低管电压联合低流率、低剂量对比剂扫描方案在Stellar CT 大螺距肺动脉成像中的应用

康 瑞，王 昕，崔建军，石 峰，郑淑凤，王全用，张晨颖，石 磊，边 骥

（内蒙古自治区中医医院医学影像科，内蒙古 呼和浩特 010010）

肺动脉栓塞起病急、病死率较高，早期溶栓及对症治疗可明显降低该病的病死率［1］，所以早期、快速、高效诊疗尤为重要。近年来CT 因其较高的诊断准确率和可排除其他引起类似肺栓塞症状疾病的优点，已成为急性肺栓塞首选的影像检查手段，并逐步取代核素肺通气-灌注扫描和肺动脉造影［2］，在临床应用越来越普遍。最好的肺动脉扫描采集时间是在上腔静脉内对比剂残留较少、肺动脉处于强化峰值期且肺静脉强化又较弱时［3］，因此对比剂注射方法和扫描采集时间至关重要。本文结合双源Definition Flash Stellar CT 大螺距肺动脉采集时间，设计3 种不同低管电压、低流率、低剂量对比剂扫描方案，旨在探讨扫描方案的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 连续收集2016 年11 月至2019 年6 月在我院行肺动脉CT 血管造影（computer tomography pulmonary artery，CTPA）检查的90 例患者，男50 例，女40 例；年龄44～76 岁，平均（58.5±7.3）岁；心率62～83 次/min，平均（68.5±6.6）次/min；体质量指数（body mass index，BMI）＜25 kg/m2，平均（23.6±1.0）kg/m2。随机分为A、B、C 组，每组30 例。排除严重器官衰竭、碘对比剂过敏、严重心率不齐、孕妇或哺乳期妇女等。所有患者均签署知情同意书。

1.2 仪器及方法 采用Siemens 炫速光子双源Definition Flash Stellar CT 机，3 组均选择大螺距肺动脉模式（螺距3.2）进行扫描。扫描范围自膈角最低处至主动脉弓上2 cm［4］。扫描参数：100 kV，自动管电流调节（参考管电流456 mAs），球管旋转时间0.28 s，准直2×128×0.6 mm。ROI 设在近右心房处上腔静脉，采用Bolus-tracking 技术，当上腔静脉CT值上升100 HU 后，取消呼吸指令缩短移床时间，自动触发以足头方向进行扫描。使用非离子对比剂碘海醇（碘浓度350 mg/mL），注射流率4 mL/s，剂量A 组30 mL，B 组20 mL，C 组15 mL，后以同流率注入生理盐水30 mL。

1.3 数据采集 记录3 组年龄、性别、BMI 及心率；通过扫描界面记录扫描长度；通过CT-Dose Report列表记录辐射剂量长度乘积（dose length product，DLP），计算平均有效辐射剂量（effective dose，ED）=DLP（mGy·cm）×转换系数k（采用欧盟委员会的标准，k=0.017）［5］。

1.4 图像后处理 所得数据均采用SAFIRE 迭代算法进行重建，卷积核参数If 26，层厚0.5 mm，层距0.5 mm。数据传送至Siemens 后处理工作站行MPR、MIP 及VR。

1.5 图像质量评价

1.5.1 客观评价 通过轴位图像分别测量肺动脉主干中部、左肺动脉中部及右肺动脉中部的CT 值及其标准差（噪声值），每处测量3 次，ROI 尽可能接近血管管腔范围并避开病变区。CT 值>200 HU 满足诊断［6］。用（20±2）mm2的ROI 测量肺动脉主干同层竖脊肌及胸壁脂肪的CT 值及标准差，并计算CNR=（CTlumen-CTconnectivetissue）/CTnoise，CTlumen为肺动脉主干CT值，CTconnectivetissue为肺动脉主干同层竖脊肌CT 值，CTnoise为胸壁脂肪CT 值的标准差［7］。

1.5.2 主观评价 由2 名放射科医师对图像进行主观评价，肺动脉图像质量评价采用5 分法［8］：5 分，肺动脉段及亚段显示清晰，边界清晰，肺静脉对比度好，未见强化；4 分，肺动脉段及亚段显示尚可，强化度尚可，对比度良好，肺静脉略强化；3 分，肺动脉段及亚段显示一般，边界欠清楚，偶有伪影，与相邻肺静脉同等强化；2 分，肺动脉段及亚段轻度强化，对比度较差，低于伴行肺静脉强化，管腔显示欠清楚；1分，肺动脉显示不佳，强化低，显示不清，影响诊断。

