葛懷志，吳愛琴，陳久尊，徐雷，嚴志漢

（溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院 放射科，浙江 溫州 325027）

隨著計算機斷層掃描（computed tomography，CT）技術(shù)的不斷發(fā)展和改進，CT血管造影（CT angiography，CTA）在臨床上的應(yīng)用越發(fā)廣泛。因頸部CTA在判斷血管狹窄方面的敏感度和特異度均在90%以上[1]，且具操作簡單、可顯示血流以外的斑塊等優(yōu)勢，故其已成為臨床重要的檢查手段，但其所帶來的電離輻射和對比劑不良反應(yīng)卻不容忽視。有流行病學(xué)研究表明，即使2～3次的CT掃描也會導(dǎo)致可檢測到的癌癥風(fēng)險增加[2]。因此，在滿足臨床需要的前提下，盡可能地降低輻射劑量、使用少量等滲對比劑已成為研究熱點[3-5]。有研究表 明[6]，應(yīng)用Z軸自動管電流調(diào)制（Z-dom）聯(lián)合第四代高級迭代重建（iDose4）技術(shù)在兒童上頸椎掃描中可減少77%輻射劑量。因此本研究探討Z-dom及iDose4技術(shù)結(jié)合低碘對比劑在頸部CTA中的應(yīng)用價值，以期降低X線電離輻射劑量。

1 對象和方法

1.1 對象 收集2018年10月至2019年9月溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院擬診頸動脈病變需行頸部CTA檢查的成年患者100例，年齡23～84歲，按照時間順序分為常規(guī)組50例和低劑量組50例。2組患者性別、年齡、體質(zhì)量、身高、BMI差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。所有患者或家屬檢查前均接受有關(guān)電離輻射和碘對比劑不良反應(yīng)的宣教并簽署 知情同意書。本研究已通過本院倫理委員會審核。

1.2 檢查方法 2組患者均使用PHILIPS Brilliance iCT 256螺旋CT掃描儀，患者仰臥于檢查床中心，水平定位線定于受檢部位中心，掃描雙定位像，采用智能追蹤技術(shù)，監(jiān)測氣管分叉層面降主動脈，閾值150 Hu，延遲4.5 s掃描，掃描范圍為氣管分叉至眶上緣，管電壓120 kV，層厚0.9 mm，層間距 0.45 mm，準直128×0.625，轉(zhuǎn)速0.5 s/圈，螺距0.993。常規(guī)組管電流250 mAs，濾波反投影法（filtered back projection，F(xiàn)BP）重建圖像；低劑量組Z-dom自動管電流，iDose4重建圖像。2組均使用雙筒高壓注射器，經(jīng)右肘靜脈注射對比劑，用量1 mL/kg，跟注0.5 mL/kg 0.9%氯化鈉溶液，總注射時間約為20 s。對比劑常規(guī)組使用碘海醇（350 mgI/mL），低劑量組使用碘克沙醇（270 mg I/mL）。記錄對比劑注射量，并計算碘注射量。將圖像傳至后處理工作站，行多平面重組（multi-planner reformation，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）、曲面重建（curved plannar reformation，CPR）等重組。

1.3 圖像質(zhì)量評價

1.3.1 客觀評價：在軸位圖像上分別在頸總動脈和頸內(nèi)動脈起始層面血管、肌肉和氣道上取 （10±1）mm2興趣區(qū)（region of interest，ROI）進行測量，記錄血管CT平均值作為信號值、肌肉CT值作為背景信號、氣道氣體CT值標準差作為背景噪聲。計算圖像信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）和對比信噪比（contrast-to-noise rotio，CNR）。SNR=信號值/背景噪聲，CNR=（信號值-背景信號）/背景噪聲。

1.3.2 主觀評價：由兩名高年資診斷醫(yī)師對圖像進行盲法評價。根據(jù)4分法對圖像評分：①4分為動脈顯示清晰，無或僅有輕微偽影，動脈狹窄易評估；②3分為動脈易分辨，中度偽影，動脈狹窄可評估；③2分為動脈可分辨，重度偽影，動脈狹窄不易評估；④1分為動脈顯示不清，動脈狹窄程度不能評估。

