低管电压低剂量对比剂联合生理盐水在下肢CTA中的应用研究

林观生，马周鹏，付文兵，陈国华，王巧莉

（上海市金山区中西医结合医院放射科，上海 201501）

目前下肢CTA已常态化应用于临床，成为下肢血管病变的首选检查方法［1］。如何减少辐射剂量及对比剂引起的不良反应成为备受关注的问题［2-3］。本文采用前瞻性研究，探讨在低管电压低剂量对比剂联合生理盐水条件下行下肢CTA检查，并与常规检查方法的图像质量和辐射剂量进行对比，探讨其应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2016年3月至2017年5月我院临床疑诊下肢动脉病变行CTA检查的患者70例，男37例，女33例；年龄34～79岁，平均（60.7±10.8）岁。纳入标准：无对比剂过敏病史；无明显心、肝、肾功能不全、甲状腺功能异常等检查禁忌证；无心率过快（＞100次/min）或过慢（＜60次/min）；无血管内支架植入或骨折内固定物植入；年龄30～80岁，且体质量指数（BMI）在18.0～30.0之间。本项目通过医院伦理委员会批准，患者均签订知情同意书。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Definition AS 64层CT机扫描，SyngoCTWork-place工作站处理图像。增强扫描均用非离子型对比剂碘海醇注射液（浓度350 mgI/mL）经肘正中静脉穿刺放置留置针并由高压注射器注入，流率4.5 mL/s。70例随机分为2组，每组各35例：①实验组，80 kV，对比剂用量60 mL，采用双筒高压注射器，以相同流率追加30 mL生理盐水；②对照组，120 kV，对比剂用量 90 mL，由单筒高压注射器注入。管电流均采用自动调节技术，实验组管电流自动调节范围90～320 mA，对照组80～270 mA；其余扫描参数及图像重建参数均相同，机架转速 0.5 s/r，准直 64×0.6mm，螺距 1.0，层厚5.0mm，矩阵512×512，采用SAFIRE迭代重建算法，重建间隔30%。

扫描前去除患者体表异物，讲明检查注意事项。患者取仰卧位，足先进，双手抱头，扫描范围从腹主动脉段L3水平起至足尖。采用团注追踪触发技术，当监测层面L3水平腹主动脉CT阈值达120 HU后延迟7 s即启动扫描，一次性连续螺旋扫描。扫描结束后将2组数据于工作站行MPR、MIP、VR等后处理。

1.3 图像分析 由2名经验丰富的CT诊断医师采用盲法分别对2组图像进行分析，比较2组的图像质量、辐射剂量及碘摄入量，意见不一致时协商达成一致。

1.3.1 图像质量主观评价 将下肢动脉分为腹主动脉远段、髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉、股深动脉、股浅动脉、旋股内侧动脉、穿动脉、腘动脉、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足背动脉、足底内侧动脉、足底外侧动脉15节段，从下肢动脉显示的血管节段、细小分支显示率、血管边缘的锐利度、管腔内对比剂清晰度4个方面进行评价。评分标准［4］：5分，显示15个节段及以上，5级以上分支可显示，血管边缘锐利，管腔内对比剂清晰；4分，显示14个节段及以上，其余3个方面中有1个不符；3分，显示13个节段及以上，其余3个方面中有2个不符；2分，显示12个节段，其余3个方面中有2个不符；1分，显示12个节段以下，其余3个方面均不符。4分及以上为优良，3分及以上为合格，图像优、良及合格者质量符合诊断要求。分别统计2组图像的优良率及合格率，其中优良率=4分及以上例数/相应检查组总例数，合格率=3分及以上例数/相应检查组总例数。