上腔静脉硬化伪影评价采用分级法［9］：0 级，未见明显伪影（图1a）；1 级，周围存在伪影（图1b）。

图1 上腔静脉伪影分级 图1a 0 级，未见明显伪影 图1b 1 级，周围存在伪影

1.6 统计学方法 采用SPSS 20.0 软件行统计分析，采用双录入法录入数据行正态性检验，计量资料以表示。正态分布方差齐性的多均数行方差分析，两均数行独立样本t 检验；图像质量评分采用多个样本的非参数Kruskal-Wallis 检验；计数资料行Fisher 精确检验，以P＜0.05 差异有统计学意义。2名评价者的一致性采用Kappa 检验，K>0.7 为一致性较好，0.4～0.7 为一致性中等，＜0.4 为一致性差。

2 结果

2.1 3 组一般资料及辐射剂量比较 3 组年龄、性别、BMI、心率、扫描长度及ED 差异均无统计学意义（均P>0.05，表1）。

表1 3 组一般资料及辐射剂量比较（）

表1 3 组一般资料及辐射剂量比较（）

注：BMI，体质量指数；ED，有效辐射剂量。

2.2 3 组图像质量比较 3 组肺动脉主干及分支显示清晰（图2～4）。CT 值在同组肺动脉主干、左肺动脉及右肺动脉之间差异无统计学意义（P>0.05）。A、B、C 组平均肺动脉CT 值分别为（366.8±96.3）、（285.7±86.5）和（258.9±92.6）HU，差异有统计学意义，A 组与B、C 组差异均有统计学意义（均P＜0.05）。3 组肺动脉主干CT 值差异有统计学意义，左肺动脉及右肺动脉CT 值差异均有统计学意义（均P＜0.05）。A、B、C 组CT 值≤200 HU 的比例分别为3.3%（1/30）、6.7%（2/30）、13.3%（4/30），差异无统计学意义（P>0.05）。3 组CNR 比较，差异有统计学意义，A 组与B、C 组差异均有统计学意义（均P＜0.05）（表2）。平均肺动脉评分A 组（4.05±0.69）分，B 组（3.80±0.95）分，C 组（3.47±1.02）分，差异无统计学意义（P>0.05）。B、C 组上腔静脉伪影0 级比例优于A 组，差异有统计学意义（P＜0.05）（表3）。2 位评价者之间的一致性较好（K=0.832）。

表2 肺动脉CT 值及CNR 比较

表3 肺动脉图像质量评分及上腔静脉伪影分级比较

3 讨论

在肺动脉栓塞中，95%以上的栓子来自下肢膝以上的深部静脉，特别是腘静脉、股静脉和髂静脉，且急性肺栓塞起病急，临床表现多样，发病1～2 h 可致死亡［1］。随着MSCT 的不断发展，肺动脉CT 检查日益普及，通过对原始轴位图像行MPR、MIP 和VR等多种后处理，不仅可诊断肺栓塞、判断其严重程度及预后，且能诊断胸部常见病变，给临床提供更多诊疗信息。

图2 女，51 岁，心率79 次/min，体质量指数（BMI）21.6 kg/cm2，辐射剂量0.98 mSv，对比剂用量30 mL 图2a（右肺动脉冠状面MIP）、图2b（双肺动脉横断面MIP）、图2c（左肺动脉冠状面MIP）肺动脉显示清晰，评5 分，未见明显伪影，左、右肺动脉及其分支见多发对比剂充盈缺损区（箭）图3 男，65 岁，心率60 次/min，BMI 22.5 kg/cm2，辐射剂量1.16 mSv，对比剂用量20 mL 图3a（右肺动脉冠状面MIP）、图3b（左肺动脉冠状面MIP）、图3c（肺动脉VR）肺动脉显示清晰，评5 分，未见明显伪影，左、右肺动脉分支见多发对比剂充盈缺损区（箭）图4 男，62 岁，心率60 次/min，BMI 24.9 kg/cm2，辐射剂量1.17 mSv，对比剂用量15 mL 图4a（右肺动脉矢状位MIP）、图4b（右肺动脉横断面MPR）、图4c（左下肺动脉MPR）肺动脉显示清晰，评5 分，未见明显伪影，右上肺动脉前段、右下肺动脉前基底段及左下肺动脉内前基底段见对比剂充盈缺损区（箭）

