双低剂量的下肢CTA 方案对糖尿病下肢动脉闭塞性病变的应用价值

董大明，喻 峰

（京山市人民医院放射科 湖北 荆门 431899）

糖尿病是由胰岛素合成、分泌异常或生物作用所引起的以高血糖为主要特征的代谢性疾病，其患病率逐年上升，伴随而来的下肢动脉闭塞性病变的发病率也明显上升，相关调查显示，我国糖尿病患者约有76.7%存在下肢血管病变，表现为静息疼痛、间接性跛行、足部溃疡，严重者可能会截肢[1]。因此，尽早发现和治疗糖尿病下肢血管病变意义重大。影像学方法是检查糖尿病患者下肢血管病变的常用方法，应用较多的有磁共振血管造影（MR angiography, MRA）、CT 血管造影（computed tomography angiography, CTA）、数字减影血管造影（digital subtraction angiography, DSA），其中DSA 凭借准确可靠的优势被认为是诊断下肢血管病变的权威标准，但由于其属于有创检查，可能会增加血栓、出血等并发症的发生风险，加之存在放射性暴露，一般不作为首选检查方法[2]。MRA 虽然在诊断方面与DSA 有较好的一致性，但仍然会出现背景抑制、效果较差等情况[3]。CTA 具有图像质量好、无创的优势，在下肢血管病变的诊断中应用广泛。然而随着下肢CTA 的大量应用，大范围扫描所致的高辐射剂量和高对比剂浓度所带来的危害逐渐显露出来，以低剂量、低浓度获取高质量CTA 图像成为临床研究的热点话题。本研究分析了双低剂量的下肢CTA 方案在糖尿病下肢动脉闭塞性病变中的应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选 取2020 年2 月—2023 年3 月 在 京 山 市 人 民 医院就诊的下肢动脉闭塞性病变的糖尿病患者85 例，其中男45 例、女40 例；年龄50 ～79 岁，平均年龄（58.34±3.11）岁；体质量指数17.45 ～29.45 kg/m2，平均（22.12±2.09）kg/m2；糖尿病病程2 ～16 年，平均（8.34±1.34）年。并根据CTA 扫描电压和对比剂浓度的不同，将患者分为A 组（100 kVp+270 mgI/mL，43 例）和B 组（120 kVp+350 mgI/mL，42 例）两组，两组性别构成比、糖尿病病程等基线资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组基线资料比较

纳入标准：①经糖耐量及临床相关检查确诊为糖尿病；②所有患者血糖稳定；③有下肢肿胀、变色、乏力等表现；④均接受CTA 检查；⑤患者均签署知情同意书。排除标准：①碘剂过敏；②存在严重心肝肾等功能障碍；③合并全身感染者。

1.2 方法

检查工具及参数：采用德国西门子公司128 层螺旋CT 仪，准直器宽度、螺距、转速、重建层厚、层间距分别为128×0.6 mm、0.5、0.5 s/r、0.75 mm、0.4 mm。检查步骤：协助患者取仰卧位，足先进，从腹主动脉远端扫描至足底。依据CTA 扫描电压和对比剂浓度差异，将85 例患者分为A 和B 两组，A 组（43 例）：管电压100 kVp，经肘静脉注射浓度为270 mgI/mL 的威视派克，采用KARL 5 级迭代降噪算法重建；B 组（42 例）：管电压120 kVp，对比剂浓度为350 mgI/mL（碘海醇），采用滤波反投影法重建。两组注射速率均为4.0 ～5.0 mL/s，注射总量1.6 ～1.8 mL/kg，均采用双筒压力注射器，扫描时使用对比剂跟踪技术，在腹主动脉下段选取感兴趣区，设置触发阈值为300 HU 时触发扫描。

1.3 图像处理和数据测量及计算

所得图像上传至工作站进行重建后，由2 名经验丰富的影像科医师对图像质量进行评估，评估标准参照文献[4]，将下肢血管以股骨下1/3 为界，分为上、下两段，分别采取以下评分，最终得分为两段分值的平均值。评分标准：采用1 ～4 分评分，其中1 分表示图像质量差，难以显示血管，有大量噪声和伪影；2 分表示图像质量一般，血管显示略清晰，有明显的噪声和伪影；3 分表示图像质量相对较好，血管显示良好，有部分噪声和伪影；4 分表示图像质量好，血管显示佳，图像噪声和伪影少。

将下肢动脉分为髂总动脉、髂外动脉、股动脉（上段）、股动脉（中段）、腘动脉、胫后动脉6 段，测量各段血管腔内、同层面血管旁肌肉组织和皮下脂肪感兴趣区（ROI）的CT 值和标准差（SD）值，测量3 次取平均值。将皮下脂肪ROI 的SD 值定义为图像背景噪声，并根据公式“信噪比（SNR）=血管CT 值/血管SD值、对比信噪比（CNR）=（血管CT 值-肌肉组织CT值）/皮下脂肪SD 值”，计算SNR 和CNR 值。同时记录CT 机自动生成的CT 剂量指数（CTDIvol），计算有效辐射剂量（ED）和人均对比剂碘摄入剂量，ED=剂量长度乘积×有效转换因子，本研究中有效转换因子取0.015 mSv/（mGy·cm）。碘摄入剂量=对比剂总量×浓度/体重。

