100 kV管电压肾脏增强CT扫描中造影剂最小用量分析

王亚宁，时高峰，杜煜，王琦，李月考，齐晓辉

(河北医科大学第四医院，石家庄050011)

100 kV管电压肾脏增强CT扫描中造影剂最小用量分析

王亚宁，时高峰，杜煜，王琦，李月考，齐晓辉

(河北医科大学第四医院，石家庄050011)

目的计算并分析100 kV管电压肾脏增强CT扫描中的造影剂最小用量。方法行上腹部增强扫描的患者90例，随机均分为A、B、C组。均采用DSCT扫描，造影剂选择非离子型碘造影剂(碘海醇，300 mgI/mL)，A、B、C组患者造影剂用量分别为1.0、1.3、1.5 mL/kg。扫描完成后，将图像传输至工作站进行图像分析。计算三组各组织器官的CT值、信噪比(SNR)和肾皮质强化值(ΔHU)，并对强化后图像质量进行主观评估、计分。结果A、B、C组图像质量主观评分分别为(4.4±0.7)、(4.7±0.7)、(4.8±0.6)分，三组相比，P均>0.05。A、B、C组的腹主动脉、肾皮质CT值及肾皮质ΔHU依次增高，组间两两相比，P均<0.05；A组肾静脉CT值低于B组和C组(P均<0.05)。肾皮质ΔHU与造影剂用量的线性相关回归公式为：ΔHU=16.48+95.21×造影剂用量，在满足ΔHU≥100 HU的条件下，最小造影剂用量为0.88 mL/kg，经换算得到的最小造影剂量为0.88×0.3 g=0.26 gI/kg。结论100 kV管电压下肾脏增强CY扫描中所需要的最小造影剂用量为0.26 gI/ kg。

增强CT检查；肾脏；造影剂；碘海醇

增强CT扫描对于各种肾脏病变的检出、诊断及指导治疗有重要临床价值。以往120 kV管电压条件下，进行CT扫描达到较为满意效果的增强后肾皮质CT衰减值需要增加超过100 Hu[1]，此时碘造影剂的用量为常规使用的1.5～2 mL/kg(非离子型造影剂，浓度为300 mgI/mL)。近几年来，关于低千伏CT扫描应用于全身各部位检查的研究不断增多，其优点已被广大临床工作者认可。与常规应用的120 kV管电压扫描相比，采用较低千伏CT扫描的一大优势是碘造影剂的CT衰减值得到较大提高，原因是低千伏(如100或80 kV)产生的光子更接近碘原子的K空间的跃迁能级(33.2 keV)[2]。较多研究证实，肝脏、胰腺、肾脏及大血管的增强扫描中，采用较低的管电压可降低碘造影剂的使用量30%～40%，对减轻患者肾脏负担、降低造影剂肾病的发生率有很大帮助[3]。本研究计算并分析了100 kV管电压下肾脏增强CT扫描中的最小造影剂用量，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料及分组 2016年6～12月行上腹部增强扫描的患者90例，患者检查前均签署知情同意书。排除有碘造影剂过敏史者，患有严重心肺疾病者，肾功能不全患者(血肌酐超出44.2～132.6 μmol/L)[4，5]。将患者随机分为A、B、C组，每组30例。A组年龄(67.5±6.4)岁，男12例、女18例，体质量(65.2±10.3)kg；B组年龄(63.5±8.4)，男16例、女14例，体质量(62.2± 14.6)kg；C组年龄(66.5±9.4)岁，男19例、女11例，体质量(64.4± 9.9)kg。三组患者的年龄、性别、体质量差异无统计学意义。

1.2 CT扫描方法及参数 均采用DSCT扫描，采用非离子型碘造影剂(碘海醇，300 mgI/mL)，A、B、C组患者造影剂用量分别为1.0、1.3、1.5 mL/kg。扫描定位像后常规上腹部平扫，然后行上腹部增强扫描；扫描范围膈顶至左侧肾脏下缘水平。经肘前静脉采用高压注射器注射造影剂，根据造影剂量调整注射速度，保证注射时间约30 s。注射开始后，利用自动触发软件，设定主动脉CT值达+100 HU后自动触发并延迟5 s行肾皮质期扫描，然后延迟40 s行肾实质期扫描。具体扫描参数：管电压100 kV，均使用自动毫安秒技术(CARE DOSE 4D)，参考管电流为210 mAs，探测器宽度0.6 mm×32，旋转时间0.5 s，螺距0.6，512×512矩阵，重建层厚及层间隔均为5 mm，重建函数为I26(迭代重建算法)。

