馬光明，于勇，陳靜，黨珊，于楠，段海峰，竇越群

陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院 影像科，陜西 咸陽 712000

引言

社會(huì)老齡化日益明顯，卒中發(fā)病率亦逐步增加。缺血性腦卒中約占所有類型腦卒中的60%～80%[1]，而缺血性卒中的病理基礎(chǔ)，是動(dòng)脈粥斑塊形成。因此，盡早檢出頸動(dòng)脈血管壁的基礎(chǔ)病變并進(jìn)行干預(yù)治療是防治腦卒中的關(guān)鍵，而且可降低腦血管意外的發(fā)生率[2]。由于具有較好的空間分辨率和密度分辨率以及診斷準(zhǔn)確率高等優(yōu)勢(shì)，頭頸CT血管造影（CT Angiography，CTA）已成為篩查頭頸血管性疾病的主要檢查方法。然而，頭頸CTA成像容易受頸椎橫突孔和顱底骨質(zhì)的干擾，血管與骨質(zhì)結(jié)構(gòu)緊密相鄰，在常規(guī)CTA檢查中，該區(qū)域血管的觀察易受到骨質(zhì)偽影的干擾，疾病診斷準(zhǔn)確性降低[3]。頭頸部CTA去骨減影法，能有效降低骨骼結(jié)構(gòu)的干擾[4]。但此方法在去骨的同時(shí)，同樣會(huì)導(dǎo)致動(dòng)脈血管CT值的降低；在某些病例中，由于減影后動(dòng)脈血管CT值較低，造成動(dòng)脈血管成像效果不佳，進(jìn)而可能影響診斷效果[5]。如何在不增加輻射劑量的同時(shí)優(yōu)化圖像，已是業(yè)界研究熱點(diǎn)[6]。能譜CT利用高、低雙能（80、140 kVp）瞬時(shí)切換（0.5 s內(nèi)），一次檢查可得到101組（40～140 keV）單能圖像。在某一個(gè)能量水平噪聲和對(duì)比相對(duì)均衡，而此時(shí)血管和其周圍結(jié)構(gòu)衰減差最大，同時(shí)噪聲相對(duì)來說較低，而此時(shí)的能量水平就是最佳單能量圖像。單能量技術(shù)既可以增加圖像信噪比，同時(shí)能有效減少硬化偽影，對(duì)于血管顯示具有一定優(yōu)勢(shì)，這些特點(diǎn)為優(yōu)化頭頸CTA圖像質(zhì)量提供了可行性[7-9]。但目前關(guān)于能譜CT單能量技術(shù)在頭頸CTA中的應(yīng)用，以及如何選擇單能量水平，報(bào)道較少。因而，本文旨在評(píng)估能譜CT單能量技術(shù)在頭頸聯(lián)合CTA中對(duì)圖像質(zhì)量優(yōu)化效果，評(píng)價(jià)其臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

采集我院2018年6至12月疑似頭頸部血管性疾病，而需要行頭頸CTA檢查的患者30例，其中女性12例，男性18例，平均年齡（59.56±8.99）歲，年齡45～67歲，體重（62.69±8.88）kg，BMI 為（23.23 ±2.62）kg/m2，以上患者均簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：① 造影劑過敏者；② 有心、腎、肝功能不全者；③ 有嚴(yán)重哮喘及甲狀腺功能亢進(jìn)者；④ 圖像偽影較大影響數(shù)據(jù)測(cè)量的患者。

1.2 儀器與方法

采用通用電氣能譜CT機(jī)（Discovery CT 750 HD），檢查范圍從主動(dòng)脈弓到顱頂。掃描條件：高低電壓（80、140 kVp）瞬時(shí)切換（0.5 s內(nèi)），采用GSI-51掃描協(xié)議，層厚0.625 mm，螺距0.984：1，機(jī)架轉(zhuǎn)速為0.5 s/r；造影劑用量50 mL（270 mgI/mL），經(jīng)前臂靜脈注入，速率4.5 mL/s；而后以相同流速注入40 mL生理鹽水（0.9%氯化鈉溶液）。應(yīng)用團(tuán)注觸發(fā)掃描技術(shù)，主動(dòng)脈弓水平放置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，閾值是100 HU。

