个体化双流注射法在64排螺旋CT肺动脉成像中的应用

郭强，文正青，孔伟，陈文坚，叶薇，宋惠茜，熊伟坚

韶关市第一人民医院医学影像科，广东 韶关 512000

肺动脉CT 血管成像(CT pulmonary angiography，CTPA)作为诊断肺动脉栓塞(pulmonary embolism，PE)的首选影像学手段[1-2]，碘对比剂用量是血管成像质量的关键。碘对比剂用量和辐射剂量过量可增加造影剂肾病、恶性肿瘤发生的概率[3]。根据患者体质量指数(body mass index，BMI)，利用双筒高压注射器的双流功能进行个体化对比剂注射可有效减少碘对比剂用量和辐射剂量。第二期注射的生理盐水能够提高对比剂的利用率，维持推力和保护血管，碘对比剂对血管的局部刺激明显减轻[4]，同时还能够减少上腔静脉的对比剂浓度和伪影产生，成像质量得到保证。本研究在肺动脉CT血管成像中实行基于患者体质量的个体化双流注射法，旨在为降低肺动脉CT 血管成像中碘对比剂用量、辐射剂量提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2019年7月至2020年10月在韶关市第一人民医院医学影像科行CTPA检查的44例疑似PE患者纳入研究。入选标准：①无碘对比剂过敏史；②BMI指数≤24 kg/m2，心率50～90次/min；③意识清楚，能积极配合完成检查；④对本课题研究知情并同意。排除标准：①合并先心病、心肌病、肺动脉高压、心包积液、心肌梗死、严重心律失常等心功能不全者；②合并甲亢、肝肾功能不全、胸腔积液、肺不张等基础性疾病者；③合并其他血管造影禁忌证者。按照时间先后顺序连续入组，其中A组22例采用基于体质量的个体化双时相注射法，B 组22 例采用基于体质量的个体化双流注射法。A组患者中男性12例，女性10例；年龄40～80岁，平均(54.46±8.79)岁；体质量指数(BMI)为18.56～23.86 kg/m2，平均(21.65±2.13) kg/m2。B 组患者中男性13 例，女性9 例；年龄46～73 岁，平均(54.03±8.81)岁；BMI 为18.49～23.91 kg/m2，平 均(21.78±2.09)kg/m2。两组患者的性别、年龄和BMI 比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性。本研究经医院医学伦理委员会审核批准。

1.2 CTPA 检查 选用德国西门子Definition AS+128层螺旋CT机、Medrad Stellant 高压注射器，参数：采用螺旋扫描方式，CARE dose4D 打开，ref mAs 150，扫描时间(scan time) 1.5～2.3 s，延迟时间(delay time) 3 s，Recon Slice 0.6 mm，Increment 0.4 mm，Kernel B26f，window CT Angio，滤波反投影重建图像。A组管电压：100 kV，Pitch：1.2，B组管电压80 kV，Pitch：1.5。扫描采用仰卧位，手臂上举屈臂抱头，保持平静自由呼吸，旋转时间0.33 s，探测器宽度128×0.6 mm，扫描方向为从足到头侧，扫描范围由膈肌到肺尖，使用腹带对腹部进行固定等方法以减少呼吸运动对图像质量的影响。两组患者的对比剂均为碘帕醇(370 mgl/mL)，加温至37℃，使用20G静脉套管针穿刺右手臂，选取粗大静脉(桡或肘静脉)。A 组患者根据体质量情况进行个体化双时相注射，即对比剂与生理盐水分别注射。对比剂注射方案：第一时相对比剂注射，总量=0.5 mL/kg×体质量，注射时间固定为7 s，流速=注射总量/注射时间；第二时相注射生理盐水，持续10 s，注射总量=流速×注射时间，流速与对比剂流速一致。采取对比剂团注追踪技术，监测肺动脉主干作为ROI，阈值40 HU，触发后延时3 s 开始扫描。监测参数为80 kV、20 mAs、Scan time quick 0.33 s、Cycle time 0.99 s、Slice 10 mm。B组患者采用基于患者体质量的个体化双流注射法，即第一时相注射按60%比率制成的对比剂与生理盐水的混合液，即6：4分配，注射时间固定为7 s。造影剂的实际注射量为0.3 mL/kg×体质量，流速=注射总量/注射时间；第二时相注射生理盐水，持续10 s，注射总量=流速×注射时间，流速与对比剂注射流速一致。采取对比剂团注追踪技术，监测肺动脉主干作为ROI，阈值90 HU，触发后延时3 s 开始扫描。监测参数为80 kV、20 mAs、Scan time quick 0.33 s、Cycle time 0.99 s、Slice 10 mm。

1.3 图像分析 所有图像资料均传送至syngo.via工作站进行分析处理，以双侧肺动脉干为ROI感兴趣区，采用容积再现(VR)、最大密度投影(MIP)、曲面重建(CRP)、多平面重建(MPR)对肺动脉血管进行重建。测量同层肺动脉主干、双侧肺动脉、双侧上叶肺动脉、双侧下叶肺动脉、双侧下叶后基底段肺动脉、双侧下叶后基底段亚段肺动脉和脊柱旁背部肌肉组织的CT 值和噪声标准差图像噪声(SD)，计算图像信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)，SNR=双侧肺动脉平均CT 值/SD，CNR=(双侧肺动脉平均CT 值-脊柱旁背部肌肉肌组织平均CT 值)/SD。由3 名临床经验丰富的影像科副主任以上医师进行阅片，作出全面分析和诊断，如存在不同意见则一同讨论后确定最终结果。使用3 个等级评价肺动脉整体血管图像质量，对比剂浓度过高或过低对PE病变的判读。(1)3分：肺动脉血管质量充分，纯动脉显示，肺动脉主干及远端分支显示极好，高可信度的诊断价值或排除PE；(2)2分：肺动脉血管质量比较好，肺动脉主干及远端分支显示比较好，肺静脉轻度强化，低于3分的图像的质量，诊断或排除PE可信度诊断价值与(1)一致；(3)1分：肺动脉血管成像质量不佳，图像质量不能用于临床PE的最终诊断。

