小鼠碘油纳米乳造影剂实验临床CT扫描条件的研究

于小利，王婷，陈功,2

1.南京中医药大学附属医院 a.放射科，b.信息工程部，江苏 南京 210029；2.东南大学 生物电子学国家重点实验室，江苏 南京 210096

小鼠碘油纳米乳造影剂实验临床CT扫描条件的研究

于小利1a，王婷1b，陈功1b,2

1.南京中医药大学附属医院 a.放射科，b.信息工程部，江苏 南京 210029；2.东南大学 生物电子学国家重点实验室，江苏 南京 210096

目的 研究最适合小鼠碘油纳米乳双模造影剂实验的临床CT扫描条件。方法 通过调节临床CT的管电压、管电流和层厚等扫描条件，对小鼠进行多次扫描。观察不同扫描条件下小鼠肝脏成像的情况，利用双盲法评价图像质量，得到最佳扫描条件。结果 最佳扫描条件为：管电压80 kV，管电流100 m As，层厚1 mm。结论 以此扫描条件，对小鼠进行碘油纳米乳造影剂增强成像，能够有效提升成像的效果，满足小鼠碘油纳米乳造影剂实验的要求。

CT扫描；碘油纳米乳造影剂；管电压；管电流；扫描层厚

0 前言

CT是目前临床上常用的影像诊断方法，它是基于人体不同组织对X射线的吸收能力不同而发展起来的一种分辨率较高的成像技术。一些含碘的分子和化合物由于具有较高的X射线吸收系数，临床上常将它们用作CT造影剂[1-3]。

纳米材料的出现给临床诊断和治疗带来了深远的影响，尤其是一些新型纳米型造影剂的出现有助于临床准确定位病灶，并对其进行分子水平的成像[4-6]。随着分子影像学的发展及与其他学科的不断交叉渗透，多模态造影剂探针应运而生。多模态造影剂是传统医学影像技术和分子生物学技术的融合，与普通造影剂相比，具有无创、高灵敏度，能在蛋白质、核酸分子水平上检测，实现多种模态联合造影等特点[7-10]。多模态造影剂既可在一次用药的情况下同时得到不同成像模式下的诊断结果，又可降低药物的毒副作用，减少患者的痛苦，达到事半功倍的效果。

本研究使用的碘油纳米乳CT-荧光双模造影剂基于搅拌联合超声乳化技术制备[11-12]。本研究旨在在小鼠CT扫描实验中，通过调节CT扫描条件，观察不同扫描条件下小鼠多器官CT扫描成像的情况，研究最适合小鼠碘油纳米乳双模造影剂实验的临床CT扫描条件。

1 扫描条件的选择

对于临床CT扫描条件和参数的研究，一直是业内的热点，但研究者们更关注人体特定部位或特定疾病的平扫或增强扫描条件的研究[13-15]。然而，对于实验动物临床CT的扫描条件，则鲜有相关报道。

CT值是CT定量诊断的主要手段之一，管电压、管电流、准直器宽度、螺距等扫描参数均会影响CT值的大小。管电压不同时，不仅组织内的光电吸收与反冲电子吸收比例不同会造成CT值测量的偏差，而且病变周围的复杂结构也会影响CT值的测定。CT图像噪声与管电压及管电流的大小密切相关，管电压降低时射线穿透能力降低，图像背景噪声增加。管电流降低时，射线量降低，背景噪声也增加。CT的层厚是指扫描野中心处灵敏度剖面曲线的半值全宽。噪声的平方与探测器发射的光子数和层厚成反比，所以噪声与层厚直接相关。

根据小鼠碘油纳米乳造影剂实验的特点，本研究主要针对临床CT的管电压、管电流、层厚等扫描参数进行调节，研究最适于该小鼠实验的扫描条件。

2 实验材料和方法

2.1 实验材料

2.1.1 ICG-Der-01荧光染料-碘油纳米乳

选择碘化油注射液作为CT造影剂，油溶性ICGDer-01荧光染料作为近红外荧光探针，在混合乳化剂PEG（25）单硬脂酸酯和卵磷脂的作用下，通过先搅拌后超声的方法制备出ICG-Der-01荧光染料-碘油纳米乳。

2.1.2 其他材料和仪器

普通雌性昆明小鼠若干；10％水合氯醛注射液；飞利浦Brilliance 64排128层CT。

2.2 实验方法

2.2.1 CT平扫成像

取昆明小鼠1只，称重，使用10％水合氯醛腹腔注射麻醉，麻醉剂剂量为3 mL/kg体重。采用飞利浦Brilliance 64排128层CT，扫描模式采用螺旋扫描，螺距0.797，重建函数使用standard sharp（C），球管旋转速度0.75 s，扫描范围从小鼠胸廓入口到膀胱底，选择不同的管电压、管电流和层厚进行扫描（表1）。

