林觀生，柳峰，馬周鵬，付文兵

上海中醫(yī)藥大學附屬龍華醫(yī)院金山分院 a.放射科；b.心血管內(nèi)科，上海201501

引言

CT血管造影（CT Angiography，CTA）技術(shù)已廣泛應用于臨床，對血管疾病具有重要診斷價值，但是CTA導致電離輻射的潛在危害不可忽視[1-2]。支氣管動脈（Bronchial Artery，BA）屬于細小動脈，起源、位置、走行存在一定變異[3]，因而CTA掃描要求范圍大且層面薄，所致輻射劑量大，同時圖像質(zhì)量也受身體質(zhì)量指數(shù)（Body Mass Index，BMI）因素影響。研究證實在獲得同等質(zhì)量圖像情況下，超重患者所受輻射劑量比標準體重者更大[4-5]。因此，如何減少超重患者支氣管動脈CTA輻射劑量而又保證圖像質(zhì)量具有重要意義。既往圖像重建以解析算法應用最為常見，但是隨著計算機技術(shù)快速發(fā)展，迭代重建算法被頻繁使用，所帶來的優(yōu)勢凸顯，特別是在低劑量掃描時能明顯降低圖像噪聲而獲得高質(zhì)量診斷圖像[6]。目前國內(nèi)外關(guān)于超重患者支氣管動脈CTA的研究未見報道，本研究通過采用低管電壓結(jié)合迭代重建對超重患者行支氣管動脈CTA，以探討其對成像質(zhì)量及輻射劑量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性選擇2018年6月至2019年10月間我院臨床有咯血癥狀而行支氣管動脈CTA的成人患者62例，其中男38例，女 24例，年齡 38～81歲，平均（62.27±10.80）歲。病例納入標準：BMI≥25 kg/m2的超重患者；碘對比劑耐受；心肝腎功能正常；心率齊且在50～100次/min；心臟及大血管無支架植入或金屬外來偽影。排除標準：①孕婦、不能屏氣配合的患者；②夾層動脈瘤、肺栓塞、大量胸腔積液；③圖像運動偽影顯著而無法觀察者；④BA介入治療后。將62例患者按照隨機數(shù)字表法分為A、B兩組，各31例進行檢查。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者均知情同意。

1.2 檢查方法

采用西門子SOMATOM Definition AS 64排螺旋CT機，選仰臥位，足先進的方式進床，掃描范圍從頸5下緣至腰1上緣水平。A組采用80 kV低管電壓掃描，圖像行正弦圖確定迭代重建（Sinogram Affirmed Iterative Reconstruction，SAFIRE），強度為3級；B組采用120 kV常規(guī)管電壓掃描，行濾波反投影（Filtered Back-Projection，F(xiàn)BP）重建圖像。兩組其余參數(shù)均相同，即自動管電流調(diào)制技術(shù)（A、B兩組管電流調(diào)節(jié)范圍分別為 154～296 mA、147～283mA），準直64×0.6 mm，轉(zhuǎn)速0.35s/r，F(xiàn)OV大小為320mm×370 mm，矩陣 512×512，螺距1.2，掃描層厚2 mm；兩組均用碘海醇（濃度350 mgI/mL）對比劑注射，劑量1.2 mL/kg，流率5 mL/s，采用閾值觸發(fā)技術(shù)，將監(jiān)測點置于主動脈弓水平層面，設(shè)定閾值為100 HU，閾值觸發(fā)后延遲6 s開始掃描。

1.3 圖像后處理

將兩組2 mm增強橫斷面圖像拆薄至0.65 mm，并于工作站上行多平面重組（Multiplanar Recombination，MPR）、最大密度投影（Maximum Density Projection，MIP）、容積再現(xiàn)（Volume Rendering，VR）等圖像后處理。

1.4 圖像質(zhì)量分析

1.4.1 圖像主觀評分

BA的識別：起源于主動脈并經(jīng)縱隔到達肺門的或由肺門繼續(xù)延伸至肺葉支氣管周圍的迂曲小血管影[7-8]。由2名高年資副主任醫(yī)師對重組后的BA圖像進行雙盲法評分。評分標準采用5分法[9]：血管邊緣清晰銳利、無偽影，計5分；血管邊緣基本光滑，計4分；血管邊緣輕度偽影但可分辨，計3分；邊緣中度偽影、勉強可分辨，計2分；邊緣模糊并中斷、重度偽影，無法分辨，計1分。將5分定義為優(yōu)，4分為良，3分為一般，2分為差，1分為極差。評分3～5分者符合診斷要求，為合格圖像，其中4～5分者為優(yōu)良圖像，統(tǒng)計并比較兩組圖像的優(yōu)良率及合格率。

1.4.2 圖像客觀評價

選擇橫斷面圖像顯示最粗的BA開口層面的胸主動脈中央位置放置感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）并測量其強化后的CT值，避開血管壁鈣化及血管內(nèi)栓子，ROI設(shè)定為30～40 mm2，每例測 5 次，取平均值，標記為 CT1；以 CT1 的標準差作為圖像噪聲（Standard Deviation，SD）；測量同層面同側(cè)胸壁皮下脂肪的CT值，盡量取相同位置，每例測量5次，取平均值，標記為CT2。根據(jù)公式：SNR=CT1/SD，CNR=(CT1-CT2)/SD，計算SNR和CNR。

1.5 輻射劑量

根據(jù)CT掃描生成的容積CT劑量指數(shù)（Volume CT Dose Index，CTDIvol）及劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP）計算有效輻射劑量（Effective Dose，ED），ED=DLP×k，其中 k 取 0.014 mSv·mGy-1·cm-1[9]。

