賈曉茜，徐文婷，同 維，陳 姣，朱書萌，田 倩，牛心怡，張向利，郭建新

（西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科，陜西西安 710061）

腎移植是終末期腎?。╡nd-stage renal disease,ESRD）的首選治療方法[1]。術(shù)前評估受體供血血管對手術(shù)操作及移植腎的預(yù)后十分重要[2]。此外，ESRD患者具有高心血管疾病發(fā)病率和死亡率[3-4]，研究發(fā)現(xiàn)50%~60%腎移植患者的死亡可直接歸因于心血管疾病[5-6]。一站式CT掃描技術(shù)已成熟應(yīng)用于身體各個部位：頭頸、主動脈聯(lián)合雙下肢CT血管成像（CT angiography,CTA）[7]、冠脈聯(lián)合頭頸部及主動脈掃描[8]、胸痛三聯(lián)掃描[9]，對術(shù)前評估患者冠狀動脈情況，提前預(yù)測和干預(yù)心臟事件的意外發(fā)生同樣至關(guān)重要。因此，本研究將腎移植術(shù)前擬聯(lián)合評估髂動脈和冠狀動脈的患者作為研究對象，采用低管電壓進(jìn)行髂動脈成像掃描，為避免低管電壓導(dǎo)致的圖像噪聲增加，在掃描結(jié)束后進(jìn)行后置ASiR-V重建并探索最佳權(quán)重比，以降低噪聲，提高圖像質(zhì)量[10]。

1 材料與方法

1.1 一般資料連續(xù)納入2019年3月至9月行腎移植術(shù)前冠狀動脈聯(lián)合髂動脈CTA評估的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＜18歲；②BMI＞24 kg/m2；③伴隨碘對比劑禁忌癥及過敏史；④因各種原因不能配合完成檢查者[11]。最終選擇有效病例50例，其中男性33例，女性17例；年齡28~67歲，平均（44.32±9.7）歲；身高150~190 cm，平均（167.82±18.99）cm；體質(zhì)量40~80 kg，平均（59.46±10.01）kg。本研究經(jīng)西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會審核批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法采用256層螺旋CT進(jìn)行檢查，掃描參數(shù)：管電壓80 kVp，管電流采用自動調(diào)節(jié)技術(shù)220~550 mAs，噪聲指 數(shù)(noise index,NI)25。冠狀動脈進(jìn)行自由呼吸軸向覆蓋掃描，髂動脈進(jìn)行螺旋掃描。在氣管分叉下1 cm層面對應(yīng)的升主動脈進(jìn)行閾值監(jiān)測，觸發(fā)閾值為220 HU，觸發(fā)后延遲2.0 s行冠狀動脈掃描，隨即以最短延遲時間對髂動脈進(jìn)行掃描。所有患者采用一致的對比劑注射方案：使用高壓注射器通過右前臂靜脈以4.5 mL/s團注60 mL、350 mg I/mL對比劑，注射后以同樣的流速追加30 mL生理鹽水。

1.3 圖像后處理對所有髂動脈圖像進(jìn)行不同權(quán)重的后置ASiR-V重建：50%、60%、70%、80%、90%和100%，共6組。重建厚度1.25 mm，間隔1.25 mm，將重建圖像傳輸至AW4.6工作站生成容積再現(xiàn)（volume rendering,VR）和最大密度投影（maximum intensity projection,MIP）圖像。

1.4 客觀圖像質(zhì)量評價將感興趣區(qū)（region of interest,ROI）置于腹主動脈分叉上2 cm處、左右髂總動脈分叉下2 cm處、左右髂內(nèi)外動脈下2 cm處，連續(xù)測量3個層面的CT值和標(biāo)準(zhǔn)差（standard devia?tion,SD）值，取平均CT值作為血管強化值。測量髂總動脈分叉層面腰大肌的CT值和SD值（作為背景噪聲）。測量血管時ROI大小為血管面積的1/2~2/3并避開斑塊、病變及鈣化，測量腰大肌時ROI應(yīng)越大越好，并避開病變和血管。根據(jù)公式計算髂動脈的信噪比（signal to noise ratio,SNR）和對比噪聲比（con?trast to noise ratio,CNR）。計算公式如下：