表1 扫描参数选择

通过以上不同扫描参数的设定，对昆明小鼠分别进行了11次平扫成像。由于小鼠碘油纳米乳造影剂实验主要观测小鼠肝脏造影情况，因此选择小鼠肝脏层面为观测重点，评估成像质量。不同扫描参数平扫的肝脏图像，见图1，其中图1（a）是第2次扫描的图像，条件为：管电压80 kV，管电流100 mAs，层厚1 mm；图1（b）是第5次扫描的图像，条件为：管电压80 kV，管电流250 mAs，层厚1 mm；图1（c）是第9次扫描的图像，条件为：管电压80 kV，管电流200 mAs，层厚2 mm；图1（d）是第10次扫描的图像，条件为：管电压120 kV，管电流100 mAs，层厚1 mm。

图1 不同扫描参数平扫的小鼠肝脏图像

2.2.2 图像质量评分

设定图像的窗宽200，窗位50，对不同扫描参数平扫的小鼠图像进行观察。选取小鼠肝脏主叶为主要观察对象，由3位有10年以上临床诊断经验的放射科医生制定评分标准，采用双盲法分别评价图像质量。评分标准见表2。

表2 图像质量评分标准

3 实验结果与验证

按照图像质量评分表的标准，3位放射科医生分别对11次小鼠平扫图像进行评分，具体评分结果见表3。经统计，3位医生的评分总体较为一致，第2次扫描成像质量最高，得分为4.10分，其扫描条件为：管电压80 kV，管电流100 mAs，层厚1 mm。

表1 图像评分结果

为验证该结果的准确性，按照上述扫描条件对小鼠进行碘油纳米乳造影剂增强成像。

取小鼠若干只，称重，分别使用10％水合氯醛腹腔注射麻醉，麻醉剂剂量为3 mL/kg体重。先进行CT平扫，随后对小鼠尾静脉注射碘油纳米乳造影剂48 mgI/mL，共0.3 mL。注射后将小鼠立即放入CT中，分别于1 min、2 min、5 min、10 min时进行增强扫描，得到小鼠全身CT图像。其中一只小鼠的平扫图像和注射碘油纳米乳造影剂2 min后的增强图像，见图2。对比图2（a）、图2（b）可观察出肝脏部分明显增强。选取肝脏主叶层面，避开血管，测量肝实质部分的CT值，取3处求平均值以减小误差。结果显示，图2（a）肝脏CT平均值为63，图2（b）肝脏增强后CT平均值为131，增强造影的CT值显著大于平扫成像的CT值。由此可见，实验中选取的CT扫描条件能够满足小鼠碘油纳米乳造影剂实验的要求，成像效果较为清晰，CT值测量较准确。

图2 小鼠碘油纳米乳肝脏平扫与增强图像对比

4 讨论

本研究基于搅拌联合超声乳化技术制备碘油纳米乳CT-荧光双模造影剂，通过调节CT扫描条件，观察不同扫描条件下小鼠多器官CT扫描成像的情况，通过双盲法评价图像质量，获得最适合于小鼠碘油纳米乳双模造影剂实验的临床CT扫描条件为：管电压80 kV，管电流100 mAs，层厚1 mm。分析原因如下：由于小鼠体积较小，管电压和管电流如果过高，射线穿透能力过强，会造成小鼠脏器细节对比不明显，从而导致分辨率降低；而若管电压和管电流过低，则图像背景噪声增加。此外，本研究结果还显示，采用较小层厚，更适于观察小鼠的脏器，图像边缘轮廓会更清晰，伪影更少，成像质量更高。

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Research on Clinical CT Scanning Conditions in the Experiment of Iodinated Oil Nanoemulsion Contrast Agents in M ice

YU Xiao-li1a, WANG Ting1b, CHEN Gong1b,2
1.a.Department of Radiology；b.Department of Information Engineering, A ffiliated Hospital of Nanjing University of Traditional Chinese Medicine, Nanjing Jiangsu 210029, China；2.State Key Laboratory of Bioelectronics, Southeast University, Nanjing Jiangsu 210096, China

Ob jective To study clinical CT scanning conditions that are most suitable for the experiment of iodinated oil nanoemulsion dual-modal contrast agents in m ice. Methods M ice were subjected to multiple scanning by adjusting tube voltage, tube current and slice thickness of CT. Images of liver in different scanning conditions were observed and evaluated by using double blind method. Results The best scan condition was gained：tube voltage 80 kV, tube current 100 mAs, slice thickness 1 mm. Conclusion On this condition, m ice were scanned after injection of iodine oil nanoemulsion dual-modal contrast agents, and enhanced images of m ice were improved effectively. The best scanning condition can meet the requirements of the experiment of Iodinated oil nanoemulsion contrast agents in m ice.

CT scanning；iodinated oil nanoemulsion；contrast agents；tube voltage；tube current；thickness of layer

TH774

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2015.11.009

1674-1633（2015）11-0029-03

2015-08-13

2015-09-10

陈功，高级工程师。

通讯作者邮箱：cracracra@126．com