自动管电流调节下不同管电压及噪声指数对下肢动脉CTA患者辐射剂量的影响

赵小英 赵金影 吴兴旺 陈 坚 刘 斌

安徽医科大学第一附属医院放射科，安徽合肥 230022

CT 下肢血管成像由于具有较高的诊断敏感性及特异性，越来越广泛应用于临床，如何减少辐射损害一直以来都是临床备受关注的问题之一。该研究通过在保证图像质量的情况下，探讨不同低管电压及噪声指数对辐射剂量的影响。选取2013年1月—12月就诊于该院的下肢血管病变患者72 例为研究对象，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取就诊于该院的下肢血管病变患者72 例，男39 例，女33 例，年龄18～88 岁，体质质量指数18～25kg/m2。将受检者随机分为3 组，每组24 例： A 组：男15 例，女12 例，年龄18～88 岁；B组男12 例，女12 例，年龄51～78 岁；C 组47～83 岁。3 组间年龄、性别及BMI 差异无统计学意义。检查前所有患者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

所有患者CTA 检查采用GE 公司生产的Discover y CT750HD能谱CT 进行扫描。患者取仰卧位，足先进。使用单筒高压注射器经以流率4 mL/s 流率注射对比剂欧乃派克 （300 mgI/mL）100 mL。在腹主动脉右肾动脉开口层面设定一个感兴趣区（ROI），触发阈值为100HU。扫描参数：A、B、C 3 组管电压及噪声指数分别为100 kV、15，80 kV、15 及100 kV、20，应用自动管电流调节技术(ATCM)，电流0~300 mAs，层厚5 mm，重组层厚0.625 mm，高清扫描模式。

1.3 影像重组及分析

所有图像传至GE ADW4.4 工作站进行后处理，包括多曲面重建（CPR），容积再现（VR）及最大密度投影（MIP）等方法观察血管树。测量腹主动脉、髂总动脉、股动脉、腘动脉4 个层面动脉增强CT 值。ROI 面积尽可能接近血管管腔面积，取临近肌肉CT 值的标准差为图像噪声，并计算动脉对比噪声比（CNR）及信噪比（SNR）。CNR=(ROIa-ROIb)/SD；SNR=ROIa/SD （ROIa 为血管CT值，ROIb 为背景肌肉CT 值，SD 为图像噪声）。由2 名医师采用盲法对图像质量分别进行评价。采用5 分评分法对下肢动脉图像。1 分：图像质量差，不能诊断；2 分：图像质量较差，尚可诊断；3 分：图像质量一般，不影响诊断；4 分：图像质量良好，可明确诊断；5 分：图像质量优，可明确诊断。

1.4 辐射剂量

系统依据所设置的扫描参数自动计算出容积CT 剂量指数（CTDIvol）、剂量长度乘积（DLP）。根据DLP 计算有效剂量（ED），ED=k×DLP，k 为组织权重因子,k 值为0.019，为欧盟委员会推荐的成人骨盆权重因子。

1.5 统计方法

使用SPSS13.0 软件对研究数据进行分析。采用单因素方差分析比较3 组图像动脉CT 值、 噪声、CNR、SNR 及辐射剂量，图像评分一致性采用Kappa 检验进行评价。

