能谱CT双低剂量在主动脉血管成像中的应用研究

吕仁锋 刘 超 闵 南 薛继蔚

主动脉CTA是诊断主动脉疾病的简单快捷准确的检查方法。但是主动脉CTA大范围的扫描所致的高辐射剂量和高浓度对比剂（双高）使用的安全性是我们所面临的问题。以低辐射剂量和低浓度对比剂获得高质量图像也是未来CT血管造影研究的方向[1]。本研究根据管电压与碘的特性利用CT自适应统计迭代重建算法使用管电压100kVp结合低浓度（碘克沙醇270mgI/ml）等渗对比剂对主动脉CTA的图像质量和辐射剂量进行评估。

方 法

1. 一般资料

连续选取我院2013年5月—2014年2月行主动脉CTA的患者74例，其中男41例，女33例，年龄55～84岁，平均（62.2±11.4）岁。体重指数（BMI）21.5～31.6，平均（25.5±2.6），所有患者均签署知情同意书。

2. 检查方法

采用GE Discovery750 HD 64排螺旋CT扫描，将74例行主动脉CTA的患者随机分为两组，每组37例。A组：管电压100kVp，使用对比剂（碘克沙醇270mgI/ml）。B组：管电压120kVp，使用对比剂（碘佛醇320mgI/ml），图像处理使用自适应统计迭代算法(adaptive statistical iterative reconstruction，ASiR。A组40%；B组30%)。其他扫描参数相同：自动管电流100～500mA，准直宽度0.625mm×64，机架转速0.6s/r，螺距0.984∶1，扫描范围：主动脉弓上至髂动脉分叉。两组对比剂注射量及流速相同：总量80ml，流速5ml/s。利用智能追踪软件于气管分叉处放置ROI，间隔1s扫描，阈值达到150Hu曝光。

3. 图像分析

将原始主动脉CTA数据在AW4.5工作站上分别以容积再现（VR）、多平面重组（CRP）、最大密度投影（MPR）显示，以腹主动脉腹腔干水平CT值与竖脊肌CT值作为记录对比噪声比,公式CRN=（腹主动脉Hu-竖脊肌Hu）/噪声值。腹主动脉CT值标准差（SD）作为噪声值，记录升主动脉、降主动脉、腹腔干水平腹主动脉、肾动脉、髂总动脉连续三个层面的CT值并取平均值，辐射剂量的测量基于剂量长度乘积（DLP）根据ED=DLP×K公式换算，DLP为机器自动生成的剂量长度乘积，K为换算因子，取值为0.015mSv/(mGy·cm)。同时计算平均对比剂碘摄入量，公式：对比剂总量×浓度/体重（mgI/kg）。记录24小时血清肌酐绝对值并大于44μmol/L为对比剂肾病。由两位放射医师用4分制评估图像质量，评分标准：全程血管强化均匀；CT值300～500Hu；图像清晰对比度良好；血管分支达3级以上。每符合一项加1分。

4. 统计学处理

结 果

1. 图像质量对比（表1）

A组图像对比噪声比高于B组，差异有统计学意义（P<0.001），A组图像对比度更好，层次分明。两组图像噪声和图像质量评分差异无统计学意义（P均>0.05）。A组辐射剂量明显低于B组，降低约38%。差异具有高度统计学意义(P<0.001)。

2. 两组主动脉各段及分支CT值对比（表2）

两组图像主动脉各段及分支CT值均在300Hu以上，各级分支血管显示清晰，能够满足诊断要求，差异无统计学意义（P>0.05）（图1～4）。A组人均对比剂碘摄入量（290.42±10.04mgI/kg)低于B组(363.34±12.34mgI/kg)（t=28.04，P＜0.001），血清肌酐绝对值两组无统计学差异（8.49±1.54μmol/L和8.81±1.67μmol/L，P<0.05）。低浓度（碘克沙醇270mgI/ml）等渗对比剂降低了对比剂碘量的摄入。

