低辐射剂量在CT尿路造影中的应用价值

杨琴，王思凯，余飞，代平，梁卡丽，何其舟

(西南医科大学附属中医医院，四川 泸州 646000)

0 引言

泌尿系统大部分器官位于腹膜后，与周围组织缺乏明显对比。CT尿路造影(CTU) 是一种无创、非侵入性泌尿系统检查技术，受腹部条件影响小；能观察肾脏的分泌和排泄功能；CT尿路造影的图像经过后处理，可多平面、多方位、立体地显示肾脏及尿路的病变。CT尿路造影(CTU) 成为诊断泌尿系统疾病的重要检查方法，由于CT尿路造影成像是大范围容积扫描、多期扫描，导致患者所接受的辐射剂量较大。如何根据患者的体重指数(Body Mass Index，BMI)，选择个性化的扫描方案，在保证CT尿路造影排泄期图像质量的前提下，降低患者的辐射剂量成像成为放射科医师越来越关心的问题及研究点。

1 材料与方法

1.1 一般资料

2019年9月至2020年12月期间，选取临床怀疑有输尿管梗阻性病变，已行腹部摄片(KUB)或泌尿系超声检查，但是还不能明确病因，需要进一步行CT尿路造影检查的患者，一共60例，患者的体重指数均≤28kg/m2。随机分为常规剂量组(A组)和低剂量组(B组)，每组30例；B组根据患者的体重指数再分为B1(BMI≤23kg/m2)、B2(23kg/m2＜BMI≤28kg/m2)，其中23kg/m2＜BMI≤25kg/m2为B2.1组，25kg/m2＜BMI≤28kg/m2为B2.2组。A组年龄范围为34～88岁，平均年龄为(58.83±12.68)岁，男性共11例，女性共19例；B组年龄范围为23～71岁，平均年龄为(48.3±13.41)岁，男性共20例，女性共10例。

1.2 仪器与方法

扫描设备为西门子双源CT，双筒高压注射器；syngo.via后处理工作站。A组排泄期管电压为120kV，管电流为210mAs。B1组排泄期管电压为100kV，管电流210mAs。B2组管电压120kV，管电流按照体重指数在A组(210mAs)基础上分别下降30%、15%，B2.1组管电流设定147mAs，B2.2组为178mAs。对比剂为碘海醇(浓度为350mgI/mL)，对比剂总量为70～90mL，注射流速为3～4mL/s，感兴趣区设在肾上极层面的腹主动脉管腔内，CT 阈值达100HU时自动触发扫描，30s扫描皮质期，60s扫描髓质期，可让患者下地走动10～15min以后扫描排泄期(如果肾脏各期显影不佳，可适当延迟扫描时间)，得到的图像有利于满足诊断需求。

1.3 评价图像质量

对CT尿路造影的主观图像质量进行评价，2位高年资医师双盲法进行评价，包括VR、MIP、CPR等图像进行评估，意见不一时则通过协商取得一致。主观图像质量评价采用1-5分法，图像质量差不能诊断，评为1分；图像的伪影较多、噪声较大，降低了诊断可信度，评为2分；图像有伪影，表面结构模糊，尚可诊断，评为3分；图像质量好，少许伪影，表面结构略模糊，但肾盂、肾盏，输尿管、膀胱结构显示清晰能做出诊断，评为4分；图像质量非常好，无伪影，肾盂、肾盏、输尿管和膀胱充盈良好，表面光滑，能精确诊断，评为5分。

1.4 计算辐射剂量

CT尿路造影检查排泄期的辐射剂量参数CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)由CT设备自动生成。依据国际放射委员会转换因子k=0.015 mSv/(mGy·cm)，计算有效辐射剂量ED=k×DLP。

1.5 统计分析

数据统计学分析应用SPSS 19.0。计数资料采用绝对值、比例表示，计量资料服从正态分布采用均数±标准差表示。对A、B两组患者排泄期的CDTIvol、DLP、ED 采用独立样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。对主观图像质量的评价采用χ2检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 辐射剂量比较

A组CT尿路造影排泄期的容积剂量指数CTDIvol为(14.16±0.41)mGy，剂量长度乘积DLP为(696.10±70.83)mGy.cm，有效辐射剂量ED为(10.41±1.06)mSv。B组CT尿路造影排泄期的容积剂量指数CTDIvol为(10.46±1.61)mGy，剂量长度乘积DLP为(542.78±139.18)mGy.cm，有效辐射剂量ED为(8.14±2.08)mSv。A、B两组CT尿路造影排泄期的CTDIvol、DLP、ED比较差异有统计学意义(P值＜0.05)，见表1。

表1 两组CT尿路造影扫描排泄期的辐射剂量表(±s)

组别 例数 CTDIvol(mGy) DLP(mGy.cm) ED(mSv)A 30 14.16±0.41 696.10±70.83 10.41±1.06 B 30 10.46±1.61 542.78±139.18 8.14±2.08 P值 0.00 0.006 0.007