1.3 數(shù)據(jù)處理及評(píng)價(jià)

檢查完成后，重建60、65、70、75、80 keV共5組單能量圖像，重建間隔和重建層厚為0.625 mm，自適應(yīng)迭代重建算法（Adaptive Statistical Iterative Reconstruct，ASIR）60%，將圖像輸入工作站3D軟件中進(jìn)行后處理分析。兩名醫(yī)師（工作10年以上）對(duì)圖像質(zhì)量應(yīng)用4分制雙盲法評(píng)分，參考以下標(biāo)準(zhǔn)：① 圖像清晰無明顯偽影；② 血管強(qiáng)化程度CT值在350～550 HU；③ 血管分支達(dá)4級(jí)以上；④ 血管強(qiáng)化均勻，以上每滿足一個(gè)加1分。

測(cè)量上述5組圖像主動(dòng)脈弓、雙側(cè)頸總、頸內(nèi)、雙側(cè)大腦中、胸鎖乳突肌、腦實(shí)質(zhì)的CT值，以及雙側(cè)頸總、頸內(nèi)、胸鎖乳突肌、腦實(shí)質(zhì)SD值，對(duì)稱的動(dòng)脈血管求其CT和SD均值，計(jì)算出頸部血管的信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）、對(duì)比噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）。計(jì)算公式：CNR頸部血管=（目標(biāo)血管CT值-胸鎖乳突肌肉CT值）/胸鎖乳突肌肉SD值，SNR頸部血管=目標(biāo)血管CT值/目標(biāo)血管SD值；CNR大腦中=（大腦中CT值-腦實(shí)質(zhì)CT值）/腦實(shí)質(zhì)SD值，SNR大腦中=大腦中CT值/腦實(shí)質(zhì)SD。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

60 keV單能量圖像顯示最佳，見圖1。包括60～80 keV（間隔5 keV）容積再現(xiàn)圖像和曲面重建圖像。

2.1 客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)

主動(dòng)脈弓、頸總、頸內(nèi)及大腦中動(dòng)脈的CT值隨著能量水平提升60～80 keV，而逐漸下降，在60 keV最高，顯著高于其他組（P＜0.05）；60 keV和65 keV組SNR、CNR值最大，和其他三組對(duì)比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05），但其二者之間無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），見表1。

表1 各組頭頸部CTA圖像CT值、SNR、CNR和主觀評(píng)分結(jié)果對(duì)比（分）

2.2 主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)

兩名醫(yī)師的評(píng)分結(jié)果一致性較好（Kappa值＞0.800）；60 keV組（3.64±0.49）分的主觀評(píng)分最高，見表1。60 keV組主觀評(píng)分較70 keV組、75 keV組、80 keV組分別增加約7.37%、47.97%、95.7%，60 keV組主觀評(píng)分與65 keV組對(duì)比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但其均值高于65 keV組。

3 討論

頭頸部血管性疾病發(fā)病率日益升高，而早期的篩查并干預(yù)，可減輕個(gè)人和社會(huì)的負(fù)擔(dān)[10-11]。頭頸部CTA血管成像作為微創(chuàng)型成像技術(shù)，臨床應(yīng)用日趨廣泛，其價(jià)值得到患者普遍認(rèn)可[12]。頭頸部解剖位置復(fù)雜，尤其是顱底及頸椎橫突孔，骨質(zhì)較多，易產(chǎn)生帶狀偽影，影響鄰近血管結(jié)構(gòu)的顯示，從而影響診斷準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)頭頸CTA一般是通過增加造影劑濃度、造影劑劑量或增加輻射劑量等方式來提升頭頸CTA圖像質(zhì)量，但這也會(huì)增加對(duì)比劑不良反應(yīng)和潛在輻射損傷。隨著醫(yī)患雙方對(duì)輻射防護(hù)和造影劑過敏的關(guān)注，如何在不增加劑量的前提下優(yōu)化血管成像質(zhì)量已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。

