100kVp、低浓度对比剂头颈CTA检查的临床价值研究

广州医科大学附属第二医院放射科(广东 广州 510260)

何广明 陈德基 余 林 李树欣

100kVp、低浓度对比剂头颈CTA检查的临床价值研究

广州医科大学附属第二医院放射科(广东 广州 510260)

何广明 陈德基 余 林 李树欣

目的 探讨东芝320排CT采用自适应迭代剂量降低技术(Adaptive Iterative Dose Reduction 3D AIDR 3D)、100kVp条件及低浓度对比剂碘克沙醇(270mgI/mL)行头颈CTA的临床价值。方法 收集我院60例临床怀疑头颈部血管病变患者的头颈CTA资料，随机分成A、B两组。A组管电压为100 kVp，采用Sure Exposure 3D三维智能剂量控制技术，对比剂为碘克沙醇270mgI/mL，重建方法为AIDR 3D。B组管电压120 kVp，对比剂为优维显(370mgI/mL)，采用滤波反投影重建(FBP)法。对图像质量进行分析并记录每例患者接受的辐射剂量，对测量结果行统计学分析。结果 A、B组的容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)分别为(5.3±0.9)mGy、(10.3±1.4)mGy及(191.0±37.6)mGy×cm、(388.1±45.4) mGy×cm，A组较B组低约48.5%、50.8%，P＜0.05，差异有统计学意义。A组各血管CT均值及图像质量评分均高于B组(P＜0.05)，B组主动脉SNR、CNR高于A组，P＜0.05，差异有统计学意义；两组颈内动脉、颈总动脉及大脑中动脉SNR及CNR差异无统计学意义。结论 应用100kVp、低浓度对比剂及AIDR 3D重建算法进行头颈CTA扫描，可获得较好的图像质量，在不影响诊断的前提下能大幅度降低患者辐射剂量。

辐射剂量；自适应迭代剂量降低算法；体层摄影术，X线计算机；血管成像

近年来，头颈部CTA已成为头颈部血管狭窄、闭塞、动脉瘤或血管畸形的有效、常用检查方法，CTA检查中辐射剂量问题和对比剂不良反应、尤其是对比剂肾病(contrast-induced nephropathy，CIN)也逐渐引起大家的关注，如何有效减低辐射剂量和肾脏损害程度是现阶段CTA研究热点、研究重点[1-3]。自适应迭代剂量降低算法(AIDR 3D)是最新研发的迭代降噪重建算法，能明显提高图像空间分辨率、减低图像噪声及辐射剂量[4]。本文就结合AIDR 3D算法，使用低碘浓度对比剂碘克沙醇(270mgI/mL)联合低管电压(100KV)行头颈CTA检查，以传统CTA检查方法作对照，探讨其临床价值。先报告如下。

1 材料与方法

1.1 一般资料随机收集2013年8月至2014年9月临床怀疑头颈部血管病变行头颈部CTA检查的患者60例，年龄26～84岁，体重指数(BMI)18.6-27.3Kg/m2。排除标准：孕妇或哺乳期妇女、碘对比剂过敏、严重肝肾功能不全、甲亢等，所有患者都签订知情同意书。随机分为A、B两组，A组年龄30～81岁，男14例，女16例，平均年龄(62.4±12.9)；体重指数19.5-27.3Kg/m2。B组年龄26～84岁，男1 3例，女1 7例，平均年龄(66.1±14.6)；体重指数18.6-27.1 Kg/m2。

1.2 扫描方法采用东芝320排CT，扫描范围从主动脉弓到头顶，FOV为240mm至280mm，球管转速0.5s/r，矩阵512×512，层厚/层距为1/0.5mm，螺距为0.828。A组采用电压100kVp，采用Sure Exposure 3D三维智能剂量控制技术，碘克沙醇270mgI/ml；B组采用120kVp，优维显370 mgI/ ml。对比剂的用量公式=0.9×体重(Kg)，流速为5.0ml/s；盐水50ml，流速为4.0ml/s。采用对比剂追踪自动触发，兴趣区设于升主动脉，阈值为180 Hu，A组采用AIDR 3D标准档(standard)算法，噪声指数为10；B组采用FBP算法。

1.3 图像处理进行VR、MIP、MPR等重建，由两名有5年以上诊断经验的医师在不知道病人资料及使用何种对比剂、电压的情况下，结合横断位、MPR、VR等对图像进行分析。

1.3.1 客观评价：分别测量升主动脉、颈总动脉、颈内动脉、大脑中动脉的CT值及噪声(SD值)。感兴趣区(ROI)面积要超过血管管腔面积一般以上，同时避开钙化及狭窄区。信噪比(SNR)=动脉感兴趣区平均CT值/噪声；同时测量同层面软组织CT值及噪声，对比噪声比(CNR)=(动脉CT值-软组织CT值)/软组织噪声。

