颈动脉CTA过程中应用大螺距扫描配合能谱CT双低减影法的效果及对辐射剂量和对比剂用量的影响

赵欣耘，李 曼

苏州市第九人民医院，江苏 苏州 215200

脑梗死是临床最常见脑血管疾病之一，资料显示，颈动脉狭窄程度越严重，脑供血不足越明显，脑梗死发生风险越高[1,2]。因此，早期评估颈动脉狭窄情况有助于预防和诊断脑梗死。CT血管成像(computed tomography angiography，CTA)是筛查、诊断头颈血管性疾病的常用方法，但在骨质和血管区分方面存在一定难度，血管显示清晰度欠佳，影响诊断准确率[3,4]。随着CT技术不断发展，有报道指出能谱CT双低减影法在保证良好图像质量的前提下，可有效降低辐射剂量和对比剂用量，同时获得更佳去骨效果[5,6]。此外，新近研究发现大螺距扫描可明显减少扫描时间，缩短维持扫描所需血管内对比剂峰值的时间，有利于减少对比剂用量[7,8]。基于此，本研究首次分析了大螺距扫描配合能谱CT双低减影法在颈动脉CTA中的应用效果及对辐射剂量、对比剂用量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2019年5月～2020年4月我院86例因颈动脉病变引起脑供血不足的患者，均行颈动脉CTA检查，其中43例作为对照组，行常规扫描模式，另43例作为研究组，行大螺距扫描配合能谱CT双低减影法。对比两组性别、年龄、心率、体质量指数、吸烟、饮酒、居住地，均无显著差异(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

1.2 选例标准

纳入标准：①均存在颈动脉病变引起的脑供血不足，需行颈动脉CTA检查；②无CTA检查禁忌症；③自主行为能力良好，能配合完成研究；④患者知晓本研究，已签署同意书。

排除标准：①不能正常沟通交流者；②对比剂过敏体质者；③恶性肿瘤患者；④严重感染性疾病患者；⑤甲状腺功能亢进者；⑥凝血功能障碍或有出血倾向者；⑦妊娠期或哺乳期女性；⑧心律不齐、屏气不佳者。

1.3 方法

仪器选用德国西门子第二代双源能谱CT扫描仪，对照组行常规扫描模式，单球管1×64层，螺距1.0，管电压120 kV，管电流200 mA，以5 mL/s速度注射适量碘普罗胺(370 mgI/mL)，采用40 mL生理盐水冲管，图像常规重组处理。研究组行大螺距扫描配合能谱CT双低减影法，增强扫描采用能谱扫描模式，双球管2×64层，螺距2.0，管电压80 kV，管电流自动调节，以5 mL/s速度注射适量碘克沙醇(270 mg/mL)，采用40 mL生理盐水冲管，采用自适应性统计迭代重组后处理算法进行计算。扫描后将图像传入AW4.6工作站进行减影，由两名资深放射医师评估，测量主动脉弓、双侧颈总动脉近段和远段、颈内动脉近段和远段及空气CT值，以及双侧颈总动脉、颈内动脉和空气的背景噪声标准差(SD)值，计算颈总动脉和颈内动脉信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)，SNR=目标血管CT值/目标血管SD值，CNR=(目标血管CT值-空气CT值)/空气SD值[9,10]，并记录两组容积CT剂量指数(CTDlvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(ED)。

1.4 观察指标

(1)两组主动脉弓、双侧颈总动脉近段和远段、颈内动脉近段和远段CT值。(2)两组图像质量客观指标，即颈总动脉、颈内动脉的SNR和CNR。(3)两组图像质量主观评价，采用图像质量评分[11]评估，分值范围1～5分，3～5分表示检查符合诊断要求，1～2分表示检查不符合诊断要求。(4)两组图像去骨效果，包括鞍上骨皮质差值、去骨效果评分[12]，鞍上骨皮质差值为CT增强值与CT平扫值之间的差值，去骨效果评分：1分：大量骨残留，远端分支显示不清，不能满足诊断要求；2分：骨残留较多，远端分支显示稀疏，部分不能显示；3分：骨残留较少，血管结构尚清晰，边缘略模糊，远端分支尚清晰；4分：无骨残留，血管壁显示良好，远端分支显示清晰。(5)两组辐射剂量、对比剂用量，即DLP、CTDIvol、ED、碘摄入量。

1.5 统计学方法

采用SPSS 22.0软件进行数据处理，计数资料以例数描述，采用χ2检验，等级资料行Ridit检验；计量资料以平均数±标准差描述，两组间比较采用独立样本t检验；α=0.05。采用Kappa检验评价一致性，Kappa≥0.750表示一致性较高。

2 结果

2.1 颈动脉CT值

研究组颈动脉CTA各段血管腔CT值均较对照组高(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者颈动脉CT值对比(HU)