1.5 主觀圖像質(zhì)量評價由2名豐富經(jīng)驗的影像診斷醫(yī)師分別進(jìn)行主觀圖像質(zhì)量評價，取二者的平均值作為最終結(jié)果。所有圖像質(zhì)量主觀評價標(biāo)準(zhǔn)見表1。

表1 髂動脈主觀圖像質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)Tab.1 Subjective image quality scoring criteria of iliac artery

1.6 輻射劑量記錄整個檢查的容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index,CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length product,DLP），由DLP乘以輻射權(quán)重因子K來估計出有效輻射劑量（effective dose,ED），其中胸部K=0.014 mSv/（mGy·cm），腹部K=0.015 mSv/（mGy·cm）[12]。

1.7 統(tǒng)計學(xué)處理所有數(shù)據(jù)采用SPSS 24.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料采用（±s）表示，主觀圖像質(zhì)量采用秩和檢驗進(jìn)行比較。CT值、SD值、SNR、CNR進(jìn)行多個樣本的方差齊性檢驗、兩因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD和Tamhane’sT2檢驗。P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 客觀圖像質(zhì)量所有連續(xù)變量均滿足正態(tài)分布及方差齊性條件。不同權(quán)重ASiR-V圖像的CT值差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）,不同ASiR-V權(quán)重的SNR、CNR、SD組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.01）。各組圖像SNR值隨著后置ASiR-V權(quán)重的升高而升高（P＜0.05），其中50% ASiR-V和60% ASiR-V的SNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.147）；80% ASiR-V和90% ASiR-V的SNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.313）。各組圖像CNR值隨著后置ASiR-V權(quán)重的升高而升高（P＜0.05），其中60% ASiR-V和70%ASiR-V的SNR差 異 無 統(tǒng) 計 學(xué) 意 義（P=0.137）；80% ASiR-V和90% ASiR-V的SNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.249）。各組圖像SD值隨著后置ASiR-V權(quán)重的升高而降低（表2）。

表2 不同權(quán)重后置ASiR-V髂動脈圖像客觀評價結(jié)果Tab.2 Objective evaluation results of iliac artery images with different weights post-ASiR-V

2.2 主觀圖像質(zhì)量評估結(jié)果所有圖像的主觀評分均在3分以上，平均（3.33±0.23）分，見表3，圖1。各組間主觀評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），80%ASiR-V的主觀評分高于其他權(quán)重后置ASiR-V，與其余各組差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。

圖1 40歲男性尿毒癥患者髂動脈不同權(quán)重后置ASiR-V重建圖像Fig.1 Reconstruction images of different ASiR-V levels on the iliac artery of a 40-year-old male patient with uremuic

表3 不同權(quán)重后置ASiR-V圖像質(zhì)量客觀評分結(jié)果Tab.3 Objective scoring results of image quality with different weights post-ASiR-V

2.3 輻射劑量所有患者采用了相同的對比劑注射方案，檢查結(jié)束后經(jīng)記錄獲得的輻射劑量參數(shù)為：CTDIvol=（7.68±1.55）mGy，DLP=（182.59±32.15）mGy·cm；通過公式計算，ED為（2.67±0.47）mSv。

3 討 論

本研究探討了低電壓組合不同權(quán)重后置ASiR-V對腎移植術(shù)前冠狀動脈與髂動脈一站式聯(lián)合掃描中髂動脈圖像的影響。選擇腎移植術(shù)前需進(jìn)行冠脈和髂動脈評估的患者為目標(biāo)人群，據(jù)調(diào)查為國內(nèi)首創(chuàng)。結(jié)果顯示，隨著ASiR-V迭代率的增加，圖像的CNR和SNR增加，噪聲顯著降低，其中80% ASiR-V的圖像主觀評分最高，80% ASiR-V圖像相比50%圖像SD降 低41.29%，SNR增 加52.08%，CNR增 加80.26%（P＜0.05），可 提 供 最 佳 圖 像 質(zhì) 量。