2 结果

2.1 图像质量

3 组下肢动脉重组图像显示均较好，甲、乙两评分一致性较好（Kappa=0.622）。动脉CT 值、SNR、CNR 及图像噪声测量结果见表1。

表1 各组血管CT 值、SNR、CNR、噪声及辐射剂量测量结果（±s）

表1 各组血管CT 值、SNR、CNR、噪声及辐射剂量测量结果（±s）

腹主动脉（HU）髂总动脉（HU）股动脉（HU）腘动脉（HU）SNR CNR噪声CTDIvol（mGy）DLP（mGy·cm）ED（mSv）参数406.5±75.9 387.1±68.6 359.4±64.2 310.7±45.9 25.5±4.6 21.8±4.5 14.1±1.4 3.33±0.7 420.4±87.3 7.9±2.1 A 组532.7±94.5 520.3±80.1 493.7±80.9 439.8±57.4 36.4±8.6 32.2.7±8.0 13.8±2.0 2.53±0.5 309.4±85.9 5.9±1.6 B 组387.9±46.4 389.4±49.8 347.1±72.2 290.8±59.3 22.6±5.5 19.2±5.4 15.8±1.8 1.65±0.5 201.4±71.8 3.8±1.3 C 组26.517 30.761 29.913 31.536 6.350 29.566 30.427 42.539 34.474 34.374 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.003 0.000 0.000 0.000检验值 P 值

3 讨论

下肢CTA 对于临床诊断动脉粥样硬化及动脉硬化闭塞症等基本病变具有较高的准确性和敏感性，是一种可靠且准确的下肢动脉疾病的检查手段[1]。CT 的应用遵循合理使用低剂量（as low as reasonably achievable，ALARA）[2]原则。如何在保证图像质量的前提下，进一步降低辐射剂量一直以来都是国内外关注热点。

将管电压降低，可以增加含对比剂血管的CT 值。因为CT 图像中组织结构的CT 值取决于X 线光子的组织密度和能量水平。Huda[3]等研究发现，将管电压降低，则发射的X 线光子能量下降，当光子能量水平接近含有高原子序数的组织或结构(如骨、含碘的血管或组织)时，光电效应加大。因此，当管电压由100 kV(p)降低到80 kV (p) 时，X 线的能量更接近对比剂碘原子K 层结合能33.2 keV，其产生的光电效应更强，相应所得CT 值也就越高。该研究中，B 组血管CT 强化值较A 组及C 组显著增加，血管与周边软组织的对比度加大。管电压降低提高了血管CT 强化值，图像CNR 及SNR 也有所提高，与Wei-lan Zhang 等[4,5]研究结果一致。

辐射剂量受管电流、管电压、螺距和扫描范围等多种参数的影响，改变这些参数均可降低剂量。X 射线强度与X 射线管的管电压及管电流呈正相关，因此，仅降低管电压或降低管电流均可有效降低辐射剂量[6]。而该研究结果中，B 组管电压较A 组降低，两组辐射剂量却未见减低，这是因为研究使用了自动管电流调节(automatic tube current modulation，ATCM)技术，其在设定管电压及噪声指数条件下，根据患者扫描厚度实时调整管电流以获得相同质量的图像[7-8]。下肢动脉扫描所覆盖组织厚度差异较大，使用ATCM 可以根据体厚调节管电流，该研究设定A、B 组噪声指数相同，当B 组管电压降低时，为了达到所设定噪声指数条件，扫描仪自动升高管电流值，因此B 组辐射剂量仍未降低。

当管电压降低时，图像噪声增加，而CT 图像噪声主要影响软组织之间的对比度，下肢CTA 强化的血管与周围软组织之间本身具有较高的对比度，因此受到的影响较小。该研究中，3 组间B 组管电压最低，而噪声最高；A、C 两组管电压相同，但噪声指数不一，C 组噪声指数高，图像噪声高，但3 组间CNR 及SNR 并未减低，说明噪声增加对于下肢血管的对比影响较小。同时，提高C组噪声指数可以明显降低改组辐射剂量，说明牺牲图像噪声有益于减少患者所接收的辐射剂量，与王益刚等[9]研究结果一致。

该研究的不足：未对下肢动脉病变的检出进行统计学分析；且未能根据不同患者的BMI 对对比剂注射速率及注射剂量相应调整，可能会对血管强化程度产生一定影响，在今后的研究中加以改进。

综上所述，下肢CTA 使用自动管电流调节技术时，降低管电压增加图像质量，增加噪声指数则降低患者所受辐射剂量。

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