低管电压CT血管成像与三维旋转血管造影诊断颅内微小动脉瘤的对照研究

李瑞，段玉霞，杨运俊，熊叶，诸葛启钏，陈伟建

低管电压CT血管成像与三维旋转血管造影诊断颅内微小动脉瘤的对照研究

李瑞1，段玉霞1，杨运俊1，熊叶2，诸葛启钏2，陈伟建1

（温州医科大学附属第一医院，浙江 温州 325015，1．放射科；2．神经外科）

目的：探讨100 kV低管电压脑CT血管成像（L-CTA）对最大径≤3 mm的颅内微小动脉瘤（IMA）的诊断价值。方法：回顾性分析2013年5月至2016年12月在温州医科大学附属第一医院经三维旋转血管造影（3DRA）证实的59例IMA患者的临床和影像资料，L-CTA均采用100 kV低管电压检查，与3DRA对照，分析LCTA诊断IMA的敏感性、特异性及准确度，并评价相关辐射剂量。结果：依据3DRA结果，59例患者共有70个动脉瘤，其中65个IMA。L-CTA共检出64个IMA（其中6例多发IMA），误诊3个，漏诊4个。以3DRA作为金标准，采用100 kV L-CTA诊断动脉瘤的敏感性、特异性、准确度分别为93.85%、99.56%及99.08%，动脉瘤大小测量结果与3DRA相关性较好。与常规120 kV管电压CTA相比，100 kV管电压CTA有效剂量降低了35.71%。结论：L-CTA扫描对IMA的诊断敏感性高，且能有效降低辐射剂量。

动脉瘤；全脑数字减影血管造影；管电压；辐射剂量；体层摄影术，X线计算机

1 对象和方法

1.1 对象 回顾分析温州医科大学附属第一医院2013年5月至2016年12月间，因SAH行急诊CTA检查并经三维旋转数字减影血管造影（3D rotational angiography，3DRA）证实的直径≤3 mm的IMA患者共59例，男26例，女33例，平均年龄（55.5±12.2）岁，其中合并高血压35例，吸烟史16例。所有患者在L-CTA检查后3 d内进行3DRA检查。本研究经医院伦理委员会批准，检查前由患者家属签署知情同意书。

1.2 设备和方法

1.2.1 CTA检查：所有患者均采用GE LightSpeed VCT 64排螺旋CT扫描机检查。仰卧位，头先进。对比剂使用非离子型造影剂威视派克（320 mgI/mL，爱尔兰），采用高压注射，注射剂量70～80 mL，注射速率3.0～3.5 mL/s。静脉注射对比剂10 s后即启动监测，颈内动脉强化达到120 HU时手动触发扫描。

扫描方案：管电压100 kV，管电流250 mAs，准直：64×0.625 mm，视野（field of vision，FOV）25 cm，层厚5 mm，矩阵512×512，重建层厚： 0.625 mm，重建间隔0.625 mm，螺距0.984:1。扫描范围固定16 cm，从枕大孔至颅顶，扫描线与颅底平行。

所得CTA图像传输至ADW Workstation 4.5工作站常规进行容积再现（volume rendering，VR）处理，根据需要进行多平面重建（multi-planner reconstruction，MPR）、最大密度投影（maximal intensity projection，MIP）等后处理。

1.2.2 3DRA检查：DSA机采用荷兰Philips Allura Xper FD20数字减影血管造影机。采用Seldingger法股动脉插管行常规全脑动脉血管造影。患者仰卧于带有C型臂的血管造影床上，C型臂旋转360°，分别摄取前后位、左侧位、右侧位和左前斜位45°、右前斜位45º，图像数据传输至Philips Intergirs 3D RA Release 4.3工作站进行重建，从而获得VR、表面遮盖显示（surface shaded display，SSD）等方法的3D-DSA图像。

1.3 动脉瘤分析 L-CTA及3DRA对IA的观察分析按以下13个标准部位进行[14，18]：两侧椎动脉颅内段、基底动脉、后交通动脉、两侧大脑后动脉、两侧颈内动脉颅内段、两侧大脑中动脉、两侧大脑前动脉、前交通动脉。

测量值包括IMA最大径及瘤颈的大小，并观察瘤体与载瘤动脉的角度关系，主供血动脉来源以及动脉瘤与邻近血管、颅骨的解剖关系。所有测量均在VR图像上进行，所获得的L-CTA后处理图像，分别由2名放射科医师独立分析完成。在诊断为IMA后，再经由一名高级职称神经放射科医师确认。

1.4 CT辐射剂量 系统依据所设置的扫描参数，自动计算出辐射剂量估计值剂量长度乘积（doselength product，DLP，单位为mGy·cm），根据DLP换算出有效剂量（effective dose，ED，单位为mSv），ED=k×DLP，k值为组织权重因子（单位为mSv× mGy-1×cm-1），采用美国医学物理家协会（American Association of Physicists in Medicine，AAMP）推荐的成人头部权重因子0.0021[18]。