1.4 輻射劑量和對比劑注射量 記錄管電流最小值、最大值，記錄CT掃描儀自動生成的劑量報告中管電流平均值、容積CT劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length product，DLP），并計算有效劑量（effective dose，ED），ED=換算因子（k）×DLP，k值參考國際電工委員會標準取0.0059。記錄對比劑注射量，并計算碘注射量，碘注射量=對比劑碘濃度×注射量。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理方法 采用SPSS19.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行統(tǒng)計分析。正態(tài)分布的計量資料用±s表示，2組間比較用t檢驗；計數(shù)資料2組間比較用χ2檢驗。一致性檢驗使用Kappa檢驗，Kappa值≥0.75認為一致性良好。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組對比劑及碘注射量比較 低劑量組和常規(guī)組患者對比劑注射量分別為（61.52±10.65）mL和（65.21±10.89）mL，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=1.713，P= 0.090）；碘注射量低劑量組和常規(guī)組分別為（16.61± 2.87）g和（22.82±3.81）g，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t= 9.203，P＜0.001）。

2.2 2組輻射劑量比較 低劑量組管電流最小值與平均值、CTDIvol、DLP、ED均低于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.001），見表2。

2.3 2組圖像客觀評價指標比較 低劑量組頸總動脈起始層面和頸內(nèi)動脈起始層面血管CT值和背景噪聲均低于常規(guī)組，低劑量組頸總動脈起始層面SNR、CNR高于常規(guī)組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（均P＜0.001），見表3。

表1 2組患者一般資料比較（每組n=50）

表2 2組輻射劑量比較（每組n=50，±s）

表2 2組輻射劑量比較（每組n=50，±s）

組別管電流（mAs）CTDIvol（mGy）DLP（mGy·cm）ED（mSv）最小值 最大值 平均值常規(guī)組 250 250 250 16.89 622.99± 30.03 3.68±0.18低劑量組 53.88±22.39 246.72±118.19 149.22±70.49 10.05±4.78 365.78±145.33 2.16±0.86 t 61.926 0.196 10.109 10.114 12.256 12.256 P＜0.001 0.845 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表3 2組圖像客觀評價比較（每組n=50，±s）

表3 2組圖像客觀評價比較（每組n=50，±s）

組別頸總動脈起始層面頸內(nèi)動脈起始層面血管CT值（HU）背景信號值（HU） 背景噪聲 SNR CNR 血管CT值（HU）背景信號值（HU） 背景噪聲 SNR CNR常規(guī)組 364.50±56.09 61.60±9.01 12.25±4.58 33.47±12.93 27.82±11.27 422.48±61.78 65.28±14.40 5.93±2.18 79.19±27.06 67.08±23.94低劑量組 265.89±52.60 57.93±9.54 6.10±2.24 49.15±19.45 38.19±15.27 314.94±69.36 61.60±12.19 3.87±1.25 88.40±30.90 70.99±26.92 t 9.068 1.976 8.532 -4.746 -3.862 8.186 1.379 5.802 -1.586 -0.767 P＜0.001 0.051 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 0.171 ＜0.001 0.116 0.445

2.4 2名醫(yī)師對2組圖像盲法評分比較 2名醫(yī)師主觀評分Kappa值=0.765，一致性良好。常規(guī)組評分為（3.44±0.48）分，低劑量組為（3.60±0.47）分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-1.676，P=0.097）。2組圖像均可滿足診斷需要，見圖1。

3 討論

頸部CTA掃描范圍為氣管分叉至眶上緣，其掃描范圍內(nèi)胸廓入口處橫截面積大并包含大量骨性結(jié)構(gòu)，對X線衰減能力強，頸部橫截面積小并包含咽喉氣管等含氣結(jié)構(gòu)，對X線衰減弱，掃描長軸（Z軸）方向上各層面對X線的衰減差異巨大，因此所有層面均采用相同的X線劑量必然導(dǎo)致射線的相對過多或不足。鑒于頸部CTA掃描范圍大，包含甲狀腺、晶狀體以及大量淋巴、黏膜等對電離輻射高度敏感的器官和組織，故X線所產(chǎn)生的確定性效應(yīng)及隨機性性效應(yīng)是不可小覷的，因此在保證診斷的前提下，合理有效地降低輻射劑量至關(guān)重要[3-5]。

自動管電流調(diào)制（automatic tube current modulation，ATCM）技術(shù)，是基于人體X線衰減差異的解剖特征，根據(jù)不同的射線衰減需要自動調(diào)節(jié)管電流的低劑量技術(shù)，是目前最常用于減少輻射劑量的技術(shù)[7]。Z-dom技術(shù)根據(jù)定位像上受檢者不同區(qū)域的投影值信息（X線衰減、患者大小、形狀），沿掃描長軸方向按預(yù)定圖像質(zhì)量水平對管電流值進行實時調(diào)制，得到在同一掃描序列內(nèi)的各層面間近似一致的圖像質(zhì)量，可提高X線的利用率，進而減少電離輻射，并確保不同體型患者使用各自適合的X線劑量而得到質(zhì)量相似的圖像[8]，實現(xiàn)不同體型個體的個性化精準掃描。本研究中低劑量組使用Z-dom技術(shù)（采用默認的管電流調(diào)制范圍，DoseRight作為預(yù)設(shè)水平），與常規(guī)組相比管電流平均值、CTDIvol、DLP及ED分別降低40.31%、40.50%、41.29%及41.30% （均P＜0.001）。X射線的大幅減少必然導(dǎo)致圖像噪聲的增加，因此本研究聯(lián)合使用iDose4技術(shù)來降低噪聲提高圖像質(zhì)量。