1.3 图像分析及质量评价 将图像传输至工作站进行图像分析。由1名从事影像诊断5年以上的主治医师完成数据测量工作。测量兴趣区选取双侧肾门水平，面积5～10 mm2，每个组织器官均需测量3次并取平均值，测量时避开囊肿、出血、钙化等病变区域。测量各组图像中的肾皮质期腹主动脉、肾皮质、竖脊肌的CT值及标准差，实质期测量肾静脉肌CT值及标准差，平扫测量肾皮质的CT值。计算各组织器官的信噪比(SNR)，计算公式：SNR=平均CT值/标准差。同时计算肾皮质强化值ΔHU=皮质期CT值-平扫CT值。由2名从事影像诊断8年以上的副主任医师采用双盲法对强化后图像进行主观评估，意见不一致时以两者讨论结果为最终结果。采用5级法进行评分[6]：强化质量优异计5分，强化质量好计4分，强化质量可接受计3分，强化质量稍差计2分，强化质量差计1分。

1.4 造影剂最小用量分析方法 对三组增强图像进行分析，分别测量相应部位的CT衰减值，生成相关回归公式并进行计算，从而得到最小造影剂用量。

2 结果

A、B、C组图像质量主观评分分别为(4.4±0.7)、(4.7±0.7)、(4.8±0.6)分，三组相比，P均>0.05。三组图像质量主观评价Kappa检验的k值为0.75，表明三组图像的主观评分有较高度的一致性。A、B、C组的腹主动脉、肾皮质CT值及肾皮质ΔHU依次增高，组间两两相比，P均<0.05；A组肾静脉CT值低于B组和C组(P均<0.05)。详见表1。肾皮质ΔHU与造影剂用量的线性相关回归公式为：ΔHU=16.48+95.21×造影剂用量(r=0.60，P<0.000 1)。在满足ΔHU≥100 HU的条件下，利用此回归方程计算得到的最小造影剂用量为0.88 mL/kg；本研究使用的造影剂浓度为300 mgI/mL，经换算得到的最小造影剂量为0.88×0.3 g=0.26 gI/kg。

表1 三组各组织器官CT值、SNR、ΔHu比较

注：与C组相比，*P<0.05；与B组相比，#P<0.05。

3 讨论

应用低千伏进行CT增强扫描有较大优势，可以显著提高血管及实质脏器的强化效果[7]。换言之，采用低千伏CT增强扫描可以在不影响图像质量及诊断效能的前提下，相应地降低造影剂用量。然而，腹部低千伏扫描时如果结合常规反投影滤过重建技术(FBP)，会由于较高的噪声而导致图像质量下降[8，9]。随着CT设备技术的不断进步，迭代重建方法得到了更为广泛地应用。迭代重建技术可以有效减小低千伏扫描的图像噪声，提高图像质量，因此本研究中各组图像重建均采用的是迭代重建算法。

有学者[10，11]采用80 kV管电压结合迭代重建进行胰腺增强扫描，可得到满足诊断要求的图像。然而有研究则对低千伏扫描结合迭代重建的图像质量存在质疑[12]。笔者在以往临床实践和研究过程中发现，对体质量较大的患者使用80 kV管电压结合迭代重建进行腹部扫描，可能存在噪声较多、影响图像质量的情况，达不到诊断的要求。因此本研究采用管电压100 kV进行研究，所得到的图像质量均能满足诊断需求。

影响肾脏强化质量的患者方面因素主要包括体质量和心功能[13，14]。本研究采用造影剂跟踪触发技术以期减少心功能差异对研究结果的影响。由于肾动脉位置变化较大，走行相对迂曲，因此本研究采用测量相应层面的腹主动脉CT值来间接评价肾动脉的强化CT值。三组图像的腹主动脉、肾皮质CT值、肾皮质ΔHU均有统计学差异，表明随着造影剂用量的减少，肾皮质及动静脉的强化程度有不同程度的减低。然而，三组图像腹主动脉SNR，肾皮质SNR、肾静脉SNR及竖脊肌CT值、竖脊肌SNR无统计学差异，表明在一定范围内合理地减少造影剂的用量，对于图像质量的影响并不显著。三组图像的主观评分也有较高度的一致性，也从另一方面证实了上述推论。

日常工作中使用的120 kV管电压条件下，强化扫描造影剂的常规用量一般推荐为1.5～2 mL/kg[15，16]。如前所述，采用低千伏扫描能够降低30%～40%的造影剂用量，因此本研究中三组分别采用剂量为1.0、1.3、1.5 mL/kg(造影剂浓度为300 mgI/mL)。国外学者在研究肝脏、胰腺强化扫描时，将ΔHU(相应实质脏器的强化后CT衰减值增量)一般设定为≥100 HU[17～19]；本研究根据直线相关回归分析，最后测得在满足肾皮质ΔHU≥100 HU的条件下，肾脏强化扫描的最小造影剂用量为0.88 mL/kg，经换算即最小碘量为0.26 gI/kg，这样便于在使用不同浓度造影剂时进行计算。

本研究也存在一定的局限性。首先，入选患者数量相对较少，结果可能存在一定的偏倚。其次，研究中未进行肾脏排泄期扫描，主要是考虑到增加扫描期相会增加辐射剂量，因此本研究得到的最小造影剂用量对于排泄期是否适合还需要进一步研究。第三，本研究只采用了一种CT扫描仪及配套迭代重建算法得到结果，是否适用于其他机型及迭代重建算法有待进一步验证[20]。

[1] Kanematsu M, Goshima S, Kawai N, et al. Low-Iodine-Load and Low-Tube-Voltage CT Angiographic Imaging of the Kidney by Using Bolus Tracking with Saline Flushing[J]. Radiology, 2015,275(6):832-840.