1.3.2 主观评价：采用5分法评价图像质量，评分标准为：5分，图像颗粒均匀，血管显示良好，边缘光滑锐利，远端分支显示好；4分，图像颗粒较均匀，血管显示良好，边缘光滑，远端分支显示较好；3分，图像颗粒欠均匀，血管主干及主要分支显示尚可，边缘稍毛糙，分支远端显示不佳；2分，血管主干及主要分支显示较差，边缘毛糙，远端分支显示不清；1分，血管主干及分支显示差，无法诊断。图像评分为3分以上认为符合诊断要求。

1.4 使用对比剂情况对比剂用量=0.9×体重(Kg)计算对比剂用量，再按照不同对比剂浓度算出碘的摄入量。

1.5 辐射剂量评价本研究统计的辐射剂量仅为头颈CTA的辐射剂量，不包括定位相、平扫及触发扫描的辐射剂量。记录每个患者的CT剂量指数(CT dose index，CTDIvol)和剂量长度乘积(dose length product，DLP)，有效剂量(effective dose，ED)=DLP×k，k为换算因子，行头颈CTA时k为0.0031。

1.6 统计学分析统计学分析采用SPSS 19.0软件。两组患者的年龄、体重指数BMI、各血管CT值、SNR、CNR、CTDIvol、DLP、对比剂用量等数据以()表示，采用独立样本配对t检验，P＜0.05认为差异有统计学意义。两组患者的性别比较采用卡方检验。两组图像的主观评价采用非参数Mann-Whitney U检验。并用kappa检验评估两名医师结果的一致性，Kappa≥0.75两者一致性较好；0.75＞Kappa≥0.4两者一致性一般；Kappa＜0.4两者一致性较差。

2 结 果

表1

表1

部位 A组（HU） B组（HU） t值 P值升主动脉 375.1±64.9 342.0±54.4 2.140 0.037颈总动脉 470.3±97.8 423.6±58.1 2.252 0.028颈内动脉 478.9±101.2 430.9±71.3 2.125 0.038大脑中动脉 403.3±75.1 364.8±41.5 2.458 0.017

表2

表2

组别 升主动脉 颈总动脉 颈内动脉 大脑中动脉SNR CNR SNR CNR SNR CNR SNR CNR A组 26.0±9.1 21.1±7.4 36.8±11.2 31.9±10.7 44.7±18.4 38.8±17.0 28.2±10.0 21.4±7.6 B组 38.3±9.7 30.1±8.1 43.3±16.0 36.6±14.2 37.8±16.2 31.7±14.3 24.7±7.1 18.0±6.3 t值 -5.054 -4.460 -1.809 -1.445 1.545 1.743 1.554 1.881 P值 0.000 0.000 0.076 0.154 0.128 0.087 0.126 0.065

表3 两组图像主观评价

2.1 患者一般情况A、B两组患者的年龄分别为(62.3±14.9)、(65.6±15.1)，体重指数分别为(24.0±2.2)、(24.0±2.0)，差异无统计学意义(P＞0.05)。性别差异无统计学意义(χ2值为0.067，P＞0.05)，两组患者间有可比性。

2.2 客观质量评价A组升主动脉、颈总动脉、颈内动脉及大脑中动脉CT均值均高于B组，差异有统计学意义。A组图像主动脉SNR、CNR低于B组，差异有统计学意义，两组颈总动脉、颈内动脉及大脑中动脉SNR、CNR差异无统计学意义(P＞0.05)，见表1-2。

2.3 主观质量评价两组图像质量良好(图1-6)，血管边缘光滑，远端分支显示清晰，均可满足诊断要求(大于或等于3分)。对两名医师的评分分别进行非参数Mann-Whitney U检验，结果P值分别为0.016、0.034，认为A组图像主观评分高于B组。两名医师对图像质量评估一致性较好(kappa值为0.89)，见表3。

2.4 对比剂使用情况两组使用的对比剂用量差异无统计意义(P＞0.05)，A组有效碘摄入量明显低于B组(P＜0.05)，见表4。

2.5 辐射剂量，A组CTDI，DLP，ED比B组减低约48.5%、50.8%、50.8%，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表5。

值16 00

表5

表5

CTDIvol（mGy） 5.3±0.9 10.3±1.4 ＜0.05 DLP（mGy*cm） 191.0±37.6 388.1±45.4 ＜0.05 ED（mSv） 0.6±0.1 1.2±0.2 ＜0.05

3 讨 论

近年来CTA检查已越来越多应用于临床，其优势在于可以无创、快速显示血管腔及管壁的情况，但辐射剂量较大、对比剂不良反应一直是临床医生关注的问题。CT检查应符合辐射防护最优化原则(as low as reasonablyachieveable,ALARA)，在不影响图像质量的情况下，辐射剂量越低越好。