圖1 2組患者頸部VR、CPR圖像

iDose4技術(shù)是飛利浦公司研發(fā)的第四代多模型雙空間高級迭代重建技術(shù)，可通過在投影空間和圖像空間進行基于解剖模型系統(tǒng)和噪聲模型系統(tǒng)的迭代運算，選擇性識別和消除圖像中的統(tǒng)計誤差，降低圖像噪聲，提升分辨率，降低輻射劑量，此技術(shù)被廣泛應(yīng)用于低劑量掃描[9-11]。iDose4分為1～7不同等級，代表不同的迭代比例，等級越高迭代運算越多，降低噪聲能力越強，但并非等級越高圖像質(zhì)量越好，因為等級越高圖像顆粒感越弱，失真也就越嚴重。徐雷等[12]在新生兒心臟CTA低劑量掃描的研究中發(fā)現(xiàn)iDose4-4，5圖像質(zhì)量較好，因此本研究采用iDose4-5重建圖像。本研究中頸總動脈起始段圖像背景噪聲低于常規(guī)組，SNR、CNR高于常規(guī)組，客觀評價高于常規(guī)組；而頸內(nèi)動脈起始段，背景噪聲降低，SNR、CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義，客觀評價不低于常規(guī)組。在降低輻射劑量方面，低劑量組ED較常規(guī)組降低41.30%，小于陳久尊等[6]報道的可減少77%輻射劑量的數(shù)據(jù)，分析原因主要為其研究對象為兒童，但其常規(guī)組使用與本研究成人相同的輻射劑量，而低劑量組管電流為自動調(diào)制，兒童所需劑量較本研究的成人低，且其研究中圖像客觀評價低于常規(guī)組，而本研究圖像客觀評價要優(yōu)于常規(guī)組。

碘對比劑是血管強化增加組織對比的關(guān)鍵因素，同時其碘濃度和注射量是其不良反應(yīng)的主要影響因素[13]。研究[14]表明碘對比劑具有細胞毒性，可致腎損傷，損傷達到一定程度便會導(dǎo)致對比劑腎?。╟ontrast-induced nephropathy，CIN），即使等滲性對比劑也會引起與劑量相關(guān)的腎細胞損傷。等滲低黏度對比劑具對內(nèi)環(huán)境的影響小、患者不適感發(fā)生率低、細胞毒性小等優(yōu)勢，可使本身伴有糖尿病、高血壓等潛在腎功能不全患者CIN發(fā)生風(fēng)險降低[15]。碘克沙醇（270 mgI/mL）為等滲低黏度對比劑，其滲透壓為290 mOsm/kg、黏度為5.8 mPa·s H2O，均低于碘海醇（350 mgI/mL）。因此，本研究低劑量組使用低碘濃度等滲的碘克沙醇，碘注射量減少27.21%，有利于減少CIN的發(fā)生率，減少對比劑不良反應(yīng)。同時，低對比劑技術(shù)一般與低管電壓技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，因為X線能量降低接近碘原子k層電子的結(jié)合能可使光電效應(yīng)增加，補償?shù)鉂舛冉档驮斐傻膹娀瘻p少[16-17]。但劉丹丹等[18]研究發(fā)現(xiàn)自動管電流模式下頸部掃描的合適管電壓為120 kV，此條件下CNR、品質(zhì)因子均較高。同時血管內(nèi)血流過度強化可影響血管斑塊及鈣化灶的診斷[1]，因此為獲得良好的圖像質(zhì)量，本研究中兩組均采用120 kV管電壓掃描。本研究中低劑量組碘注射量較常規(guī)組減少27.21%，導(dǎo)致血管信號值下降，說明血管內(nèi)碘濃度有所下降，但CNR并未降低，血管對比度良好，而且兩組圖像主觀評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義，平均值均大于3分，可滿足診斷需要。

綜上所述，低碘含量對比劑結(jié)合Z-dom及iDose4技術(shù)在頸動脈CTA檢查中，不僅可降低患者碘注射量及輻射劑量，且圖像質(zhì)量優(yōu)于常規(guī)組，能夠滿足診斷需要。