1.3.2 图像质量客观评价 ①动脉CT值。将横断面薄层图像适当放大，分别测量2组图像髂总动脉分叉水平、股骨干1/2水平处股动脉、胫骨1/2水平处胫前动脉及足背动脉水平4个层面的CT值，ROI尽量放置在相同部位的血管中央，避开边缘伪影及血管内栓子，每例同一层面测量3次，取平均值并记录。②噪声、SNR、对比噪声比（CNR）。测量股骨干1/2水平层面股动脉邻近肌肉的CT值，每例测量3次，取平均值，ROI约30mm2，并在该层面前方距皮肤2cm空气曝光区3个不同位置放置ROI，取CT值标准差的平均值作为背景噪声。计算SNR及CNR，SNR=ROI1/SD，CNR=（ROI1-ROI2）/SD，其中 ROI1为股骨干1/2水平处股动脉CT值，ROI2为邻近肌肉CT值，SD为背景噪声。

1.3.3 辐射剂量 分别记录2组患者扫描产生的容积 CT剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP），根据公式ED=DLP×k，换算成有效辐射剂量（ED），其中 k为转换因子，取 0.015［2］。

1.4 统计学处理 采用SPSS 16.0软件进行统计学分析。计量资料均符合正态分布，以±s表示，行独立样本t检验；图像质量主观评分及性别比均行χ2检验。比较2组的基本资料、图像主观评分、动脉CT值、噪声、SNR、CNR、CTDIvol、DLP、ED。以 P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

70例中成功完成检查64例，其中实验组30例，对照组34例。6例未能按要求完成检查均排除。

2.1 2组基本资料比较（表1） 2组年龄、性别比、心率、身高、体质量、BMI及扫描范围比较差异均无统计学意义（均 P＞0.05）。

表1 2组基本资料比较（±s）

表1 2组基本资料比较（±s）

（kg） 体质量指数 扫描范围（l/cm）实验组（n=30） 60.83±10.59 17/13 75.90±8.97 164.13±9.29 64.60±8.88 24.06±3.23 94.97±4.42对照组（n=34） 59.71±10.09 18/16 73.09±8.30 165.32±8.35 63.91±6.53 23.47±2.68 95.38±4.69统计值 t=0.436 χ2=0.089 t=1.303 t=-0.540 t=0.356 t=0.797 t=-0.363 P值 0.664 0.765 0.197 0.591 0.723 0.428 0.718组别 年龄（岁）男女性别比（例/例）心率（次/min）身高（cm）体质量

2.2 2组图像质量评价 2组图像主观评分差异无统计学意义（P＞0.05）（表2，图1，2）。实验组下肢动脉 CT值、SNR、CNR及噪声均高于对照组 （均P＞ 0.05）（表3，4）。

2.3 2组辐射剂量及碘摄入量 实验组CTDIvol、DLP及 ED 均显著低于对照组（均 P＜0.05）（表4），辐射剂量较对照组降低63.24%；实验组每例碘摄入总量为21.0g，对照组为31.5g，前者较后者减少33.33%。

表2 2组图像质量主观评分

表3 2组不同层面动脉CT值比较（HU，±s）

表3 2组不同层面动脉CT值比较（HU，±s）

髂总动脉分叉水平 股骨干1/2水平处股动脉 胫骨1/2水平处胫前动脉 足背动脉水平实验组（n=30） 336.10±38.71 337.46±30.73 255.96±18.92 204.76±15.13对照组（n=34） 272.56±41.45 276.89±37.96 207.67±28.47 178.00±24.07 t值 6.311 6.957 7.879 5.241 P值 0.000 0.000 0.000 0.000组别

表4 2组图像噪声、SNR、CNR及辐射剂量比较（±s）

表4 2组图像噪声、SNR、CNR及辐射剂量比较（±s）

注：CNR，对比噪声比；CTDIvol，容积CT剂量指数；DLP，剂量长度乘积；ED，有效辐射剂量。

组别 噪声（HU） SNR CNR CTDIvol（mGy） DLP（mGy·cm） ED（mSv）实验组（n=30） 7.11±0.87 48.27±8.04 40.46±7.45 10.24±1.79 972.48±169.71 14.59±2.55对照组（n=34） 6.45±0.83 41.30±6.61 35.49±9.20 26.20±2.65 2 498.96±188.01 37.48±4.02 t值 3.096 3.804 2.354 -27.830 -26.377 -26.377 P值 0.003 0.000 0.022 0.000 0.000 0.000