目前降低患者辐射剂量的方法有2 类［10］：①调整X 线，如管电流、管电压；②减少X 线曝光长度或减少检查时间，如调整螺距或扫描长度。在CTPA 检查中，因为肺脏有良好的天然对比，所以适当提高噪声值，一般不影响肺动脉疾病的诊断。另外，肺动脉扫描中，因为对比剂未完成一个肺循环，回心血液及肺血稀释对比剂的作用较小，所以可使用相对较少的对比剂进行扫描，依然可得到相对良好的强化效果，因此，CTPA 便于开展低剂量技术的检查。本研究综合应用上述2 种方法，在降低管电压的同时，采用大螺距扫描，实现低剂量检查的目的，并得到较好的结果。同时，Definition Flash Stellar 双源CT 机具有独有的“光子”探测器，可有效降低扫描辐射剂量，提高图像质量。FELIX 等［11］报道，相同管电压条件下，Definition Flash Stellar 双源CT 比Definition Flash 双源CT 机具有更高的CNR 值，图像质量较好。本研究中A、B、C 组平均ED 分别为（1.11±0.07）、（1.13±0.06）、（1.12±0.07）mSv，辐射剂量低于孙国臣等［12］使用二代双源CT 机（100 kV，对比剂剂量30 mL）行“双低”肺动脉扫描检查中平均1.98 mSv的结果，进一步降低了辐射剂量；同时采用迭代重建技术可确保良好的图像，便于诊断肺动脉疾病及其他肺部基本病变，A、B、C 组平均CNR 值分别为30.62±10.84、18.34±7.75、18.18±8.77，平均肺动脉评分分别为（4.05±0.69）、（3.80±0.95）、（3.47±1.02）分，均具有较高的图像质量，可满足CTPA 诊断。

因CTPA 检查中对比剂未完成肺循环，血液稀释作用较低，因此体质量对对比剂用量影响较小，可使用其他部位更低的对比剂用量［13］。多数小剂量肺动脉扫描文献中，对比剂总量20～50 mL，文献［14］报道使用20 mL 对比剂可清晰显示肺动脉段及亚段；国内低对比剂肺动脉扫描多采用碘浓度370 mg/mL的高浓度对比剂，注射流率为4～6 mL/s［15］。选择高浓度对比剂时可适当降低注射流率，尤其是在降低管电压条件下，一方面保证有更长的峰值维持时间，增加肺动脉扫描的成功性；另一方面有效利用对比剂，避免肺动脉强化过高。对比剂注射后注射一定量生理盐水，有助于冲洗导管及静脉内的对比剂进入血液循环，增加对比剂的利用率，可延长或增加肺动脉强化［16］。本研究在100 kV 条件下触发上腔静脉近右心房处，阈值设定为上腔静脉CT 值上升100 HU时进行扫描，最低对比剂用量15 mL，注射流率降低为4 mL/s，结果显示对大部分患者效果良好。90 例中7 例（7.8%）肺动脉CT 值不足200 HU，究其原因有以下几点：①强化峰值维持时间较短，存在个体差异，扫描时间不易把握；②对比剂用量过少，不足以达到强化峰值；③选择上腔静脉作为延迟触发阈值参考，易忽略右心循环时间，部分肺动脉高压患者，血液循环或心脏搏出量不稳定，强化峰值不易捕捉。

本研究不足：①缺乏金标准对照；②未进行个体化精准扫描，根据患者情况，选择最优的扫描方法，应根据平扫噪声值，个体化调节管电压及管电流大小；③选择上腔静脉近右心室层面进行触发扫描，由于距离靶血管较远，当出现异常血液循环时，如肺动脉高压，易错过峰值，不能确保靶血管对比剂充盈；④单纯依靠BMI 选择人群不够准确，应选择多种评价方式评估患者对比剂用量，以提高扫描的成功率。后续研究应扩大样本量，个体化选择管电压和对比剂用量，提高小剂量肺动脉扫描的成功率，并与金标准进行比较，验证其准确率，实现肺动脉CT 的标准化扫描。

总之，低辐射技术与低对比剂用量方案需相互配合，根据患者一般情况选择合适的管电压、管电流及扫描长度，配合不同CT 扫描时间，相应调整对比剂注射总量及流率。本研究3 组100 kV 大螺距肺动脉扫描方案对绝大部分受检者可行，主观图像评分差异无统计学意义，其中B、C 组上腔静脉伪影明显低于A 组，所以推荐使用B 组扫描方案。