摘要：目的 探討能譜CT最佳單能量在低劑量腎靜脈成像中的應(yīng)用價(jià)值。方法 收集2022年5月～2023年10月陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院能譜CT腎靜脈成像患者40例并隨機(jī)分為A、B兩組，20例/組。A組采用常規(guī)120 kVp管電壓，對(duì)比劑濃度600 mgI/kg，采用40%自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)（ASIR）重建；B組采用寶石能譜成像模式掃描，對(duì)比劑濃度450 mgI/kg，采用40% ASIR重建最佳單能量圖像。分別測(cè)量左腎靜脈、右腎靜脈及同層面左側(cè)豎脊肌的CT值及SD值，并計(jì)算左、右腎靜脈的信噪比和對(duì)比噪聲比值。由2位有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師采用五分法對(duì)腎靜脈圖像進(jìn)行雙盲法主觀評(píng)分。記錄兩組患者CT容積劑量指數(shù)和劑量長(zhǎng)度乘積，計(jì)算有效輻射劑量。結(jié)果 兩組患者基本資料的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。B組患者對(duì)比劑碘攝入量、有效輻射劑量較A組分別減少26.2%和23.5%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。B組圖像腎靜脈CT值、信噪比和對(duì)比噪聲比值均高于A組（Plt;0.05），SD值低于A組（Plt;0.05）。B組圖像主觀評(píng)分高于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。結(jié)論 能譜CT最佳單能量可以顯著降低腎靜脈成像的對(duì)比劑碘攝入量和有效輻射劑量，并可獲得優(yōu)于常規(guī)120 kVp掃描的腎靜脈圖像。

關(guān)鍵詞：能譜CT；最佳單能量；腎靜脈成像；碘對(duì)比劑；輻射劑量；圖像質(zhì)量

Spectral CT with optimal monochromatic images can improve the quality of renal

venography

REN Zhanli 1 ， LEI Yuxin 1 ， ZHANG Min 1 ， HE Taiping 1， 2 ， YU Nan 1， 2

1 Department of Medical Imaging， Affiliated Hospital of Shaanxi University of Chinese Medicine， Xianyang 712000， China;" 2 College of

Medical Technology， Shaanxi University of Chinese Medicine， Xianyang 712000， China

Abstract： Objective To explore the application of optimal monochromatic images using dual-energy spectral CT in low-doserenal venography. Methods Forty patients for renal CT venography in Affiliated Hospital of Shaanxi University of ChineseMedicine from May 2022 to October 2023 were recruited and randomly divided into group A and group B， with twentypatients each. Group A was scanned with conventional 120 kVp with contrast agent dose of 600 mgI/kg and reconstructed with40% ASIR. Group B was scanned with dual-energy spectral CT mode with contrast agent dose of 450 mgI/kg and reconstructedwith 40% ASIR and the optimal monochromatic images. The CT values and standard deviation of the left renal vein， right renalvein and erector muscle at the same level were measured to calculate the signal-to-noise-ratio and contrast-to-noise ratio valuesfor the renal veins. The image quality was subjectively scored by two experienced radiologists blindly using a 5-point system.The CT volumetric dose index and dose length product were recorded for both groups and the effective radiation dose wascalculated. Results There were no significant difference in general data between the two groups （Pgt;0.05）. The contrast agentdose and effective radiation dose in group B were decreased by 26.2% and 23.5% respectively compared with group A （Plt;0.05）.The CT values， signal-to-noise-ratio values and contrast-to-noise ratio values of group B were significantly higher than those ofgroup A （Plt;0.05）， and the standard deviation values was significantly lower than that of group A （Plt;0.05）. The subjective scoreof group B was significantly higher than that of group A and the differences showed significant differences （Plt;0.05）.Conclusion Spectral CT imaging with optimal monochromatic images can significantly reduce contrast agent dose andradiation dose in renal venography， and provide better image quality than the conventional 120 kVp protocol.Keywords： spectral CT; optimal monochromatic energy; renal venography; iodine contrast agent; radiation dose; image quality