目前常用的减低CTA辐射剂量方法有降低管电压、降低管电流、增大螺距[5]，其中辐射剂量与管电压的2～3次方呈正比，有国外学者通过使用80 kV或100 kV行颈部及心脏CTA检查，辐射剂量减低约44.8至54%[6-7]。本研究A组采用100kV扫描，实验结果CTDI、DLP、ED比常规组减低约48.5%、50.8%、50.8%，与文献报道基本一致。但降低管电压不可避免导致图像噪声增加，东芝Aquilion ONE 320排CT配备了最先进的AIDR 3D算法，AIDR 3D是一种迭代算法，能消除40%的图像噪声，降低约50-70%的辐射剂量[8-9]。本研究结果A组仅主动脉的信噪比及对比噪声比低于B组，其余头颈部血管的SNR、CNR与B组差异无统计学意义，而主动脉的信噪比及对比噪声比减低不影响头颈部CTA的诊断，故采用AIDR 3D算法后能大大减低使用100kVp扫描所增加图像噪声，所得图像符合诊断要求。

此外，A组还采用S u r e Exposure 3D三维智能剂量控制技术，该技术由设定的图像质量和从病人预扫描图像中自动获得的衰减测量值，管电流(毫安)在X、Y和Z平面自动调节使图像质量保持在一个不变的水平。头颈部CTA检查中肩部与头颈部组织厚度差异较大，该技术可根据病人不同部位自动调节管电流，仅此技术就可根据不同患者和不同扫描部位实现剂量明显降低[10-11]。

目前，对比剂引起的对比剂肾病(CIN)已引起学者们关注，研究认为CIN是一种非过敏性肾脏损伤，主要表现为血清肌酐(SCr)增高，其中糖尿病、慢性肾功能不全患者风险较高[12]。CT增强对比剂可分为离子型和非离子型，非离子型对比剂安全性明显高于离子型[13]。根据对比剂的渗透压可分为高渗(渗透压＞1500mOsm/kg)、低渗(渗透压为600～1000mOsm/kg)和等渗碘对比剂(渗透压为280mOsm/kg)，对于该选择低渗还是等渗对比剂目前仍存在争议[14]，普遍认为减少CIN发生率最有效的方法是使用低渗或等渗对比剂并尽可能减少碘的用量。本研究A组采用对比剂碘克沙醇(270mgI/ml)为等渗对比剂，在同样用量的情况下，有效碘用量较B组明显减少，从而减低患者肾脏负担，减少CIN的发病率。由于对比剂浓度降低，血管强化的CT值会减低，本研究联合使用低电压技术，CT值反而较常规组略有增加，这是由于低电压的X线平均能量更接近碘的K值，光电效应作用更大，所以强化效果更好[15]。实验结果A组图像的CT值及图像主观评分高于B组，说明使用100kVp、低浓度对比剂行头颈部CTA是可行、有效的。

本研究不足之处在于A组只有30例，仍需进一步增加样本数量，同时图像准确性没有与DSA进行比较；A组血管CT值较常规组有所增加，在以后研究中可以考虑进一步减少对比剂用量。

综上所述，采用自适应低剂量迭代重建算法(AIDR 3D)技术、100kVp条件及低浓度对比剂(270mgI／ml)行头颈CTA可获得较好的图像质量，在够满足诊断需求的同时大幅度减低辐射剂量及CIN的发病风险。

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(本文编辑: 刘龙平)

The Clinical Value of 100kVp and Low-Concentration Contrast in Cerebral-andcervical CT Angiography

HE Guang-ming, CHEN De-ji, YU Lin, et.al. Department of Radiology, The Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University, Guangzhou 510260, Guangdong Province, China

Objective To investigate the clinical value of low tube voltage (100kVp) , low concentration contrast medium(270mgI/mL) and Adaptive Iterative Dose Reduction 3D in cerebral-and-cervical CT angiography (CTA) with 320-slice CT scanner.Methods The cerebral-and-cervical CTA data of Sixty patients which were suspected as cerebral and cervical vascular disease were collected and the patients were divided into two groups randomly. Patients in group A were performed CTA by using low tube voltage (100 kVp), low concentration contrast medium(270mgI/mL), with the Sure Exposure 3D automatic exposure control system and AIDR 3D reconstruction. Patients in group B using 120 kVp tube voltage, contrast medium of Ultravist (370mgI/mL), with filter back projection (FBP) reconstruction. Statistic analysis was implemented with regard to the CT values, the image quality and the radiation dose values.Results The CTDIvol and DLP reduced 48.5%,50.8% respectively in group A (5.3±0.9)mGy vs 0.3±1.4)mGy ,(191.0±37.6) mGy×cm vs (388.1±45.4)mGy×cm, the differences had statistic significance (P＜0.05). The subjective evaluation of the images and CT value of group A were higher than group B, and the differences were statistically significant (P＜0.05). The SNR and CNR of the aorta were higher in group B than in group A, the differences were in statistic significance (P＜0.05). There was no significant statistic difference between group A and group B for the SNR and CNR of the common carotid artery, the internal carotid artery and the middle cerebral artery.Conclusion Cerebral-and-cervical CTA with low tube voltage and low-concentration contrast by AIDR 3D reconstruction performs higher quality image, and reduces the radiation dose for the patients greatly without image affect for diagnosis.

Radiation Dose; Adaptive Iterative Dose Reduction 3D; Tomography; X-ray Computed; Angiography

R743；R741.04

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2015.06.007

何广明

2015-09-28