低管电压扫描在CT血管成像技术中的应用研究现状

邹才盛

（北海市人民医院放射科 广西 北海 536000）

随着高端多层螺旋CT技术的迅速发展，CT血管成像（computed tomography angiography，CTA）技术近年来在冠脉和外周血管方面的疾病诊断中的应用很广。研究显示，CT血管成像可以直接显示各血管的起源、走形及其与周围解剖结构的空间关系，可以为临床手术提供详细的信息。CTA作为一种非侵入性的检查，检查速度快，有很好的空间分辨力以及各向同性，可以进行多种功能的图像后出来满足临床需要。但是，CTA也有不足之处，除需使用碘造影剂外，对人体具有危害性的辐射是最主要的缺点。CTA检查中辐射剂量过高可造成辐射损伤甚至有诱发肿瘤的风险，碘剂的不合理使用可以造成肾功能损害的问题已经受到业内重视。如何在确保图像质量的情况下优化扫描参数，降低辐射剂量、降低碘摄入量是目前研究的热点，而低管电压技术的应用研究是最主要的，也是未来的发展方向。本文就近年来低管电压扫描技术在CT血管成像技术中的应用进展予以综述。

1 低管电压的低剂量扫描技术原理

根据康普顿效应，X线通过被检测体，其吸收剂量与X线能量成正比，而X线能量由管电压决定，所以人体吸收的辐射剂量与管电压的平方成正比，降低管电压比降低管电流还要更明显地降低辐射剂量。因为CT值与被检测体的类型及X线的能量有关，而管电压决定了X线的能量，影响了被检测体的X线衰减，从而影响CT值，所以降低管电压可以使血管内CT值明显增大[1-2]。降低管电压，减少了X线粒子的能量，增加了图像噪声，但CTA的检查目的是观察血管，评价目标血管及其侧支循环血管充盈状态。噪声的轻度增加一般只是影响到血管周围组织，对评价血管循环系统没有影响，因此低管电压的低剂量扫描可使患者所受到的有效辐射剂量显著下降。

2 不同的低管电压扫描研究策略

临床上常用的三种低管电压的低剂量扫描技术：①100 kV低剂量，尤佳等[3]用100 kV联合ASiR迭代重建扫描方案，在不同BMI患者的头颈部CT血管成像中应用中获得满意效果；陈仲良等[4]用100 kV用于肾动脉CTA可以大大减小碘摄入量和辐射剂量，并且获得跟常规120 kV剂量的图像质量；叶红等[5]利用前瞻性心电门控结合迭代重建技术在减小冠状动脉CTA的辐射剂量及对比剂用量时也是运用100 kV的管电压，同样获得满意的效果；黄爱娜等[6]则分别用100 kV管电压和100 mAs管电流两种低剂量跟常规低剂量进行比较，应用于头颈CTA中获得低管电压剂量比低毫安剂量更低的辐射剂量和同样的图像质量。②80 kV低剂量，黄涛等[7]应用80 kV管电压，自动管电流调制，采用iDose4 3级迭代算法重建图像。能够在保证图像质量的前提下有效降低被检者的辐射剂量；范洁[8]用iCT256层CT的80 kV技术进行肺动脉CTA成像，其辐射剂量和对比剂用量明显减少，图像质量变化不大，低注射速率降低了对比剂外渗的风险；杨枫等[9]用80 kV和低造影剂量（双低剂量模式）并运用ASiR迭代重建技术行图像重建对头颈CTA行检查获得与常规模式相近的图像质量。孙羽[10]则用80 kV低管电压对多时相头颈CTA（mCTA）扫描对图像质量与辐射剂量的影响进行研究，得出80 kV多时相头颈CTA能满足诊断需要，既可以确保图像质量还能够大幅度降低辐射剂量和对比剂用量；林观生等[11]用80 kV低管电压和低剂量对比剂联合iDose4迭代重建技术行头颈部CTA成像，既能达到常规条件下的图像质量，满足临床诊断需要，又能大幅度降低辐射剂量及减少对比剂用量。③70 kV低剂量，祁丽等[12]采用70 kV管电压、30 mL对比剂跟100 kV管电压、60 mL对比剂进行比较，70 kV联合迭代重建技术重建图像，而100 kV的用滤波反投影重建算法重建图像。在BMI≤25 kg/m2、心率≤70次/min的受试者中，两组图像质量无统计学差异。Zhang等[13]同样采用70 kV管电压，运用前瞻性心电门控技术、大螺距技术以及迭代重建技术，用于BMI＜25 kg/m2的较低体重患者的冠状动脉CTA检查，即大大减少辐射剂量有取得满意的图像质量。还有很多学者在进行冠状动脉CTA检查时的管电压都采用70 kV[14-15]。