CT靜脈成像（CTV）作為臨床無創(chuàng)性評(píng)價(jià)靜脈系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)診斷方法［1］，可以準(zhǔn)確評(píng)價(jià)深、淺靜脈系統(tǒng)及其與周圍解剖結(jié)構(gòu)的關(guān)系［2］ 。CT腎靜脈成像（CTRV）作為評(píng)價(jià)腎靜脈系統(tǒng)的無創(chuàng)性影像方法，其在顯示腎靜脈解剖及變異［3］ 、觀察左腎靜脈壓迫綜合征 ［4］ 、術(shù)前評(píng)價(jià)腎臟惡性腫瘤是否引起腎靜脈瘤栓及程度范圍［5］ 、腎移植前血管評(píng)估［6］ 、檢測(cè)腎病綜合征患者腎靜脈血栓情況 ［7］ 等方面具有重要作用。目前臨床對(duì)于腎靜脈成像研究集中在采用常規(guī)CT血管成像觀察左腎靜脈壓迫綜合征［8］ ，但臨床通常采用增加對(duì)比劑濃度和用量來提升靜脈血管成像質(zhì)量，但會(huì)帶來對(duì)比劑相關(guān)性腎損傷［9］、輻射劑量增加和輻射相關(guān)性損傷［10］等一系列臨床關(guān)注問題。能譜CT采用80 kVp和140 kVp瞬時(shí)管電壓切換技術(shù)可以生成40～140 keV單能量圖像［11］ ，其中最佳單能量圖像可以平衡血管的對(duì)比度和噪聲［12］ ，利用最佳單能量水平進(jìn)行成像可以提升目標(biāo)血管的對(duì)比噪聲比（CNR）并獲得更好的圖像質(zhì)量［13］ ，其在全身多部位血管成像中已經(jīng)展開應(yīng)用［14， 15］ ，同時(shí)能譜CT獨(dú)特具有的自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)（ASIR）可以在確保臨床可診斷圖像質(zhì)量條件下減少患者輻射劑量［16］ 。然而對(duì)于腎靜脈能譜CT低劑量研究尚缺乏報(bào)道。本研究旨在探討能譜CT最佳單能量成像在低劑量腎靜脈成像中改善圖像質(zhì)量和降低對(duì)比劑及輻射劑量的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性收集2022年5月～2023年10月在陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科擬行腎靜脈成像患者的資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床懷疑腎靜脈病變需行CTRV者，年齡≥18歲，自愿參與本研究者。排除標(biāo)準(zhǔn)：心、肝、腎功能不全者，甲狀腺功能亢進(jìn)者，碘對(duì)比劑過敏者，腎靜脈病變影響數(shù)據(jù)測(cè)量及圖像評(píng)價(jià)者，對(duì)比劑外溢致檢查失敗者。本研究收集病例42例，排除2例腎靜脈病變者（1例腎癌引起腎靜脈栓塞者，1例腎癌侵犯腎靜脈者），最終納入CTRV患者40例，隨機(jī)分為A組、B組，20例/組。A組男性14例，女性6例，年齡59.40±9.80歲，BMI 21.11±4.09 kg/m 2 ；B組男性13例，女性7例，年齡60.89±12.58歲，BMI為20.95±3.40 kg/m 2 。本研究獲得參與者知情同意，符合世界醫(yī)學(xué)協(xié)會(huì)《赫爾辛基宣言》。

1.2 檢查設(shè)備與方法

所有檢查均采用GE Discovery CT 750HD掃描設(shè)備。檢查前去除身體掃描范圍內(nèi)金屬飾品，所有患者選取仰臥位足先進(jìn)方式，雙上肢上舉并置于顱腦兩側(cè)，對(duì)患者甲狀腺及盆腔生殖腺采用鉛制品進(jìn)行放射防護(hù)。A組采用常規(guī)120 kVp管電壓，B組采用寶石能譜成像（GSI）模式掃描，掃描范圍自雙側(cè)肋膈角至雙側(cè)髂骨上緣水平。A組對(duì)比劑用量600 mgI/kg，B組對(duì)比劑用量450 mgI/kg，兩組患者均選取非離子型對(duì)比劑碘海醇（350 mgI/mL），通過雙管高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注入，注射流速5 mL/s，在注射對(duì)比劑前后分別注射20 mL、30 mL生理鹽水沖洗管道。動(dòng)脈期采用閾值監(jiān)測(cè)觸發(fā)技術(shù)掃描，在腎門水平腹主動(dòng)脈管腔內(nèi)放置感興趣區(qū)（ROI），當(dāng)腹主動(dòng)脈管腔CT值達(dá)200 HU時(shí)觸發(fā)動(dòng)脈期掃描，動(dòng)脈期掃描結(jié)束后延遲35 s掃描腎靜脈成像，掃描層厚5 mm，圖像窗寬350 HU，窗位40 HU。