1.6 統(tǒng)計學處理

應用SPSS 16.0軟件分析數(shù)據(jù)，兩組間的基本資料、動脈CT 值、SD、SNR、CNR、曝光長度、CTDIvol、DLP、ED 均以（±s）表示，采用兩樣本t檢驗；男女性別比、圖像優(yōu)良率及合格率以%表示，采用χ2檢驗；采用Kappa檢驗2名醫(yī)師主觀評分的一致性；以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料比較

經(jīng)比較兩組患者的年齡、性別、身高、心率、體質(zhì)量、BMI均無統(tǒng)計學差異（P>0.05)（表1），具有可比性。

表1 兩組患者的基本資料比較

2.2 圖像質(zhì)量評價

A、B 兩組圖像主觀評分分別為 （4.13±0.92）、（3.94±1.12）分，經(jīng)比較無統(tǒng)計學差異（t=0.742，P>0.05），2 名評價者之間的評分一致性較好（Kappa值為0.883，P<0.01）；兩組圖像優(yōu)良率（77.42%、70.97%）及合格率（93.55%、87.10%）比較均無差異（P>0.05）（表2）；A組圖像噪聲低于B組，動脈CT值、SNR及CNR均高于B組，經(jīng)比較有統(tǒng)計學差異（均P<0.05)（表3，圖1）。

表2 兩組圖像質(zhì)量主觀評分比較

圖1 兩組患者圖像比較

2.3 輻射劑量比較

A組CTDIvol、DLP及ED均顯著低于B組，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）（表4）。兩組有效劑量分別為（2.81±0.35）和（6.68±0.58）mSv，A組較B組降低57.93%。

3 討論

BA是肺臟重要的營養(yǎng)血管，同時作為責任血管參與支氣管擴張、肺結(jié)核、肺癌等疾病變化過程[10-12]。高質(zhì)量支氣管動脈CTA圖像不但能清晰顯示BA病變，而且能發(fā)現(xiàn)支氣管及肺內(nèi)原發(fā)病灶，為臨床治療提供有效幫助[11,13]。對超重患者掃描時往往需要通過增加管電壓、管電流等條件以滿足圖像質(zhì)量，但是這樣使患者所受ED明顯加大，甚至有時比標準體重者所受ED高出50%[5]，與輻射防護最優(yōu)化理論中盡量使用低的輻射劑量原則相違背[14]。因此如何優(yōu)化掃描方案以降低超重患者支氣管動脈CTA輻射劑量一直是業(yè)界研究的熱點。

目前，CT技師們多數(shù)通過采用降低管電壓、自動調(diào)節(jié)管電流、增大螺距、提高轉(zhuǎn)速等低劑量掃描方式以減少受檢者輻射劑量，其中降低管電壓可使輻射劑量呈指數(shù)關(guān)系下降，是最直接有效的方法[14-15]。文獻報道在胸部掃描時采用100 kV管電壓產(chǎn)生的輻射劑量較120kV管電壓的低34%～46%[5,16-17]，而本研究A組采用80kV管電壓掃描所致CTDIvol、DLP均顯著低于 B 組（P<0.05），患者所受 ED 為（2.81±0.35）mSv，較120 kV劑量降低57.93%，降低幅度大于前人研究結(jié)果，明顯降低了輻射風險，掃描安全性提高。

降低管電壓使得X線光子能量減少，加重圖像的線束硬化偽影并使噪聲加大，特別是對BMI值大的患者圖像質(zhì)量影響較明顯。FBP具有重建速度快、低成本的優(yōu)勢，但在低管電壓掃描時存在噪聲高、對偽影較敏感等缺陷[18-19]。SAFIRE是西門子公司近年來新開發(fā)的一種基于原始數(shù)據(jù)的迭代重建算法，其運用2個迭代循環(huán)對原始數(shù)據(jù)域反復投射、修正以達到減噪，消除偽影目的而獲得最佳圖像。大量研究證實SAFIRE較FBP能明顯降低噪聲，提高低劑量掃描圖像質(zhì)量[20-22]。此外低管電壓使X線光子與碘原子結(jié)合更緊密，血管CT值因光電效應增強而升高，血管對比度增加?；谏鲜鲈颍狙芯緼組采用80 kV低管電壓結(jié)合SAFIRE所得噪聲低于B組，動脈CT值顯著升高、SNR、CNR也因而升高并高于B組（P<0.05），圖像質(zhì)量優(yōu)于B組。

SAFIRE分5個重建強度（S1～S5），圖像噪聲隨強度級別增加而逐步降低。吳夢雄等[22]研究認為S5的降噪能力最強，但會使圖像產(chǎn)生“蠟像感”導致質(zhì)量變差，而S3才是最恰當之選。本研究SAFIRE的重建強度選用3級，A組圖像主觀評分較高，圖像優(yōu)良率及合格率與B組比較均無差別（P>0.05），滿足診斷要求。

表3 兩組圖像質(zhì)量客觀比較

表4 兩組患者輻射劑量比較

當然，本研究也存在一定不足：①樣本量較小，心率不齊、心率小于50次/min或大于100次/min的患者未納入研究，還需進一步擴大樣本量及病例納入范圍進行研究；②SAFIRE重建強度只考慮了S3，未與其他強度比較，有待今后深入研究。

綜上所述，采用低管電壓（80 kV）結(jié)合SAFIRE對超重患者行支氣管動脈CTA既能優(yōu)化圖像質(zhì)量，又可大幅降低輻射劑量。