2.2 图像质量客观评价

研究组颈总动脉、颈内动脉的SNR和CNR均较对照组高(P<0.05)。见表3。

表3 两组图像质量客观评价对比

2.3 图像质量主观评价

经两名资深影像诊断医师以双盲法对图像质量进行评分，研究组图像质量高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，研究组图像质量平均分值(4.57±0.20)分高于对照组(4.10±0.22)分，差异有统计学意义(t=10.366，P<0.001)，两名医师对图像质量评估的一致性较高(Kappa值=0.812)，见表4。

表4 两组图像质量比较

2.4 鞍上骨皮质差值、去骨效果评分

研究组鞍上骨皮质差值较对照组低，去骨效果评分较对照组高，差异有统计学意义(P<0.05)。见表5。

表5 两组患者鞍上骨皮质差值、去骨效果评分对比

2.5 辐射剂量和对比剂用量

研究组的DLP、CTDIvol、ED和碘摄入量均较对照组少，差异有统计学意义(P<0.05)。见表6。

表6 两组辐射剂量、碘摄入量对比组)

2.6 典型案例

女，46岁，采用大螺距扫描配合能谱CT双低减影法扫描模式进行扫描，医师评估图像质量评分为5分，图像清晰显示颈动脉病变引起脑供血不足。CT扫描图像、冠状面、矢状面及VR图像见图1。

图1 大螺距扫描配合能谱CT双低减影法扫描图像a.扫描图像；b.冠状面；c.矢状面；d.VR图像

3 讨论

目前脑血管疾病呈现高发趋势，颈动脉粥样硬化斑块引起的颈动脉狭窄是其主要危险因素之一，可增加脑供血不足、脑梗死等发生风险[13]。早期行颈动脉CTA检查，为保证图像质量，一般需采用高浓度、高剂量对比剂进行增强扫描，对比剂不良反应较多，且增大了X射线辐射剂量[14]。如何在确保图像质量且不影响诊断的前提下降低CTA检查的对比剂不良反应和辐射剂量，成为了影像学研究的热点。有学者通过降低管电压而减小了X射线辐射剂量，但单纯降低管电压会影像图像质量[15]。降低管电流也是减少CTA辐射剂量的常用方法，但会延长颈部扫描曝光时间，而肩部、头部曝光不足，易导致颈部血管两端图像质量下降[16]。张小勇等[17]研究指出，采用大螺距扫描可加快扫描速度、降低辐射剂量。李骋等[18]研究也发现，大螺距扫描模式能有效减少患者屏气时间，预防并发症，且能减少图像运动伪影。此外，头颈CTA减影也能缩短图像处理时间，尤其是能谱CT双低减影法的应用，在同等条件下可以获得更好的图像质量，同时能明显降低扫描剂量[19]。本研究分析了大螺距扫描配合能谱CT双低减影法在颈动脉CTA检查中的应用效果，结果发现，大螺距扫描配合能谱CT双低减影法能明显提高颈动脉CTA各段血管腔CT值及图像质量分值，同时能有效提高颈总动脉、颈内动脉SNR和CNR，进一步改善鞍上骨皮质差值及去骨效果评分，提示大螺距扫描配合能谱CT双低减影法可有效降低背景噪声干扰，更准确地测量血管腔CT值，从而获得更高质量的扫描图像。CT值、SNR、CNR是影响CTA图像质量的主要因素，而能谱CT既能减少X线的余晖效应，又可提升发射速度，有效提高图像质量[20]。而且大螺距扫描的管电压设置较低，有助于提高CT值，获取更好去骨效果[21]。

本研究还发现，大螺距扫描配合能谱CT双低减影法能明显减少颈动脉CTA检查的DLP、CTDlvol、ED及碘摄入量，即减少辐射剂量和对比剂用量。目前降低辐射剂量的方法主要从X线产生部分、X线探测部分及计算机成像部分入手，X线产生部分可通过调节管电流、管电压、螺距等实现；而通过改良探测器材料、宽度及几何结构，提高X线探测部分的性能和效率，同样可降低辐射剂量；同时通过改进重组算法也具有减少辐射剂量的作用。大螺距扫描配合能谱CT双低减影法采用双球管2×64层扫描，螺距提高至2.0，管电压降低至80 kV，管电流自动调节。有研究显示，每降低20 kV的管电压可降低约50%的辐射剂量，且合理适当调节管电流，也可降低头颈CTA的辐射剂量[22,23]。且检查过程中采用自适应迭代重组算法，为降低辐射剂量及对比剂浓度成像提供了软件基础。因此大螺距扫描配合能谱CT双低减影法可从X线产生部分及计算机成像部分进行调节，能在确保图像质量的前提下有效减少辐射剂量和对比剂用量，提高了颈动脉CTA检查的安全性。

综上可知，大螺距扫描配合能谱CT双低减影法能明显提高颈动脉CTA检查的图像质量，且能减少辐射剂量和对比剂用量，提高颈动脉CTA检查效率及安全性，具有较高应用价值。本研究也存在一定不足，如样本量较少、样本选取范围有限，一定程度上限制了研究结果的推广，有待日后增加样本量、拓展研究范围进一步探究。