双源颈部CTA应用低浓度和高浓度对比剂的对照研究

杜 煜 时高峰 王 琦 王亚宁

颈部CTA由于其无创性、诊断准确率较高的优点，已在临床工作中得到广泛的认可及应用。目前国内外大多数临床工作及研究中，颈部及其他部位CTA使用较高浓度的对比剂（350 或 370 mg I/ml）［1］。与低浓度对比剂（300 mg I/ml）相比，高浓度对比剂在得到优质血管图像的同时也存在较多的不足之处。以往的研究中，笔者发现DSCT颈部CTA扫描中使用较低的管电压可以得到CT衰减值更高的血管影像［2］。本研究利用这种原理比较低浓度和高浓度对比剂应用于颈部CTA的图像质量，评价低浓度对比剂结合80kV管电压应用于颈部CTA的可行性。

方 法

1.一般资料

选取2013年5月～9月80例因可疑头颈部动脉硬化而接受颈部DSCTA的患者，患者随机分为两组：A组：高浓度对比剂组（非离子型碘对比剂碘普罗胺370 mg I/ml），其中男22例，女18例，平均年龄52岁，平均体重65kg；B组：低浓度对比剂组（非离子型碘对比剂碘普罗胺300 mg I/ml），其中男24例，女16例，平均年龄54.5岁，平均体重67.5 kg。检查前患者均签署知情同意书。

2.仪器与方法

所有检查在DSCT( SOM ATOM Definition Flash，Siemens，Germany)上完成。患者仰卧位，扫描范围自主动脉弓部至颅底。应用智能触发扫描软件（Bolus tracking）行增强扫描，ROI（设在主动脉弓部）密度达到预设值（+100HU，A组；+80HU，B组）时自动触发扫描，触发延迟时间5s。使用双筒高压注射器经肘前静脉以5m l/s流率注射非离子型碘对比剂碘普罗胺（370 mg I/ml，A组；300 mg I/ml，B组）60m l，随后以5m l/s流率注射生理盐水40m l。扫描参数：双源扫描参数：A、B个球管的管电压分别为40、80kV，同时使用自动毫安秒技术（CARE DOSE 4D），融合系数为0.6，参考管电流分别为104、208m As（机器设定值），探测器宽度0.6 mm×128，球管旋转时间0.28s，螺距0.7，图像矩阵512×512，重建层厚及层间隔0.75mm。

3.图像重建及分析

A组数据选取融合图像（相当于120kV），重建函数为D30(反投影滤过重建算法)。B组数据分别选取融合图像，重建函数为D30；80kV图像，重建函数为I30(迭代重建算法)。将数据分别传至工作站进行处理。

1名从事影像诊断5年以上的医师测量各组数据中主动脉弓，颈动脉分叉区动脉血管的平均CT值、噪声（标准差，SD）、信噪比（signal-noise-ratio SNR）和对比噪声比(contrast-noise-ratio CNR),计算公式分别为：SNR=血管平均CT值/SD；CNR=（血管平均CT值-肌肉平均CT值/SD）［3］。

两名从事影像诊断10年以上的医师采用双盲法对图像质量进行主观评估。采用5级法对图像质量进行评价［4］。1级，优良图像，定为1分；2级，优于普通图像，定为2分；3级，普通图像，定为3分；4级，较差图像，定为4分；5级，不适合诊断图像，定为5分。5级评价标准包括病变显示、图像锐利度及噪声水平3部分。具体如下：病变显示：1级，病变显示良好；2级，病变容易显示；3级，病变可显示；4级，病变显示困难；5级，病变不能显示。病变边缘清晰程度：1级，病变边缘显影优秀；2级，病变边缘显影较好；3级病变边缘显影合适；4级，病变边缘显影模糊；5级，病变边缘显影不清；噪声水平：1级，无肉眼可见噪声；2级，噪声水平低于平均水平；3级，平均水平噪声；4级，高于平均水平噪声；5级，噪声较大影响诊断。

记录扫描完成后两组的CTD Ivol (mGy),DLP(mGy.cm)。

4.统计学分析

采用统计学软件SPSS 11·5版本，计量资料采用±SD表示，两两样本采用LSD-t检验。2名医师图像质量主观评价一致性采用K appa检验；采用Bonferroni校正比较各组数据的图像质量，以P<0·01为差异有统计学意义。

结 果

A、B两组图像的主动脉弓区，颈总动脉分叉区动脉血管的平均CT值、噪声、SNR、CNR（见表1、图1），各组的平均噪声比较无统计学差异（P＞0·05）。A组图像血管的平均CT值、SNR、CNR与B组80kV（I30）图像比较无统计学差异（P＞0·05），高于B组融合图像（P<0·05）。