1.5 统计学处理方法 采用SPSS20.0软件。以3DRA为“金标准”，计算L-CTA诊断IMA的灵敏度、特异度、准确性。动脉瘤最长径、瘤颈的大小测量与3DRA结果的比较采用直线相关分析，r值越大，相关性越好。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

图1 患者男，53岁，L-CTA VR（A）及MIP（B）重建见右侧颈内动脉颅内段末端IMA，大小为2.1 mm×1.5 mm；3DRA（C）证实该IMA，大小为2.37 mm×1.65 mm

图2 误诊病例，男，52岁，L-CTA VR（A）及MIP（B）重建显示左侧后交通起始部微小瘤样凸起（箭头所示）；3DRA（C）显示左侧后交通起始部略膨大并发出一条纤细后交通动脉（箭头所示）

图3 漏诊病例，女，82岁，由于两侧椎动脉颅内段多发节段性狭窄，管腔呈串珠样改变，L-CTA VR图像（A）漏诊；3DRA（B）能清楚显示左椎动脉处 2.5 mm动脉瘤形成（箭头所示）

表1 L-CTA与3DRA IMA检出结果（n）

2.1 L-CTA诊断IMA结果 59例患者共有70个IA，其中65个IMA。L-CTA共发现64个IMA，其中6例为多发IMA，误诊3个，漏诊4个（见图1-3），3 mm以上IA全部检出（未纳入统计）。以3DRA作为金标准，按照13个标准部位进行分析（即每例患者计13部位，某部位发现1个IA，则另外12个部位为阴性），IMA的具体部位见表1。在本研究中，除外5个3 mm以上IA，因此总样本量为13×59-5=762。L-CTA诊断动脉瘤的敏感性、特异性、准确度分别为93.85%（61/65）、99.56%（694/697）、99.08%（755/762）。 L-CTA测量IMA瘤体的最大径为0.7～3.0 mm，瘤颈的大小为0.6～3.0 mm，与3DRA相关性较好（r= 0.874、0.852，P均＜0.001）。

2.2 辐射剂量比较结果 由于不同人种、不同体型的成年人头部长度变化不大，扫描长度统一设置为16 cm，系统根据所设置的扫描参数，自动报告出管电压为100 kV、120 kV时的DLP分别为 212.18 mGy·cm和332.73 mGy·cm，由此计算出ED结果分别为0.45 mSv、0.70 mSv（均未包括定位相及触发扫描剂量）。采用100 kV低管电压扫描，ED较常规剂量明显降低，降幅达35.71%。

3 讨论

3.1 降低管电压对辐射剂量和图像质量的影响 一 般认为，被检查者所接受的剂量较常规剂量降低20%以上可以被确认为剂量降低。本研究结果表明，在保持其他扫描条件不变的情况下，将管电压由常规120 kV降低至100 kV时，有效辐射剂量可降低35.71%。SUN等[17]在320排螺旋CT的研究中，采用80 kV L-CTA检查，其辐射剂量较120 kV常规管电压降低69.73%。根据连续X射线强度公式I=KiZU2（I：X射线强度；i：管电流；K：比例系数；Z：阳极靶材料的原子序数；U：管电压），X线强度与X射线管的管压平方正相关，同等比例降低管电压更能有效降低辐射剂量，因此在减少CTA辐射剂量方面，降低管电压为一种行之有效的方法。

但是，随着管电压的降低，X线的穿透力下降，有效光量子减少，图像噪声将不可避免地增加。由于脑血管分支数目较多，结构复杂，理论上认为噪声增加会影响图像质量，影响动脉瘤的检出。但在本研究中IMA的检出率高达93.85%，并不受降低能量的影响。其原因可能是脑血管内的碘造影剂为高原子序数元素物质，碘原子K层结合能为33.2 keV，当管电压由120 kV降低到100 kV时，X线的能量更接近对比剂碘原子K层结合能，其光电效应显著增强，对X线的衰减增加导致其CT值显著升高，血管与周边脑实质的对比度加大，图像信噪比、对比信噪比受影响不大，因而保证了图像质量[15]。

然而，随着管电压的持续降低，入射X线能量减少，其对组织的穿透力降低，相应地，组织对入射X线的吸收增加，从而导致组织的吸收剂量加大；并且由于颅骨对低能X射线光子有较强的吸收，可能会影像图像质量，因此不能一味靠降低管电压的方法来降低辐射剂量[19-20]，有学者配合降低管电流、采用迭代重建等方法也取得了良好的效果[21]。

3.2 L-CTA显示IMA的可行性 在理论上，64层以上螺旋CT显示＜1 mm的组织结构是成立的，以GE Light Speed VCT 64为例，其探测器通道阵列为64×0.625 mm，探测器通道值均＜1 mm，重建层厚及间隔仅为0.625 mm，而且相对于胸、腹部扫描，头部受呼吸运动伪影影响较小，因此0.625 mm甚至更小的组织结构均可被64层螺旋CT显示，具备诊断IMA的客观条件。