2.2 图像质量评价

两组CT尿路造影排泄期的主观图像质量总体评价统计学无意义(P＞0.05)，见表2。

表2 两组CT尿路造影扫描排泄期的图像质量主观评价

3 讨论

多层螺旋CT拥有高密度分辨率、高空间分辨率，因此CT尿路造影(CTU)的图像质量得到明显提高；另外多层螺旋CT有强大的后处理功能，多平面重组(MPR)、曲面重建(CPR)、最大密度成像(MIP)、容积成像(VR)等能多平面、多角度、立体地呈现泌尿系统的解剖结构以及空间关系，并且能显示肾脏的排泄功能，诊断泌尿系统疾病有着明显优势[1]；CT尿路造影(CTU)扫描的速度快，患者的耐受性好；对泌尿系统疾病诊断的特异度、灵敏度及准确率较静脉肾盂造影(IVU)有明显的提高，因此静脉肾盂造影逐渐被CT尿路造影所取代[2]。CT尿路造影检查是大范围的容积扫描，并且需要行多期扫描，患者所接受的辐射剂量过大，因此降低CT尿路造影的辐射剂量有着重要的临床意义。

CT尿路造影的成像原理是经肘静脉注入含碘对比剂，对比剂通过肾脏的分泌、排泄，高密度的对比剂充盈在肾盏、肾盂、输尿管及膀胱内，通过与周围的组织形成鲜明对比，将泌尿系的解剖结构及疾病显示清晰。CT检查的辐射剂量与X线的管电压和线束过滤条件密切相关，管电压越高，那么X线束的穿透能力就越强，患者所接受的辐射剂量也会增加，辐射剂量与管电压成2-3次幂正比关系，因此管电压是辐射剂量非常关键的影响因素之一。为接受检查的患者选择合适的管电压依据主要有以下几种方式，可以根据患者的体重、体重指数(BMI)以及患者的腹部宽度。低管电压X线的穿透力降低，可以穿透瘦小的患者，但是肥胖的患者则需要高管电压才能穿透。降低管电压，衰减系数增大，CT值会增加，对比度也会增加，能降低辐射剂量。低管电压时，X射线束穿透含碘对比剂时，X线的衰减增加，一定范围内增加图像噪声，但噪声的增加对软组织影响较大，对比剂充填的血管或尿路无明显影响，含有高密度对比剂的泌尿系统的CT值反而增加，在周围相对低密度组织的衬托下显示的更亮[3]。如果在相同的对比剂注射条件下，100kV管电压扫描得到的CT值高于120kV管电压扫描得到的CT值，但是辐射剂量能明显降低[4]。除了降低管电压、管电流来减少患者的辐射剂量，随着CT设备的高速发展，迭代重建方法的广泛使用，我们还可以通过使用迭代重建方法达到间接降低患者CT尿路造影检查带来的辐射剂量[5]。

Yanag等[6]对CT尿路造影研究，采用降低管电压(80kV)及运用智能降噪滤波器的方法，与常规剂量方案(120kV)对比研究发现，80kV组的辐射剂量明显降低，但是80kV组显示中下段输尿管及膀胱的图像质量也相应降低，并且影响临床诊断。麻增林等[7]应用16排螺旋 CT进行CT尿路造影扫描，低剂量组的管电压120kV，管电流为115～120mAs，常规剂量扫描方案，管电压120kV，管电流200～250mAs，两组对比研究，结果显示常规剂量组对泌尿系统结构的显示效果略优于低剂量组，但无统计学差异，总体均达到诊断要求。Al-Amin等[8]在CT尿路造影排泄期使用不同的管电压，100kV管电压与120kV管电压组相比较，100kV管电压组患者所接受的辐射剂量有下降，但该研究没有根据患者的体重指数(BMI)来选择管电压和管电流。本研究中低剂量B组管电压、管电流的选择依据为患者的体重指数(BMI)，低剂量B组的容积剂量指数CTDIvol为(10.46±1.61)mGy，剂量长度乘积DLP为(542.78±139.18)mGy.cm，有效辐射剂量ED为(8.14±2.08)mSv。本研究常规剂量组(A组)排泄期的管电压为120kV，管电流为210mAs，容积剂量指数CTDIvol为(14.16±0.41)mGy，剂量长度乘积DLP为(696.10±70.83)mGy.cm，有效辐射剂量ED为(10.41±1.06)mSv。常规剂量组(A组)、低剂量B组两组的辐射剂量相比较，B组的有效辐射剂量比A组下降约22%，并且差异存在统计学意义。本研究对低体重指数的患者(BMI≤23kg/m2)，采用低管电压100kV，为了避免因降低管电压后，中下段的输尿管及膀胱结构显示受到影响，因此管电流仍然选择210mAs；对于B2.1组(23kg/m2＜BMI≤25kg/m2)，B2.2组(25kg/m2＜BMI≤28kg/m2)因为患者的体重指数(BMI)较大，并未降低其管电压，而仅在其管电流210mAs的基础上降低30%、15%。常规剂量组(A组)的主观图像质量评分，其中29例为5分，1例为4分；低剂量组(B组)有28例为5分，只有2例为4分；A组、B组的图像质量都能满足医师的诊断要求，不存在统计学差异。研究表明，A、B两组使用相同浓度的对比剂，采用相同的注射条件，降低管电压、管电流的情况下，CT尿路造影的图像质量不受影响，完全能满足放射科医师的诊断要求。

根据CT尿路造影检查患者的体重指数(BMI)，在排泄期制定个性化的扫描方案，合理降低管电压、降低管电流，在保证图像质量不影响临床诊断的情况下，达到降低患者辐射剂量的目的。