3 不同管电压与BMI的关系研究

BMI=体重（kg）/身高（m2），是世界卫生组织（WHO）推荐的国际统一使用的肥胖分型标准。很多的低kV剂量研究都设定一定的BMI范围作为研究对象。①BMI≤25 kg/m2，曹剑等[14]认为BMI≤25 kg/m2适合行冠状动脉CTA时用70 kV低剂量，BMI≥25 kg/m2被排除。陈万洪等[16]采用双低模式在肠系膜上动脉CTA中的研究时，用中小体重指数（BMI≤24 kg/m2）的患者作为研究对象，可获得满足临床诊断需求的理想血管图像；袁训伟等[17]在分析100 kV条件下进行冠状动脉CTA检查，分别采用前瞻性心电门控和回顾性心电门控技术进行对比研究，患者体重指数纳入范围是BMI＜25 kg/m2，得出前瞻性心电门控冠状动脉CTA的辐射剂量更低。②BMI＞25 kg/m2，栾贻新等[18]探讨用低对比剂用量结合100 kV的低管电压进行冠状动脉CTA检查，患者选择BMI＞25 kg/m2的范围，结果能获得与常规剂量组相当的冠状动脉CTA图像质量，但辐射剂量和对比剂用量都明显降低；聂洋平等[19]应用100 kV低管电压和低浓度对比剂对超重者（25 kg/m2≥BMI＜30 kg/m2）行冠状动脉CTA检查，不仅能确保图像质量，并可降低对患者的辐射剂量和碘摄入量。李文进等[20]的双源CT“双低”研究显示,对于高体质量指数（26 kg/m2＜BMI＜30 kg/m2）肥胖患者，可将管电压从120 kV降低至80 kV，获得的图像仍然能够满足主观诊断需要，并且大大减小了碘对比剂的用量。张婷婷等[17]运用双源螺旋CT进行“双低”技术（70 kV低电压和低浓度对比剂）冠状动脉检查，研究对象是腹型肥胖患者，分别纳入高体重指数患者（26 kg/m2＜BMI≤28 kg/m2）和超高体重指数患者（BMI＞28 kg/m2），结果表明高体重指数患者获得的“双低”冠状动脉CTA图像质量满意，是可行的，而超高体重指数患者的图像质量无法满足日常诊断需求。

4 低管电压与“三低”技术的在CT血管成像技术的应用

三低技术即是低辐射剂量、低对比剂剂量、低注射速率。有关文献研究表明，低管电压CTA扫描不仅可以降低辐射剂量，而且还能大幅度减小对比剂用量和注射速率[21]。X线能量与CT值的关系是：能量越低CT值越大，CT值随着能量的增加而减少，降低管电压就是降低X线能量，使X线穿透能力减弱，穿过碘造影剂时衰减增加，血管CT值增加，从而提高CTA图像的SNR和CNR。邓亮等[22]探讨行冠状动脉CTA扫描时用100 kV低管电压结合低流速（4 mL/s）注射与常规120 kV管电压高流速（6 mL/s）注射进行对比研究，分析两组冠脉血管平均CT值、SNR、CNR、图像噪声等，结果图像质量无明显差异，管电压结合低流速不但明显降低对比剂外渗率，而且也明显降低有效辐射剂量。Kok等使用70 kV、80 kV、100 kV三种低管电压分别和120 kV常规管电压进行对比研究，方法是利用一个冠状动脉脉循环体模以及60例冠脉CTA检查病例进行研究，其结果表明：在保持冠脉血管CT值没有出现统计学差异的情况下，使用100 kV、80 kV、70 kV管电压所用的对比剂流速和总量分别与120 kV管电压使用的对比剂注射流速和总量均有明显降低，降低的范围分别为12%～23%、34%～56%、45%～67%。对比剂外渗轻的引起皮肤红肿或水泡，严重的可能会引起皮肤溃疡、坏死甚至肢体功能障碍。而降低注射速率是预防外渗的有效方法之一。所以说，利用低管电压剂量技术应用到CT血管成像时，不仅能够降低扫描时的辐射剂量，而且还能够降低对比剂的注射速率和用量,使用低管电压剂量、低注射速率的图像CT值可以接近高管电压剂量、高注射速率、高造影剂用量条件下扫描的图像CT值,保证了血管图像质量、达到诊断目的。

综上所述，低管电压扫描在CT血管成像技术的应用时，根据不同体质量指数和重建方法可以分别使用70 kV、80 kV、100 kV扫描技术，在确保图像质量的同时尽量减少受检者的辐射剂量、对比剂总量及注射速率，从而最大限度地降低对受检者的潜在附加危害，体现以病人为中心、关爱病人的理念。如何合理地利用现有设备、联合应用各种不同技术，使低管电压扫描在CT血管成像技术的应用得到广泛的推广仍然是今后一段时间的研究重点。