[2]曹东兴,程涛,贾鑫鑫,等.双低能谱CT对活体供肾动脉的术前评估[J].中国医学影像学杂志,2015,23(7): 527-530.

[3]Zhang XL, Li SD, Liu WL, et al. Double - low protocol for hepatic dynamic CT scan Effect of low tube voltage and low-dose iodine contrast agent on image quality[J]. Medicine, 2016,95(26):1-8.

[4] 姜燕,臧秀娟,王顺娟,等.肾囊肿患者相关肾功能指标及CT征象变化研究[J].中国CT和MRI杂志,2016,14(7):77-79.

[5] 陈寒冰,沈钧康,王澂,等.超声造影和增强CT在肾癌和肾血管平滑肌脂肪瘤诊断鉴别中的临床价值[J].中国老年学杂志2017,6(37):2965-3968.

[6]马娅琼,黄刚,毛泽庆,等.低浓度对比剂低管电压在过轻或适中体重患者腹部CT增强扫描中的应用[J].中国医学影像学杂志,2015,23(7):523-526.

[7] Nodaa Y, Goshimaa S, Miyoshib T, et al. Determination of the least amount of iodine load required for the detection of pancreatic adenocarcinoma at 80-kVp CT[J]. Euro J Radiol, 2016,85(2):901-905.

[8]李忠南,王志铭,徐娜,等.不同剂量对比剂多层螺旋CT正常犬肾动脉成像比较[J].中国医学影像学杂志,2012,20(5):335-338.

[9]李娇,任克.CT评价肾功能的研究进展[J].国际医学放射学杂志,2015,38(6):548-551.

[10] 刘乃全,孙广萍.多层螺旋CT(MSCT)灌注评估糖尿病肾病患者肾功能的临床研究[J].中国CT和MRI杂志,2016,14(5):96-99.

[11] Yoshifumi N, Masayuki K,Satoshi G, et al. Reduction of iodine load in CT imaging of pancreas acquired with low tube voltage and an adaptive statistical iterative reconstruction technique[J].J Comput Assist Tomograp, 2014,38(5):714-720.

[12] 郁义星,刘雨蒙,陆紫微,等.肾脏嫌色细胞癌和嗜酸细胞腺瘤CT表现的对比分析[J].临床放射学杂志,2015,34(6):951-954.

[13]Yin WH, Lu B, Gao JB, et al. Effect of reduced X-ray tube voltage, low iodine concentration contrast medium, and sinogram-affirmed iterative reconstruction on image quality and radiation dose at coronary CT angiography: results of the prospective multicenter REALISE trial[J]. J Cardiovasc Comput Tomogr, 2015,9(3):215-224.

[14]Aschoff AJ, Catalano C, Kirchin MA, et al. Low radiation dose in computed tomography: the role of iodine[J]. Br J Radiol, 2017,90:70-79.

[15] 杜海,张浩亮,刘智君,等.宝石能谱CT低电压联合自适应性统计迭代重建在腹部扫描中的应用[J].山东医药,2015,55(35):71-73.

[16] 蒋骏麟.低剂量迭代重建对肝脏CT增强扫描图像质量的影响[J].山东医药,2015,55(48):75-77.

[17] Seyal AR, Arslanoglu A, Abboud SF, et al. CT of the abdomen with reduced tube voltage in adults: A practical approach[J]. Radiographics, 2015,35(7):1922-1939.

[18] Loizou L, Albiin N, Leidner B, et al. Multidetector CT of pancreatic ductal adenocarcinoma : Effect of tube voltage and iodine load on tumour conspicuity and image quality [J]. Eur Radiol, 2016,26(11):4021-4029.

[19] Noda Y, Kanematsu M, Goshima S, et al. Reducing iodine load in hepatic CT for patients with chronic liver disease with a combination of low-tube-voltage and adaptive statistical iterative reconstruction[J]. Eur J Radiol, 2015,84(1):8-11.

[20] 袁灼彬,郑晓林,邹玉坚,等.迭代重建技术在CT腹部低剂量扫描应用的可行性研究[J].临床放射学杂志,2016,35(2):288-293.

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.39.027

R814.3

B

1002-266X(2017)39-0085-03

时高峰(E-mail: duyu2528@sina.com)

2017-05-05)