(dòng)脈起始部層面右側(cè)豎脊肌CT值的SD作為背景噪聲。計(jì)算腹主動(dòng)脈SNR及CNR：SNR=腹主動(dòng)脈CT值/背景噪聲；CNR=（腹主動(dòng)脈CT值-豎脊肌CT值）/背景噪聲。

1.3.4 患者輻射劑量評(píng)價(jià)

掃描完成后記錄所有病人CTDIvol、DLP，后應(yīng)用公式計(jì)算有效劑量（Effective Dose，ED），計(jì)算公式為ED=DLP×k公式，其中k=0.015（腹部）[4]。將A、B兩組的所有CTDIvol、DLP、ED數(shù)值進(jìn)行對(duì)比統(tǒng)計(jì)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有患者資料采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理：患者年齡用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示（±s）、性別用例數(shù)表示。A、B兩組患者ED、CT值、背景噪聲、SNP、患者年齡的比較采用t檢驗(yàn)分析進(jìn)行，A、B兩組患者性別比較皆采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩位評(píng)分醫(yī)生對(duì)全腹CTA圖像評(píng)分的一致性采用Kappa檢驗(yàn)，Kappa檢驗(yàn)≥0.75為一致性?xún)?yōu)良，0.75＞Kappa檢驗(yàn)≥0.4為一致性一般，Kappa檢驗(yàn)＜0.4為一致性較差。如一致性很好則采用評(píng)分者1的評(píng)分結(jié)果，評(píng)分結(jié)果以中位數(shù)與四分位數(shù)間距表示M（Q1～Q3），兩組評(píng)分采用秩和檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

A、B兩組共87例患者平均年齡與性別差異如表1所示，兩組間年齡、性別差異皆無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。比較兩組L2水平腹主動(dòng)脈、腹腔干、右腎動(dòng)脈、腸系膜上動(dòng)脈、右髂內(nèi)動(dòng)脈CT值，兩組各層面CT值差異皆具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）（表2）。兩組圖像背景噪聲差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.786，P＞0.05）、兩組腹主動(dòng)脈SNR（t=1.356，P＞0.05）、CNR（t=1.615，P＞0.05）差異皆不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表3）。

評(píng)分者1對(duì)兩組全腹CTA圖像評(píng)分為（4.73±0.55）分，評(píng)分者2對(duì)兩組全腹CTA圖像評(píng)分為（4.78±0.47）分，兩組全腹CTA圖像皆可滿(mǎn)足診斷要求（圖1～2），兩名評(píng)分者對(duì)兩組全腹CTA圖像評(píng)分一致性?xún)?yōu)良（Kappa＝0.932、0.930），A、B兩組評(píng)分差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Z=-0.326，P＞0.05）（表4）。兩組所有患者CTDIvol、DLP、ED差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.001）（表3）。

圖1 不同條件掃描所得圖像

圖2 腹主動(dòng)脈SNR、CNR指標(biāo)箱圖對(duì)比

表1 A、B兩組患者一般資料（±s）

表1 A、B兩組患者一般資料（±s）

組別 平均年齡/歲 男/女/例 BMI/(kg/m2)A組 (n=41) 52.6±15.6 26/15 22.1±1.5 B組 (n=46) 57.0±17.0 30/16 21.9±1.7 t值/χ2值 -1.263 0.031 0.824 P值 0.210 0.861 0.475

表2 A、B兩組患者血管各部位CT值比較（±s）

表2 A、B兩組患者血管各部位CT值比較（±s）

組別 L2水平腹主動(dòng)脈 腹腔干 右腎動(dòng)脈 腸系膜上動(dòng)脈 右髂內(nèi)動(dòng)脈 右側(cè)豎脊肌A組 (n=41） 402.0±37.8 377.5±34.3 367.8±28.3 367.0±26.1 368.2±24.4 51.35±6.3 B組 (n=46) 318.2±21.7 297.1±44.4 283.4±50.1 277.7±29.9 295.4±29.6 50.67±5.9 t值 12.855 9.366 9.165 14.747 12.413 0.438 P值 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.729

表3 A、B兩組患者腹主動(dòng)脈噪聲、信噪比、CTDIvol、DLP、ED比較（±s）

表3 A、B兩組患者腹主動(dòng)脈噪聲、信噪比、CTDIvol、DLP、ED比較（±s）

組別 腹主動(dòng)脈對(duì)比信噪比 腹主動(dòng)脈信噪比 背景噪聲 CTDIvol/mGy DLP/（mGy·cm） ED/mSv A組 (n=41) 29.6±5.2 34.1±4.8 13.4±2.5 7.8±0.3 334.9±29.8 5.0±0.5 B組 (n=46) 27.4±7.3 32.4±7.2 12.6±1.3 15.4±0.3 701.6±60.1 10.5±0.9 t值 1.615 1.356 1.786 -1412.400 -35.378 -35.378 P值 0.144 0.179 0.185 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表4 A、B兩組患者腹主動(dòng)脈CTA評(píng)分比較M（Q1～Q3）

3 討論

本研究在使用低輻射劑量低造影劑用量、濃度與注射速率的前提下，可獲得滿(mǎn)足影像診斷的圖像。A組患者各層面平均CT值與B組患者各層面平均CT值（P＜0.001)具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，各層面SNR、CNR與圖像評(píng)分（P＞0.05）皆無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，A組患者平均CTDIvol、DLP、ED皆具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