各组图像Kappa值均大于0.5，2名医师对图像质量的主观评价具有较好的一致性；2名医师对各组图像质量评分（见表2）显示，A组与B组80kV（I30）图像质量比较无统计学差异（P＞0·01），且均优于B组融合图像质量（P<0·01）。

两组的辐射剂量（见表3）比较，A、B两组的辐射剂量无统计学差异（P＞0·05）。

表1 各组图像的平均CT值、噪声、SNR、CNR

图1 男性，65岁。A组（A）、B组融合图像（B）、B组80kV（I30）图像（C）动脉血管的CT值、噪声

图2 与图1为同一病例。A组（A）、B组融合图像（B）、B组80kV（I30）图像（C）颈总动脉分叉层面动脉血管的CT值、噪声。

表2 2名医师对各组图像质量评分

表3 A、B两组图像的平均辐射剂量

讨 论

目前常用的静脉注射用对比剂的浓度选择范围较大（240～370mg I/ml），不同浓度的对比剂选择主要取决于检查目的。在对比剂注射总量和速率不变的前提下，高浓度较低浓度的优势在于可以提高动脉血管及肿瘤性病变的强化峰值，且对对比剂的达峰时间无显著影响［5］。随着CT设备的不断发展，扫描速度明显增快，缩短了增强扫描的时间窗，因此更倾向于使用较高浓度的对比剂。颈部CTA检查作为一种高空间及时间分辨率的影像学检查方法，已广泛应用于头颈部血管病变的临床诊断中。目前，大多数国内外研究及临床检查中，均使用高浓度对比剂(如370mg I/ml)。

高浓度对比剂在提高图像质量的同时，也存在一些不足之处。对比剂主要（约90%）经肾脏排泄，高浓度对比剂的碘含量较低浓度增大，会加重肾脏的负担，增加了对比剂肾病的发生概率；高浓度对比剂的黏滞度较低浓度更大，且颈部CTA检查要求较高的注射速率，造成其注射压强显著增加，更易出现对比剂外渗的风险［6］。且高浓度对比剂的价格较低浓度高，一定程度上增加了患者的经济负担。

本研究结果显示，A组（370mg I/ml）图像血管的平均CT值与B组（300m gI/ml）80kV（I30）图像比较无统计学差异，原理是较低的管电压发出的X线光子能量更接近碘原子K层电子能级（33 keV）；国外有研究也显示较低的管电压（80或100kV）比常用的120 kV可以提高碘对比剂的CT衰减值，具体结果为每mg I/ml提高30HU (100kV)或40 HU (80kV)［7］。降低管电压的同时不提高毫安秒会降低扫描剂量，造成图像噪声的升高。本研究中80kV数据结合迭代重建算法可以避免这种影响，表现为B组80kV（I30）图像的平均噪声与其他两组比较无统计学差异。由于B组（300mg I/ml）80kV（I30）图像可以达到较高的平均CT值，且平均噪声较低，因此其平均SNR和CNR与A组（370mg I/ml）图像无统计学差异，高于B组（300mg I/ml）融合图像组。

在客观评价图像时，选取了主动脉弓及颈总动脉分叉区。主动脉弓是扫描的起始部位；颈总动脉分叉区由于易产生血管剪切力，也是动脉硬化斑块常累及的部位［8］。本研究为了避免循环功能对强化效果的影响，应用智能触发扫描软件行增强扫描，使用高浓度对比剂（370m gI/ml）选取的触发阈值为+100HU，是目前多数研究公认的经验值［9］；使用低浓度对比剂（300mg I/ml）时，阈值定为+80HU，是根据(300/370)×100计算而来。

本研究通过对各组图像质量评分对其进行主观评价。由于有较高的SNR和CNR，A组（370mg I/ml）图像和B组（300mg I/ml）80kV（I30）图像均表现为优秀的图像质量，动脉强化显著，边缘清晰锐利。B组（300mg I/ml）融合图像由于其血管平均CT值及SNR和CNR较低，图像质量较其他两组有明显差别；由于B组（300mg I/ml）也采用了较高的注射速率（5m l/s），血管平均CT值也能超过200HU，因此对比剂浓度虽然相对较低，得到的图像质量也能基本满足诊断需要。

本研究结果显示，两组的辐射剂量无统计学差异。在不增加辐射剂量的前提下，使用较低浓度的对比剂即可降低患者的经济负担，更重要的是可以减少并发症的发生率，同时保证了图像质量，从而更好地满足临床诊断需求。

影响颈部CTA图像质量的因素较多，本研究中主要对不同管电压及对比剂浓度等方面进行了研究；国内外研究显示，患者本身的体重、体重指数等因素也会对图像质量产生较大的影响［10-11］。因此需要进一步增加样本量，对各种因素做综合分析。

总之，应用低浓度对比剂（300m gI/ml）结合80kV管电压及迭代重建算法能够获得满意的颈部CTA图像，值得临床推广应用。

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