1.3 圖像重建及數(shù)據(jù)測(cè)量

將腎靜脈圖像分別進(jìn)行重建，將A、B兩組原始掃描圖像分別采用40% ASIR重建層厚1.25 mm圖像并傳入AW4.6工作站，對(duì)B組圖像使用AW4.6工作站中能譜Optimal CNR分析軟件，在左側(cè)腎靜脈及左側(cè)豎脊肌分別放置ROI生成Optimal CNR曲線（圖1），根據(jù)曲線確定腎靜脈最佳單能量水平，并根據(jù)最佳單能量水平生成腎靜脈最佳單能量圖像。在A、B兩組腎靜脈圖像上進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，分別在左腎靜脈（LRV）、右腎靜脈（RRV）血管腔內(nèi)及同層面左側(cè)豎脊肌放置3個(gè)ROI，記錄每個(gè)ROI的CT值及SD值，取3個(gè)ROI平均值為腎靜脈CT值和SD值。

1.4 圖像評(píng)價(jià)

在圖像客觀評(píng)價(jià)方面，根據(jù)腎靜脈及豎脊肌的CT值及SD值，分別計(jì)算兩組圖像左腎靜脈、右腎靜脈的信噪比（SNR）和對(duì)比噪聲比（CNR），SNR=腎靜脈CT值/腎靜脈SD值，CNR=（腎靜脈CT值-豎脊肌CT值）/豎脊肌SD值。

在圖像主觀評(píng)價(jià)方面，由2位有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師采用五分法對(duì)腎靜脈圖像進(jìn)行主觀評(píng)分，當(dāng)評(píng)分不一致時(shí)通過商議獲得最終評(píng)分。具體五分法評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)如下：5分，圖像質(zhì)量最好，腎靜脈管腔非常清晰、對(duì)比度非常好；4分，圖像質(zhì)量較好，腎靜脈管腔較清晰、對(duì)比度較好；3分，圖像質(zhì)量一般，腎靜脈管腔顯示尚可、對(duì)比度尚可；2分，圖像質(zhì)量較差，腎靜脈管腔顯示不佳、對(duì)比度較差；1分，圖像質(zhì)量最差，腎靜脈管腔顯示不清、對(duì)比度模糊。3分及以上可以用于臨床腎靜脈評(píng)價(jià)。

1.5 對(duì)比劑碘攝入量和輻射劑量

根據(jù)兩組患者體質(zhì)量（kg）分別計(jì)算兩組患者對(duì)比劑碘攝入量（g），對(duì)比劑碘攝入量=對(duì)比劑用量（mgI/kg）×體質(zhì)量（kg）×0.001。記錄兩組患者輻射劑量報(bào)告中CT容積劑量指數(shù)（CTDI vol ）和劑量長(zhǎng)度乘積（DLP），根據(jù)DLP計(jì)算有效輻射劑量（ED），其中ED=DLP×K，其中K為腹部劑量轉(zhuǎn)換因子且取值約為0.015 mSv/ （mGy·cm）。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件，計(jì)數(shù)資料以n（%）表示，組間比較采用卡方檢驗(yàn)；計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；等級(jí)變量采用非參數(shù)Mann-Whitney U檢驗(yàn)。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患者性別、年齡、身高、體質(zhì)量、BMI的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05），對(duì)比劑碘攝入量和有效輻射劑量的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中B組對(duì)比劑碘攝入量、有效輻射劑量較A組分別減少約26.2%和23.5%（Plt;0.05，表1）。

圖像客觀評(píng)價(jià)方面，B組腎靜脈圖像最佳單能量水平60～65 keV。B組腎靜脈CT值、SNR值和CNR值均高于A組（Plt;0.05），SD值低于A組（Plt;0.05，表2）。

在主觀評(píng)分方面，兩組腎靜脈圖像評(píng)分均高于3分且滿足臨床診斷，B組圖像主觀評(píng)分高于A組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05，表2、圖2～4）。