理論上，在保持其他條件不變的情況下，輻射劑量與管電壓的平方呈正比[13]。CHO等[14]研究表明，使用較低的管電壓可以獲得更大的光電效應(yīng)以及更小的康普頓散射。LIU等[15]研究表明，管電壓由120 kVp降到100 kVp CTDIvol減少38.58%，DLP減少37.24%，ED減少37.24%。曹東興等[16]研究表明，100 kV相比120 kV在腎動脈成像中ED降低了22%，100 kV掃描平均ED為（2.27±4.53）mSv。向春林等[17]在70 kV下行冠狀動脈聯(lián)合頭頸動脈一站式CTA檢查，結(jié)果表明，圖像質(zhì)量無顯著降低，能夠滿足臨床診斷需要，同時大幅度減低患者所受輻射劑量，由（1.25±0.2）mSv降至（0.51±0.04）mSv。此外，有證據(jù)表明，單獨兩個掃描相加的平均DLP之和比聯(lián)合一站式掃描的DLP及ED值均大[18]。本研究采用80 kVp冠狀動脈和髂動脈CTA一站式聯(lián)合掃描，患者整個檢查的ED僅為（2.67±0.47）mSv。

濾波反投影（filtered back projection,FBP）是計算機斷層掃描中最常用的重建算法。在過去的研究中表明[15]，低管電壓聯(lián)合FDP算法能夠減少輻射劑量并提高血管CT值，然而，由于降低了光子通過量，管電壓的降低可能會增加圖像噪聲和背景噪聲，使得圖像質(zhì)量下降，并可能影響診斷準(zhǔn)確性[19]。與FBP重建算法相比，迭代重建算法只需較少的投影數(shù)據(jù)就可以在輻射劑量較低的條件下重組出較高質(zhì)量的圖像，并且可以設(shè)置不同的迭代權(quán)重達(dá)到調(diào)整圖像質(zhì)量的目的，正在逐步取代FDP[20]。

本研究選擇不同權(quán)重比ASiR-V進(jìn)行掃描后圖像重建，隨著迭代強度的不斷增加，SNR與CNR不斷提高，圖像噪聲逐步遞減。理論上講，ASiR-V為100%時，圖像最為光滑細(xì)膩，但通過臨床實踐以及相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，ASiR-V迭代強度并不是越高越好[21]。本研究發(fā)現(xiàn)圖像主觀評分在50% ASiR-V至80% ASiR-V范圍內(nèi)逐漸增高，超過80% ASiR-V反而下降，2位醫(yī)師一致認(rèn)為80% ASiR-V時圖像質(zhì)量高，更加符合診斷要求。其原因是ASiR-V權(quán)重過高會過分改變圖像噪聲結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)“蠟狀偽影”，使得病灶與正常組織間的對比度降低，降低了病灶的顯示能力，從而影響診斷。這與任占麗等[22]研究得出的結(jié)果類似。

本研究的局限性：①本研究為單中心研究，納入病例相對較少；②缺乏金標(biāo)準(zhǔn)對診斷效能的評價；③所有患者采用了一致的對比劑注射方案，還需進(jìn)一步探討更加合理的對比劑注射方案；④未進(jìn)行冠狀動脈圖像質(zhì)量評價，主要與同樣掃描條件下冠狀動脈相關(guān)研究較為成熟有關(guān)。

綜上所述，對于需要進(jìn)行腎移植術(shù)前同時評估冠狀動脈和髂動脈的患者，80 kVp管電壓與80%后置ASiR-V重建算法的組合應(yīng)用，為患者在低有效輻射劑量水平下提高了髂動脈CTA的圖像質(zhì)量，可為實現(xiàn)進(jìn)一步優(yōu)化此類患者掃描方案提供實踐基礎(chǔ)，具有良好的可行性和臨床應(yīng)用價值。