IMA的检出率与检查者技术水平关系较大。本研究的部分前期资料对≥3 mm IA的检出率达到95%以上，但因经验不足，对＜3 mm L-CTA的检出率较低，仅为76.92%[18]。而本研究经回顾性分析，IMA的检出率为93.85%，绝大多数IMA都可以清晰显示，甚至亚毫米的IMA也可确认。这也说明在64层以上螺旋CT设备上，L-CTA扫描对IMA的检出率并不因为管电压的降低而受到影响，漏诊或误诊的原因在于经验不足、重建技术不当，或是由于IA位置隐蔽，或受临近颅骨、变异血管干扰等（见图2-3）。IMA体积甚小，后处理时如不能将重叠区的血管结构展示清楚则极易遗漏。PRADILLA等[13]报道位于海绵窦段颈内动脉（占24%）和大脑中动脉（占24%）1～5 mm 的IA最易漏诊。因此，SHA患者CTA后处理时，对动脉各分叉、拐弯处必须多角度观察，特别对SAH积血集聚明显处更是如此。

综合上述，100 kV L-CTA检查可以准确诊断、准 确测量IMA，并且能有效降低辐射剂量，是一种成熟的检查技术。

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（本文编辑：丁敏娇）

Comparative study between low tube voltage cerebral CT angiography and 3D rotational angiography in diagnosis of intracranial micro-aneurysms

LI Rui1, DUAN Yuxia1, YANG Yunjun1, XIONG Ye2, ZHUGE Qichuan2, CHEN Weijian1.
1.Department of Radiology, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015; 2.Department of Neurosurgery, the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou, 325015

Objective: To investigate the diagnostic value of low tube voltage cerebral CT angiography (L-CTA) in intracranial micro-aneurysms (IMA, maximum diameter≤3 mm). Methods: The clinical and imaging data of 59 IMA patients confirmed by 3D rotational angiography (3DRA) in the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University from May 2013 to December 2016 were retrospectively analyzed. All patients had underwent low tube voltage cerebral CT angiography. Comparing with 3DRA, the diagnostic sensitivity, specificity, and accuracy of L-CTA in intracranial micro-aneurysms was evaluated. The related radiation dose in L-CTA was objectively evaluated with the conventional tube voltage. Results: Based on the results of 3DRA, 65 cerebral micro-aneurysms of 70 aneurysms were detected in these 59 cases. CTA detected a total of 64 micro-aneurysms, including multiple micro-aneurysms (n=6), false positive cases (n=3) and missed cases (n=4). Comparing with the 3DRA (gold standard), the diagnostic sensitivity, specificity, and accuracy of L-CTA in IMA were 93.85%, 99.56% and 99.08%, respectively, and the measurement results of aneurysm size were in good correlation with 3DRA. Compared with conventional CTA, the effective dose (ED) of L-CTA reduced by 35.71%. Conclusion: L-CTA has high diagnostic sensitivity in IMA and can effectively reduce the radiation dose.

aneurysm; digital subtraction angiography; tube voltage; radiation dose; tomography, X-ray computed颅内动脉瘤（intracranial aneurysms，IA）在人群中的发病率为3%～6%[1-2]，女性更常见。80%～90%的自发性蛛网膜下腔出血（spontane-ous subarachnoid hemorrhage，SAH）是由IA破裂导 致[3-6]，未经治疗的动脉瘤性SAH在发病第1个月死亡率达43%～67%[4-6]，因此及早诊断和治疗至关重要。尽管磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）是IA诊断的一种无辐射替代技术[7]，但因采集时间长和流空假象以及SAH患者烦躁不安运动伪影明显而影响显示。计算机断层扫描血管造影（computed tomography angiography，CTA）技术在疑似IA患者的筛查中发挥着越来越大的作用，已被用作常规诊断IA的手段[8-10]。然而CTA对颅内微小动脉瘤（intracranial microaneurysms，IMA）的诊断准确性各异，文献报道为61%～98%[5，11-12]，表明CTA对IMA的检出率存在争议[7-10，13]，而CT扫描的辐射剂量是人们关注的重要问题[14-17]。以往文献关于低管电压CTA（low tube voltage CTA，L-CTA）的研究主要在大血管[16]或普通IA[14-15，17]，IMA约占IA的1/4[10]，但尚未见有关≤3 mm IMA的研究报道，因此，本研究选取临床工作中诊断相对有难度的IMA作为研究对象，借以评价L-CTA的诊断效能。

R814.43

A

10.3969/j.issn.2095-9400.2017.08.007

2017-02-16

温州市科技计划项目（Y20140029）。

李瑞（1983-），女，河南南阳人，主治医师，硕士。

陈伟建，主任医师，硕士生导师，Email：wyyycwj@ 163.com。