3 討論

CT腎靜脈成像作為臨床無創(chuàng)性評(píng)價(jià)腎靜脈的主要成像方法，其在評(píng)估腎靜脈的正常解剖及變異［17］ 、觀察左腎靜脈壓迫綜合征［18］ 、腎移植前血管評(píng)價(jià) ［19］ 、腫瘤患者術(shù)前評(píng)價(jià)靜脈是否受累及有無瘤栓形成、腎病綜合征患者靜脈是否形成栓子等方面具有重要作用。臨床觀察腎靜脈血管成像通常存在圖像質(zhì)量差、對(duì)比劑用量多等問題，而影響腎靜脈圖像質(zhì)量的重要因素是腎靜脈血管內(nèi)的碘濃度［20］ ，而對(duì)比劑用量、濃度及注射速度均與血管內(nèi)碘含量密切相關(guān)［21］ ，通常需采用高濃度對(duì)比劑或增加對(duì)比劑用量來提升圖像質(zhì)量，但會(huì)帶來一系列臨床關(guān)注的對(duì)比劑腎?。?2］ 和輻射損傷性問題 ［10］ 。本研究對(duì)兩組患者采用常規(guī)管電壓和能譜CT最佳單能量成像模式進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)能譜CT腎靜脈成像最佳單能量水平為60～65 keV，表明采用較低水平單能量成像可以更好的顯示腎靜脈，為臨床進(jìn)行CT腎靜脈成像提供了較好圖像［23］。能譜CT最佳單能量腎靜脈成像患者的對(duì)比劑碘攝入量、有效輻射劑量較常規(guī)120 kVp成像減少約26.2%和23.5%，降低腎靜脈成像患者對(duì)比劑腎病和輻射相關(guān)性損傷的風(fēng)險(xiǎn)，提升了腎靜脈血管成像的安全性。有學(xué)者對(duì)肝細(xì)胞肝癌采用最佳單能量成像進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)最佳單能量成像可減少16.3%碘對(duì)比劑用量和13.5%輻射劑量［24］ 。本研究采用最佳單能量減少對(duì)比劑用量和輻射劑量能力顯著提升，可能與研究方案存在差異有關(guān)，但研究結(jié)果的相同進(jìn)一步驗(yàn)證了最佳單能量可以為臨床提供低劑量成像［25］ 。 能譜CT具有的最佳單能量成像工具平臺(tái)和ASIR可以改善圖像質(zhì)量和降低輻射劑量及對(duì)比劑用量［26］ ，ASIR技術(shù)采用迭代重建的方法來抑制圖像噪聲從而實(shí)現(xiàn)低劑量條件下的高清圖像質(zhì)量［27］。本研究中B組腎靜脈成像患者采用最佳單能量進(jìn)行成像，其CT值、SNR值、CNR值、主觀評(píng)分均高于常規(guī)120 kVp成像（Plt;0.05），而最佳單能量腎靜脈成像SD值低于常規(guī)120 kVp成像（Plt;0.05），進(jìn)一步驗(yàn)證了能譜CT最佳單能量成像提升圖像質(zhì)量的可能性，同時(shí)為臨床腎靜脈成像患者提供較好的腎靜脈圖像，這與既往研究［28］ 結(jié)果存在相似之處，表明能譜 CT通過最佳CNR 曲線獲取的最佳單能量圖像可以提升靶血管信噪比和對(duì)比噪聲比，從而清晰顯示靶血管和提升圖像質(zhì)量，這也與常規(guī)CT成像采用120 kVp所產(chǎn)生的線束硬化效應(yīng)以及其固有信噪比較低會(huì)影響圖像質(zhì)量，而單能量圖像避免了成像過程中的平均衰減效應(yīng)，并有效去除混合能量掃描中線束硬化效應(yīng)導(dǎo)致的CT值“漂移”所帶來的影響來提升圖像質(zhì)量有關(guān)［29］。

本研究尚存在不足之處：本研究樣本量較小，僅選取正常腎靜脈成像患者作為研究對(duì)象。因此，有待在以后研究中進(jìn)一步擴(kuò)大研究樣本量，將腎靜脈血管性疾病患者逐步納入本研究進(jìn)行分析，同時(shí)運(yùn)用能譜CT最佳單能量成像進(jìn)一步探索更低對(duì)比劑成像方案在腎靜脈成像中的應(yīng)用。

綜上所述，能譜CT最佳單能量（60～65 keV）成像可以顯著降低腎靜脈成像患者對(duì)比劑碘攝入量（26.2%）和有效輻射劑量（23.5%），且可獲得優(yōu)于常規(guī)120 kVp成像方案的腎靜脈圖像質(zhì)量，既降低了對(duì)比劑腎病和輻射相關(guān)性損傷的風(fēng)險(xiǎn)，又提升了腎靜脈血管成像的安全性，為臨床精確評(píng)估腎靜脈血管提供可行方法，并為臨床實(shí)現(xiàn)低劑量腎靜脈血管成像提供理論支撐依據(jù)。

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