CT肺动脉成像低剂量与低对比剂用量的临床应用研究

杨晓静，张春秋

肺动脉血管造影是临床诊断肺动脉栓塞（pulmonary artery embolism,PAE）的金标准，但是由于是创伤性的检查而较难在临床广泛开展。肺动脉CT血管成像（CT pulmonary angiography，CTPA）目前是临床诊断肺动脉栓塞的首选影像检查方法[1-2]，然而CTPA的电离辐射及所用对比剂诱发的对比剂肾病越来越受到大家的重视，如何在不影像图像质量的前提下，最大可能的降低了电离辐射和减少使用含碘对比剂的用量成为CTPA的研究热点[3-4]。本文旨在研究低电压（80 kVp）和小剂量对比剂在CTPA检查中的可行性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 2015年3月～2016年3月就诊于本院怀疑患有肺动脉栓塞（PAE）的患者60例。其中，男37例，女23例。年龄23～71岁，中位年龄为50.6岁。已排除对比剂过敏者，心、肝、肾功能不全者，不能配合、无法完成检查者及妊娠妇女。将60例患者分为2组，每组30例，两组患者在性别、年龄组间比较差异无统计学意义。本研究经本院伦理委员会批准，患者签署了知情同意书。

1.2 仪器与方法 设备采用美国GE公司64层螺旋CT（Discovery CT750 HD）。对照组采用临床目前常用的扫描方法，管电压120 kVp、对比剂90 ml（碘必乐，上海博莱科信谊，370 mgI/ml）、注射速率4 ml/s；实验组则采用低管电压80 kVp、对比剂35 ml（碘必乐，上海博莱科信谊，370 mgI/ml）、注射速率3 ml/s。其他扫描参数两组一致，管电流250 mAs，噪声指数（NI）10，螺距0.992，转速0.4 s/r，准直器宽度0.625 i×40 mm，矩阵512×512，重建层厚0.9 mm，层间距0.45 mm。患者仰卧扫描床上，肘静脉预置20 G套管针，使用高压双筒注射器经右侧肘正中静脉注射对比剂，然后利用30 ml生理盐水注入。扫描时采用对比剂跟踪技术，将感兴趣区（ROI）放置于气管分叉水平的上腔静脉，当阈值达到100 HU时启动扫描程序，延迟3 s开始采集。从头侧到足侧，扫描范围从胸廓入口至双肺底。

1.3 图像处理及分析 将扫描得到的原始数据传至ADW4.4工作站，采用多平面重组（MPR）、最大密度投影（MIP）和容积再现技术（VRT）技术重建原始图像。由2名副主任医师以双盲法进行后处理和分析图像质量，主要评估肺动脉干、左、右肺动脉及亚段肺动脉显示情况和管腔可见低密度充盈缺损情况。图像质量采用4分法，4分图像质量良好，血管清晰；3分图像质量尚可，不影响分析。2分图像质量较差，影响分析；1分图像质量很差，无法观察血管。CT值测量的测试点选择在肺动脉主干，肺动脉干的平均CT值作为信号值，肺动脉干层面的肌肉CT值标准差的平均值作为背景噪声，肺动脉干层面两侧椎旁肌的平均CT值作为对比信号值。SNR=信号值/背景噪声，CNR=(信号值-对比信号值)/背景噪声。

1.4 辐射剂量 统计容积CT剂量指数（CT dose index volume，CTDI vol）和扫描长度（Length），根据公式计算出剂量长度乘积（dose length product,DLP），DLP（mGy·cm）=CTDIvol（mGy）×Length（cm）。

1.5 统计学方法 使用SPSS 19.0软件，对患者一般资料、CT值测量结果及辐射剂量计算结果比较采用方差分析；对图像质量评分结果采用Wilcoxon秩和检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

所有患者均一次性顺利完成CTPA检查。

2.1 图像质量 两组图像均能满足临床诊断的要求，组间影像质量评分结果差异无统计学意义。低对比剂用量使实验组上腔静脉线束硬化伪影较对照组明显减低，提高了图像质量，见图1、图2。

图1 小剂量对比剂团注测试影像，上腔静脉密度低于肺动脉，无放射状伪影Figure 1 Images of small dose contrast bolus injection showed that the density of superior vena cava was lower than that of pulmonary artery,and there was no radial artifact

图2 常规扫描，上腔静脉密度高，有放射状伪影Figure 2 The density of the superior vena cava was high and radial artifact were observed in the conventional scan

2.2 肺动脉CT值测量结果 对照组肺动脉主干CT值为（392.12±67.32）HU ；实验组为（389.64±52.29）HU，两组之间差异均无统计学意义。对照组和实验组SNR、CNR分别为：（3.84±0.30）、（3.70±0.24）、（4.60±0.36）、（4.24±0.22），两组之间差异无统计学意义。

2.3 辐射剂量情况 对照组的CTDIvol、DLP（7.65±0.02）mGy、（342.60±36.90）mGy·cm明显高于实验组（4.65±0.23）mGy、（146.62±14.62）mGy·cm，差异有统计学意义（P＜0.05）。