图1 100kVp+270mgI/ml对比剂。男性，56岁，主动脉VR图示血管未见异常，肠系膜上动脉分支丰富、显示清晰（红箭）。

图2 100kVp+270mgI/ml对比剂。男性，65岁，主动脉支架置入术后。A.VR图清晰显示支架（红箭）。B.曲面图像显示全程管腔密度均匀，轮廓清晰。

图3 120kVp+320mgI/ml对比剂。女性，68岁，主动脉VR图示血管未见异常。

图4 120kVp+320mgI/ml对比剂。 男性，73岁，主动脉夹层伴璧内血肿。A.VR显示。B.曲面图像显示夹层真假腔及血肿范围（红箭）。

表1 两组图像数值比较

表2 两组主动脉各段及分支血管的CT值比较（Hu）

讨 论

主动脉夹层、动脉瘤等血管性疾病发病急，病情重，常危及生命，而且发病率逐年上升并且年轻化，也是致死率较高的一种血管性病变[2]。临床检查方法比较多，如血管超声、DSA等，但是都存在一定的不足，对病变的范围、管腔内情况等不能很好地显示[3]。而主动脉CTA已经作为临床诊断主动脉病变的最直接及最有效的检查方法，由于病情急临床不能准确判断发病原因及部位常常采用全主动脉扫描，范围从升主动脉至髂总动脉，以往主动脉CTA扫描常规采用120kVp扫描，扫描区域内包括腺体在内对射线敏感的解剖结构，较高的辐射剂量会对这些结构造成潜在的辐射危害。如何降低检查辐射剂量一直是我们探讨和研究的目的，降低管电压对于原始的滤波反投影重建算法（FBP)意味着图像噪声的增大，由于管电压和管电流的平方成反比例，为了保证图像质量在降低管电压的同时要适当增大管电流[4-5]。自适应统计迭代重建算法（ASiR）的出现带来了低辐射检查的时代——能谱CT，算法通过首先建立噪声性质和被扫描物体的模型，能为对噪声抑制要求比较高的检查带来显著好处。也就是说，通过降低重建图像中的噪声我们能获得剂量上的优势，因此在相同噪声水平下，扫描剂量可以显著降低。本研究利用能谱CT的ASiR技术，采用管电压100kVp扫描能够得到较高的主动脉CTA图像质量同时有效地降低了辐射剂量。

主动脉CTA多数用的非离子型对比剂，浓度为350～370mgI/ml，高浓度高渗透压常引起不良反应[6]，其发生率和严重性与对比剂的浓度、渗透压、剂量、注入方式、流率有关，在保证血管成像质量前提下，如何科学安全使用对比剂，减少对比剂不良反应的发生受到越来越多的重视[7]。目标血管腔内CT值与注入对比剂浓度、流率、总量、患者身高、体重及循环有关，排除个体差异，理论上对比剂浓度、流率及总量越高，目标血管腔内CT值越高，血管成像质量越好，但现有大量研究指出目标血管腔内CT值350～550Hu为合适浓度，过高浓度对比剂、流率及总量还带来潜在临床风险：血管破裂，对比剂反应导致检查中断或失败，对比剂肾毒性等[8-9]。本研究在主动脉CTA中采用低管电压扫描保证图像质量最大程度的降低辐射剂量，同时根据碘的特性（在低KVp时CT值增加，对比度增强）[10]，探索100kVp，低浓度270mgI/ml等渗对比剂在主动脉CTA中的可行性。结果表明，100kVp结合低浓度对比剂在主动脉CTA中均可得到满足诊断要求的图像质量，100kVp组主动脉各段及各级分支CT值同120kVp组差异无统计学意义，都在诊断范围内（300～500Hu）。由于采用了特殊的重建算法使得低管电压100kVp的对比噪声比好于120kVp，同时辐射剂量显著的降低,充分发挥了能谱CT低辐射的优势。使用100kVp和低浓度270mgI/ml等渗对比剂，可以清晰地显示主动脉各段及各级分支血管，并且人体摄入碘含量明显的减少，两组血清肌酐绝对值无差异，使用270组人均碘摄入量为290.42±10.04mgI/kg。

综上所述,能谱CT 100kVp结合低浓度270mgI/ml等渗对比剂扫描在主动脉血管成像中可以得到满足诊断要求的图像质量，辐射剂量显著降低，有效地减少了临床对比剂使用的风险。

[1] Yuan R, Shuman WP, Earls JP, et al. Reduced iodine load at CT pulmonary angiography with dual-energy monochromatic imaging:comparison with standard CT pulmonary angiography prospective randomized trial. Radiology, 2012, 262: 290-297.

[2] 侯朝华, 宋 扬, 侯艳红, 等. MSCTA诊断主动脉闭塞性疾病.放射学实践, 2010, 3: 212-214.

[3] 齐 琳, 毛定飚, 毕正宏, 等. 宝石能谱CT显示支架内腔及再狭窄——体模初步实验研究. 中国医学计算机成像杂志, 2013, 19: 70-73.

[4] 仲 海, 徐卓东, 柳 澄, 等. 64层螺旋CT主动脉血管成像的注射速率与重建矩阵的选择. 中国医学影像技术, 2005, 10: 1203-1205.

[5] Winer-Muram HT.The solitary pulmonary nodule.Radiology, 2006,239: 134-149.

[6] 吕仁锋, 刘婷婷, 李 超, 等. 能谱CT双低剂量在下肢动脉CTA中的应用研究. 放射学实践, 2014, 29: 278-280.

[7] Zhao Y, Tao Z, Xu Z, et al. Toxic effects of a high dose of nonionic iodinated contrast media an renal glomerular and aortic endothelial cells in aged rats in vivo. Toxicol Lett, 2011, 202: 253-260.

[8] 唐 皓, 邓克学, 赵英明, 等. 采用低电压及低对比剂剂量行冠状动脉CT成像可行性研究. 中国医学计算机杂志, 2013, 19: 406-409.

[9] 张保翠, 张玉东, 赵 凯, 等. 静脉注射碘对比剂对不同人群肾功能的影响. 中华放射学杂志, 2013, 47: 335-229

[10] 刘爱莲, 沈 云. 能谱CT临床应用图谱. 北京: 人民军医出版社, 2012: 164-167.