電離輻射所致的DNA雙鏈結(jié)構(gòu)斷裂被認(rèn)為是可造成細(xì)胞死亡、染色體畸變及誘發(fā)癌癥的一種最嚴(yán)重的損害表現(xiàn)[5-6]。細(xì)胞對(duì)于DNA雙鏈結(jié)構(gòu)斷裂的最早反應(yīng)之一就是形成H2AX組蛋白異型的磷酸化形式—γ-H2AX，而CT輻射則會(huì)引起這種反應(yīng)[7]。本研究A組患者CTDIvol、DLP、ED分別較B組患者下降51%、48%、48%，本次研究所用的低輻射劑量掃描方法大大的降低了患者腹部CTA檢查所受的ED，從而降低輻射損傷的發(fā)生。雖然最大程度的降低患者檢查所受輻射劑量具有重要意義，但隨著輻射劑量的降低，圖像質(zhì)量會(huì)出現(xiàn)下降，醫(yī)學(xué)影像質(zhì)量是以解決患者問(wèn)題為準(zhǔn)，在不影響疾病診斷的前提下應(yīng)允許適度噪聲的存在[8]。劉義軍等[9]的48例BMI≤22 kg/m2患者的腹部CTA研究中得出，在低輻射劑量掃描條件下CT值、噪聲會(huì)出現(xiàn)提升，本研究在低輻射劑量的同時(shí)下使用低造影劑劑量、濃度與流速（50 mL、320 mgI/mL、3 mL/s），出現(xiàn)了血管內(nèi)CT值、噪聲上升的現(xiàn)象，但亦可獲得滿(mǎn)足診斷條件的圖像，造成此現(xiàn)象的主要原因是由于碘在原子序數(shù)排列中的特性，適當(dāng)降低管電壓后越接近碘的結(jié)合能，能夠更好地吸收X線(xiàn)，增加強(qiáng)化后血管的CT值[10-11]。A組中各層面CT值皆大于B組主要是因?yàn)楣茈妷合陆禃r(shí)更能接近碘的K緣（33.2 keV），此時(shí)碘的X線(xiàn)吸收主要以光電吸收為主，分別在一個(gè)較低的kVp和120 kVp能下掃描，較低的kVp者的影像碘密度比120 kVp時(shí)顯著增強(qiáng)，從而使得圖像對(duì)比度增加[12-14]。

本研究中A組碘攝取量比B組降低40%且圖像質(zhì)量無(wú)明顯下降。大劑量對(duì)比劑的使用不僅增加了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，還可能引起CIN，Yang等[15]對(duì)CIN的分子機(jī)制及其與碘造影劑體外的研究中指出，成人腹部CTA靜脈使用370 mgI/mL濃度造影劑總用量應(yīng)低于50 mL、350 mgI/mL濃度造影劑總用量應(yīng)低于80 mL為安全且圖像滿(mǎn)足診斷，但在320 mgI/mL濃度時(shí)未有建議，本次研究使用320 mgI/mL濃度、造影劑總用量為50 mL時(shí)可獲得滿(mǎn)足診斷圖像。同時(shí)血管內(nèi)過(guò)高的藥物濃度反而不利于血管內(nèi)細(xì)節(jié)的觀察[16-17]，增加漏診的可能。本次研究中使用了較低的造影劑劑量、濃度與流速很好的減緩了這一問(wèn)題的發(fā)生，且圖像滿(mǎn)足診斷，原因是因?yàn)檠艿膹?qiáng)化程度主要取決于對(duì)比劑濃度與速率，與血管強(qiáng)化程度呈正相關(guān)[18-19]。曹建新等[20]的120例分組研究中發(fā)現(xiàn)，在相同造影劑濃度的條件下，100 kV、250 mAs與120 kV、200 mAs條件圖像質(zhì)量均未出現(xiàn)明顯下降。本次研究A組100 kV管電壓，200 mAs、且低濃度、低流速的情況下較B組患者圖像質(zhì)量亦無(wú)明顯差異，本次研究中A組血管CT值較B組上升約26%，雖然輻射劑量的下降不可避免的導(dǎo)致CT值的上升，但未對(duì)CTA血管圖像內(nèi)部結(jié)構(gòu)造成影響，且低劑量造成的噪聲增加可以通過(guò)血管內(nèi)CT值的上升優(yōu)化其CTA的SNP。并且此次使用較低的造影劑濃度與流速可減少藥物的粘稠度與藥物注射時(shí)的血管壓力，降低在高壓注射器注射期間血管破裂的幾率。此掃描方案在臨床上并無(wú)增加額外工作程序，操作簡(jiǎn)單并可減少輻射對(duì)患者造成的傷害與避免二次檢查的風(fēng)險(xiǎn)。綜上所述：在BMI≤ 24 kg/m2的人群中進(jìn)行全腹部CTA檢查時(shí)應(yīng)使用低輻射劑量、低造影劑劑量、濃度與流速的方案進(jìn)行掃描。

本次研究的不足主要在于未納入高BMI人群與未對(duì)患者進(jìn)行CIN隨訪(fǎng)監(jiān)測(cè)，低造影劑劑量、濃度對(duì)降低CIN發(fā)生率的影響程度需要進(jìn)一步追蹤證實(shí)。且本次研究中的掃描條件與注射方案是否為最低劑量仍需進(jìn)一步探究。

總之，在進(jìn)行全腹部CTA檢查時(shí)應(yīng)先測(cè)量患者BMI數(shù)值，在BMI≤24 kg/m2的人群中使用低管電壓、管電流，造影劑劑量、濃度與注射速率的掃描方式進(jìn)行血管成像可獲得滿(mǎn)足診斷的圖像且明顯降低患者所受ED與患者碘對(duì)比劑使用總量。