寶石能譜CT利用80～140 kVp電壓瞬時(shí)切換（0.5 s），可同時(shí)、同向得到不同keV單能量圖像、基物質(zhì)圖、有效原子序數(shù)、能譜曲線等多參數(shù)數(shù)據(jù)。單能量圖像由40 keV到140 keV共計(jì)101個(gè)能量水平，不同程度能量水平圖像擁有各自特點(diǎn)，高能量穿透力強(qiáng)，組織間對(duì)比度小，而隨著能量水平下降，其穿透力亦逐漸下降，圖像的噪聲隨之增大，而不同結(jié)構(gòu)組織間對(duì)比度提升，在某個(gè)能量水平可使血管和背景組織結(jié)構(gòu)間對(duì)比度最高而圖像噪聲相對(duì)較低，并且此能量水平可使靶血管更好顯示，從而優(yōu)化血管成像[13]。本研究發(fā)現(xiàn)主動(dòng)脈弓、頸總、頸內(nèi)以及大腦中動(dòng)脈CT值隨著能量水平提升（60～80 keV），而逐步減低，在60 keV單能量水平最高，高于其他各組，這種特征提示我們?cè)谂R床工作中，對(duì)于腎功能不全的病人，可以嘗試降低造影劑用量或者使用低濃度造影劑，增強(qiáng)掃描后通過低keV圖像的重建來滿足臨床需求，同樣遇到高密度偽影（骨骼或高濃度對(duì)比劑偽影）可以適當(dāng)提高keV重建來減少圖像硬化偽影，優(yōu)化圖像質(zhì)量。

本研究中應(yīng)用寶石CT配置的ASIR算法，其重要特點(diǎn)是在原始數(shù)據(jù)空間，通過精準(zhǔn)的模型迭代，并引入數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息來進(jìn)行降噪[14]。有效降噪為低keV能量水平優(yōu)化圖像質(zhì)量提供了基礎(chǔ)條件。于梓婷等[15]研究發(fā)現(xiàn)隨著ASIR 0～100%權(quán)重不斷增加，其降噪能力也隨之提升，然而圖像質(zhì)量主觀評(píng)分在ASIR 60%時(shí)最高，究其原因可能由于ASIR權(quán)重較大時(shí)圖像噪聲降低太多而出現(xiàn)“圖像失真”現(xiàn)象。此外，Hahjigeorgiou等[16]研究證實(shí)，ASIR選取40%～60%的權(quán)重既有較好的降噪能力，亦不會(huì)出現(xiàn)最佳“圖像失真”，因此本研究中采用ASIR 60%。

多個(gè)研究發(fā)現(xiàn)單能量技術(shù)可以優(yōu)化腹部血管、支氣管動(dòng)脈、肺動(dòng)脈、頭顱血管，由于血管粗細(xì)、位置以及周圍軟組織不同，其最佳單能量水平也各有不同[17-19]。本研究以頸總、頸內(nèi)以及大腦中動(dòng)脈為目標(biāo)血管，以胸鎖乳突肌和腦實(shí)質(zhì)作為背景，不管是SNR、CNR、還是圖像質(zhì)量主觀評(píng)分，60 keV和65 keV時(shí)取值始終位于最高點(diǎn)，說明60 keV和65 keV為本研究的最佳單能量。此外，主動(dòng)脈弓、頸總、頸內(nèi)和大腦中動(dòng)脈的CT值伴隨能量水平提升而減低，而60 keV和65 keV組所測(cè)量血管的CT值均大于300 HU，符合增強(qiáng)要求，有利于血管顯示[9]。分析其主要原因可能是由于碘的CT值會(huì)隨著射線能量的變化而產(chǎn)生較大范圍的波動(dòng)，低kVp時(shí)含碘造影劑的血管CT值和對(duì)比度明顯增加[20]。

綜上所述，能譜CT單能量技術(shù)可增加頭頸部血管CT值，提升靶血管和背景之間對(duì)比度，而頭頸CTA最優(yōu)單能量水平位于60 keV，這能給臨床診斷提供更多幫助。