3 讨论

肺动脉栓塞目前认为是高发病率、高死亡率的疾病，致死率可以达到20%～30%，因此早诊断及早治疗在临床治疗上具有很重要的意义[5]。传统上血管造影是金标准，但具有创伤性、并发症风险。随着医学技术的进步，利用多层螺旋CT技术进行肺动脉血管成像已经成为肺动脉栓塞的主要影像学检查方法，在临床上得到广泛认可，但随之而来的电离辐射剂量及含碘对比剂的不良反应也引起了重视[6-7]。

目前临床应用对比剂基本上是非离子型低渗对比剂，与传统的离子型对比剂相比较，对比剂过敏及不良反应的发生率已经明显降低。经颈静脉注射大剂量的含碘对比剂有可能会导致对比剂肾病，继而引起肾脏损害。静脉注射对比剂的剂量是引起对比剂肾病的重要因素之一，减少对比剂的使用剂量可明显的降低对比剂肾病的发生率[8]。目前临床的螺旋CT具有高空间分辨率以及扫描速度快的优点，因此不需要注射大量的对比剂应该就可以获得较高的图像质量。国内外已有研究表明在螺旋CT肺动脉扫描中经外周静脉注射30 ml对比剂完全可以达到诊断要求[7]。本研究通过对疑似肺栓塞患者采用80 kV低管电压、30 ml对比剂进行CTPA，与临床剂量及足量的对比剂检查相比，图像质量无明显的差别，结果证实低剂量、少对比剂进行CTPA具有可行性。

放射防护最优化最核心内容就是利用最低的辐射剂量达到最优的诊段，根据这个原则，医生要根据不同的病人、不同的疾病以及不同的检查部位而合理的选择优化的个性化CT扫描方法。在降低CT肺动脉成像辐射剂量的方法中，降低管电压是最有效的降低辐射剂量方法[2，9]。肺部由于是含气的空腔器官，因而具有良好的天然对比度，理论上来讲利用低剂量即可达到良好的扫描效果。MCNITT等的研究提示CT扫描时将管电压降低17%，辐射剂量减少可以达到39%[10]。众多研究显示在体部CT扫描过程中，在其余参数不变的情况下，辐射剂量与管电流呈现为线性关系，而与管电压的2.8次方呈正相关[9，11]。因此，降低管电压比降低管电流能够更好地降低辐射剂量，从而减少患者所受辐射伤害和延长球管使用寿命。

本研究显示实验组80 kVp、30 ml对比剂、注射速率3 ml/s获得图像在肺动脉干、CT值与对照组无明显差别，说明碘信号的CT值是随着管电压降低而增加；但与对照组组的碘量分别降低了42%。因此，在临床工作中为降低对比剂用量提供了证据，并且还降低了对比剂肾病的发生风险。

综上所述，80 kV低管电压联合低剂量对比剂在CT肺动脉血管成像是可行的，该方法能有效减少辐射剂量和对比剂用量，有效减少对比剂毒副作用的发生率。

[1] 付玉存,贾慧娟,秦雷.64层螺旋CT肺动脉成像的临床研究[J].医学影像学杂志,2009,19(7):832-834.

[2] 马晶晶,袁涛,全冠民.低剂量CT肺动脉成像技术进展[J].国际医学放射学杂志,2015,38(6):557-561.

[3] 刘欣,王照谦,贾崇富.肺动脉CT成像不同扫描模式的优劣性及应用前景[J].中华老年心脑血管病杂志,2016,18(3):324-326.

[4] 胡学梅,马丽娅,张进华,等.低剂量、等渗低浓度对比剂CT肺动脉血管成像技术在诊断肺动脉栓塞中的应用研究[J].中华放射学杂志,2014,48(10):811-815.

[5] Piovella F, Iosub DI. Acute pulmonary embolism:risk assessment,risk stratification and treatment options[J].The clinical respiratory journal,2016,10(5):545-554.

[6] Righini M,Robert-Ebadi H,Le Gal G.Diagnosis of pulmonary embolism[J].Presse medicale, 2015,44(12 Pt 2):e385-391.

[7] Wang RC,Bent S,Weber E,et al.The Impact of Clinical Decision Rules on Computed Tomography Use and YieldforPulmonaryEmbolism:ASystematicReview and Meta-analysis[J].Annals of emergency medicine,2016,67(6):693-701,693.

[8] 马丽娅,周文,胡琼洁,等.等渗低浓度对比剂肺动脉CT血管成像临床应用研究[J].放射学实践,2015,30(11):1102-1106.

[9] 赵永霞,索红娜,李盛蓝,等.肺动脉CT成像中不同扫描模式对影像质量及辐射剂量影响的对比研究[J].临床放射学杂志,2016,35(4):626-629.

[10]McNitt-Gray MF.AAPM/RSNA Physics Tutorial for Residents:Topics in CT.Radiation dose in CT[J].Radiographics,2002,22(6):1541-1553.

[11]徐国民.低辐射剂量低对比剂用量条件下CT肺动脉血管成像的初步研究[J].临床放射学杂志,2014,33(12):1935-1939.