3 讨论

国际放射防护委员会（international commission on radiological protection，ICRP）提出的辐射防护与安全最优化理论，即在得到足够诊断信息及合适图像的同时，必须用尽可能低的辐射剂量原则［2，5］。而下肢动脉的解剖学特点要求CTA扫描时范围大、层厚薄，高辐射剂量难以避免［4，6-7］。同时随着对比剂的广泛使用，高剂量碘对比剂所致的不良反应风险越来越大，其中以对比剂肾病尤为突出，是引起医源性肾衰竭的第三大主要原因［3］。因此，在保证图像质量、满足诊断要求的前提下，降低CTA的辐射剂量，并减少对比剂用量成为当前研究的热点问题。

目前，降低管电压是最直接有效减少辐射剂量的方法［7-9］。由于X线强度与管电压平方呈正比，降低管电压可大幅降低受检者的辐射剂量。邹平等［4］利用64排螺旋CT下肢血管成像将管电压从120 kV降至100 kV，使辐射剂量下降了32.6%；而本研究实验组80 kV较对照组120 kV的辐射剂量降低约63.24%，明显高于上述文献报道。葛涌钱等［9］报道管电压从120 kV到80 kV辐射剂量降低70.69%，较本研究降低幅度稍大，原因可能与其采用256层iCT及固定管电流技术相关。

管电压降至80 kV时，光子能量为43.7 keV，更接近对比剂碘原子K层电子结合能33.2 keV，使血管光电效应增加，血管内CT值升高，而软组织CT值变化不明显，相应血管对比度增强［7，9］。适当降低管电压虽可增加图像噪声，但同时也增加了血管CT值增益效应，从而补偿低电压导致的高噪声，保证图像质量［7］。本研究中80 kV组噪声较120 kV组稍增高，但同层面下肢动脉CT值均高于120 kV组，2组图像主观评分差异无统计学意义，均满足诊断要求。

近年来，新开发的多种迭代重建技术可在降低辐射剂量的同时一定程度上减少图像噪声，提高图像质量，弥补了既往采用滤波反投影重建导致的不足［10-11］。本研究2组均采用SAFIRE迭代重建算法，图像质量均较好，但因80 kV组动脉CT值升高更显著，SNR、CNR也高于120 kV组；实验组采用低管电压联合迭代重建技术使辐射剂量显著下降，与李佩玲等［12］研究结果相符。

对比剂所致的不良反应发生率与碘对比剂总量及浓度呈正相关，总量降低可通过减少对比剂用量或应用低浓度对比剂来实现［3］。既往研究［4，12］中下肢CTA成像对比剂用量为70～120 mL，本研究实验组采用60 mL对比剂注射未影响图像质量，并达到与对照组90 mL同样的效果，而碘摄入量减少了33.33%，一定程度上降低了不良反应发生率。此外，实验组以相同流率追加30 mL生理盐水，目的在于既减少对比剂用量，又保持足够的注射压力，使对比剂团注时维持较高的流率和浓度，并延长下肢动脉的峰值时间而得以扫描。同时生理盐水还可起到适当水化的作用［13］，进一步降低了对比剂的毒性，从而有效降低对比剂不良反应发生率。

图1 男，63岁，实验组 图1a，1b 分别为MIP、VR图像，图像质量良好，评分5分。髂总动脉分叉处管壁多发钙化，右侧髂外动脉局部血栓并管腔狭窄（白箭） 图1c 薄层横断面示右侧动脉内血栓（白箭）

图2 男，60岁，对照组 图2a，2b 分别为MIP、VR图像，图像质量良好，评分5分 图2c 与图1c相似层面薄层横断面图像，噪声较图1c稍小，但动脉CT值、SNR及CNR均低于图1c