1.4 统计学方法

采用SPSS 20.0 统计软件分析数据，符合正态分布的计量资料以均数±标准差（± s）表示，采用t检验；计数资料以频数（n）、百分率（%）表示，采用χ2检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组图像质量比较

两组图像质量评分和背景噪声比较，差异无统计学意义（P＞0.05），其中A组血管CT值高于B组（P＜0.05），SNR 和CNR 低于对照组（P＜0.05），见表2。

表2 两组图像质量比较（± s）

表2 两组图像质量比较（± s）

组别 例数 图像质量评分/分 血管CT 图像背景噪声A 组 43 3.45±0.47 467.23±20.45 13.45±2.34 B 组 42 3.36±0.58 389.98±22.34 14.18±2.09 t 0.787 16.636 1.516 P 0.434 ＜0.001 0.133组别 例数 SNR CNR A 组 43 15.16±3.10 21.45±2.30 B 组 42 24.66±4.23 30.37±3.10 t 11.830 15.090 P＜0.001 ＜0.001

2.2 两组辐射剂量数据比较

A 组CTDIvol、ED 和人均对比剂碘摄入量均低于B 组（P＜0.05），见表3。

表3 两组辐射剂量数据比较（± s）

表3 两组辐射剂量数据比较（± s）

组别 例数 CTDIvol/mGy ED/mSv人均对比剂碘摄入量/（mgI·kg-1）A 组 43 18.90±2.68 4.47±0.98 289.45±15.67 B 组 42 29.59±4.12 15.24±3.25 330.37±24.78 t 14.213 20.787 9.122 P＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

2.3 病例分析

王某，65 岁，男，图1a、1b 为A 组扫描条件，可见下肢动脉及其主要分支显示良好，足背动脉显示欠佳，图像质量评分3 分。李某，68 岁，女，图1c、1 d 为B 组扫描条件，下肢动脉及其主要分支、足背动脉均能良好显示，图像质量评分4 分。见图1。

图1 CTA 扫描图

3 讨论

糖尿病是由遗传和环境因素相互作用所形成的一种代谢综合征，会引起多种并发症。下肢动脉闭塞性病变是糖尿病的一种严重并发症，会导致下肢血液供应不足，引起溃疡、坏疽等症状，甚至截肢，早期诊断和及时有效的治疗尤为重要。下肢CTA 是诊断糖尿病下肢动脉闭塞性病变的常用方法之一，在一定程度上能代替DSA 检查，但由于扫描范围广、辐射剂量大，存在电离损伤危害，因此，在保证图像质量满足临床诊断的前提下，降低辐射剂量，优化CTA 扫描方案意义重大。

本研究比较了两种不同的下肢CTA 方案，结果显示两组图像质量评分和背景噪声比较，差异无统计学意义（P＞0.05），A 组血管CT 值较B 组高（P＜0.05），SNR、CNR、CTDIvol、ED 和人均对比剂碘摄入量较对照组低（P＜0.05），表明使用管电压为100 kVp，对比剂270 mg/mL 的下肢CTA 方案在能得到满足临床诊断需求的高质量图像前提下，能降低辐射剂量和碘摄入量，对患者而言更加安全。辐射剂量受管电压、管电流、扫描长度、螺距等多种因素影响，并与管电压的平方、管电流呈正相关关系，故而降低管电压能减少辐射剂量[5-6]。李春晨等[7]通过比较管电压为100 kVp 和120 kVp 的CTA 图像，发现二者图像质量评分无显著差异，但前者辐射剂量更低。丰川等[8]发现在使用管电压为80 kV 的CTA 对下肢进行扫描时，所得图像不仅能满足临床诊断需求，且相比120 kV管电压辐射剂量下降了91.40%。另外，由于低管电压扫描时所产生的X 线光子能量降低，更接近碘原子K层电子结合能（33.2 keV），使得光电效应增加，血管与周围组织的对比度加强，图像CT 值明显提高[9-10]。在林观生等[11]的研究中120 kV 管电压的CTA 图像的CT 值显著高于对照组。

尽管降低管电压可减少辐射剂量，但会增加图像噪声，影响图像质量，对此，本研究采用了Karl 迭代降噪算法重建技术，该技术能够通过投影域迭代重建算法对不理想的扫描数据进行补偿，保证了经处理后的局部CT 值的准确性，保持了图像的组织结构信息，达到了降低整体噪声水平，改善噪声引起的条状伪影的目的[12-13]。下肢CTA 检查常需要高浓度的碘对比剂以保证血管腔内碘的浓度，继而保证图像质量[14]。但高浓度对比剂的毒性作用较大，会增加肾脏代谢负担，加大对比剂不良事件的发生风险。因此，在保证图像质量能满足临床诊断需求的前提下，应尽可能降低对比剂浓度。本研究中A 组的图像质量评分与B 组无显著差异，可见使用270 mg/mL 对比剂是可行的。胡慧等[15]比较了350 mgI/mL、300 mgI/mL 和240 mgI/mL 对比剂在下肢动脉CTA 中的应用，结果发现三组图像质量无显著差异，浓度为240 mgI/mL 的对比剂所导致的不良反应的发生风险更低，间接证明了低浓度对比剂在CTA 应用中的可行性和临床价值。

综上所述，双低剂量的下肢CTA 方案在糖尿病下肢动脉闭塞性病变中具有显著优势，能在保证图像质量的前提下，降低辐射剂量和碘摄入量，安全性更佳。