1.4 观察指标 (1)比较两组患者的肺动脉各段的CT 值。(2)比较两组患者的SD、SNR、CNR 和图像质量评分。(3)比较两组患者的辐射剂量及对比剂用量。从辐射剂量报告表获取CT容积剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)，计算有效辐射剂量(ED)：ED=K×DLP[K=0.014 mSv/(mGy·cm)]，该系数根据国际辐射防护委员会指南推荐[8]，计算对比剂用量。

1.5 统计学方法 应用SPSS23.0统计软件进行数据分析，计量资料符合正态分布，以均数±标准差()表示，组间比较采用双侧t检验，计数资料比较采用χ2检验，均以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者肺动脉各段的CT值比较 两组患者的肺动脉主干、双侧肺动脉、双侧上叶肺动脉、双侧下叶肺动脉、双侧下叶后基底段肺动脉和双侧下叶后基底段亚段肺动脉的CT值比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表1。

表1 两组患者肺动脉各段的CT值比较(，HU)

表1 两组患者肺动脉各段的CT值比较(，HU)

2.2 两组患者的SD、SNR、CNR和图像质量评分比较 两组患者的SD、SNR、CNR和图像质量评分比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，见表2和图1、图2。

图1 A组患者的CTPA图像

图2 B组患者的CTPA图像

表2 两组患者的SD、SNR、CNR和图像质量评分比较()

表2 两组患者的SD、SNR、CNR和图像质量评分比较()

2.3 两组患者辐射剂量及对比剂用量比较 B组患者的CTDIvol、DLP、ED 以及对比剂用量明显低于A组，差异均有统计学意义(P＜0.05)，见表3。

表3 两组患者的辐射剂量及对比剂用量比较()

表3 两组患者的辐射剂量及对比剂用量比较()

3 讨论

本研究采用基于体质量的个体化双流注射法进行对比剂注射。双流注射法通过监测肺动脉主干内较低的第一期混合液到来时进行低阈值触发，螺距的增加导致正式扫描肺动脉的时间较短，因此可适当提高触发阈值进行触发[5-6]。由于正式扫描肺动脉的时间较短，因此仅需保证比剂在这个时间内流经肺动脉各分支即可。第二期注射的是生理盐水，能够较好地维持肺动脉各级管腔的充盈。此外，大量的临床实践发现，0.3 mL/kg的对比剂注射浓度已足够满足使用[7]，通过双流混合液降低浓度，从而减少对比剂总量[8-9]。

本研究中全部44 例疑似PE 患者CTPA 均检查成功，其中22例接受基于体质量的个体化双流注射法的患者平均体质量为60.94 kg，以0.3 mL/kg的注射浓度注射对比剂，平均对比剂用量为(18.27±2.25)mL，明显低于采用个体化双时相对比剂注射方案的患者[患者平均体质量为60.89 kg，平均对比剂用量(30.45±3.75)mL]。在采用同样的注射方案中80 kV管电压由于更贴近碘的K边界[10-11]，不但提高了碘对比度，同时还显著降低了对比剂用量，80kV比100 kV约提高60 Hu。CTA图像质量关键由CNR决定，低能射线可以提高CNR，在不影响诊断正确下应容许更高的噪声水平[12-13]。B 组采用基于体质量的双流个体化对比剂注射方案中使用了80 kV 管电压进行扫描，由100 kV 降低到80 kV 依然能够保证足够的对比度[14]，噪声增加后并未影响到诊断质量，患者的CTDIvol、DLP、ED均明显低于采用常规组患者。另外，通过加大螺距进行扫描，减少了数据采集过程中的容积重叠，扫描时间明显缩短，因此该组患者接受的辐射剂量也大幅度降低[3，15-16]。

本研究就采用两种对比剂注射方案患者的肺动脉各段CT值进行比较，结果显示，采用B组基于体质量的个体化双流注射法的患者，其肺动脉主干、双侧肺动脉、双侧上叶肺动脉、双侧下叶肺动脉、双侧下叶后基底段肺动脉和双侧下叶后基底段亚段肺动脉的CT 值与采用A 组基于体质量个体化的双时相对比剂注射方案的患者比较未见显著差异。此外，两组患者的SD、SNR、CNR 和图像质量评分比较也无明显差异。上述结果提示，基于体质量的个体化双流注射法在大幅度减少对比剂用量的情况下，仍能够获得较为满意的影像学结果[17]。

本研究的局限性：第一，未使用迭代相关技术进一步提高CTPA肺动脉成像的图像质量；第二，为保证成功率，未涉及BMI≥25 kg/m2，体质量较大的患者，排除了心功能不佳等一些有基础病的患者，筛选后的研究样本较少，仍需加大样本、优化扫描参数和对比剂注射方案进一步验证。

综上所述，在肺动脉CT 血管成像检查中采用基于患者体质量的个体化双流注射法能够大幅度降低对比剂使用量和辐射剂量，与此同时，其影像学结果并未受到明显影响，图像质量较为满意，目前在临床上开展的比较少，有较大的临床价值。