雙源CT與傳統CTA—DSA技術在頭頸部血管成像的對比應用

胡杏珍　吳曄　周煜奇等

[摘要] 目的 探討炫速雙源CT雙能量成像在頭頸部動脈血管中應用的價值。 方法 96例患者隨機分成兩組：A組炫速雙源組（n=48），使用炫速雙源行頭頸部CTA雙能量檢查，掃描參數140 kV/Sn80 kV，210/105 mAs；B組傳統Neuro-DSA組（n=48），使用炫速雙源內的傳統Neuro-DSA常規掃描方法，參數120 kV/245 mAs；同時比較兩組檢查的CT容積劑量指數（CTDI vol）以及進行圖像質量主觀評分。 結果 兩組間影像質量的主觀評估差異有統計學意義（P<0.05），兩組間輻射劑量差異有統計學意義（P<0.05），A組有效劑量為（7.54±0.05）mGy，較B組的（10.67±0.08）mGy降低約25%。 結論 頭頸部血管炫速雙源雙能量成像與傳統Neuro-DSA成像對比雙能成像輻射小，成像質量效果好，但顱底骨存在過度減影的缺點，技術亟需改進。

[關鍵詞] 體層攝影術；X 線計算機；血管造影術

[中圖分類號] R814.4 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2015）21-0079-05

[Abstract] Objective To explore the application value of dazzle speed dual-source dual-energy CT imaging in head and neck arteries. Methods Total 96 patients were enrolled into two groups randomly in this study. Fourty-eight patients were scanned the dual-energy scanning mode（140 kV/Sn80 kV，210/105 mAs） in group A. The other 48 patients were scanned in a tranditional Neuro-DSA mode （120 kV/245 mAs） in group B. The CT volume dose index （CTDI vol） and the subjective image quality score were compared between two groups. Results The difference of the subjective image quality score was significant between the two groups（P<0.05）， the effective dose of group A was decreased by 25% compared with the dose of group B [（7.54±0.05） mGy vs （10.67±0.08） mGy）. Conclusion Radiation dose is lower， image quality is better in the dazzle speed dual-source double energy imaging of the head and neck vascular when compared to the conventional Neuro-DSA imaging. But excessive？subtraction angiography exists in the bone of the skull base， the technology needs to be improved.

[Key words] Computerized tomography； X-ray computer； Angiography

數字減影血管造影技術（DSA）目前仍成為診斷頭頸部血管病變的金標準[1]。毋庸置疑的是DSA的有創性的本質特征及其并發癥仍高于頭頸部CT血管成像（CTA）和磁共振的檢查血管成像（MRA），限制了DSA的臨床廣泛應用[2，3]。MRA因為無放射性輻射，隨著磁共振場強不斷提高，掃描速度越來越快，作為腦血管疾病的篩選得到越來越廣泛的應用，但是其反映的是血管內血流動力學的生理特征而不是真正的解剖學管腔，對于血管分叉處或血流處于湍流狀態往往導致信號缺失或出現夸大效應[4]。CTA檢查因為其掃描速度快、無創傷、偽影少等優點逐漸成為頭頸部血管檢查的首選[5]。但是常規CTA檢查輻射劑量大、顱底血管重建復雜、耗時、成功率不高等缺點阻礙了其發展[3，6，7]。雙源CT雙能量成像因其炫速掃描速度與極低的輻射劑量和快速重建方法得到越來越多的業內人士的認可[1，8，9]。但目前對于炫速雙源CT的掃描劑量、圖像質量評價和圖像后處理效率與傳統CT對比文獻比較少，本文探討炫速雙源CT雙能量成像與傳統CTA-DSA技術在頭頸部動脈血管成像的應用優勢。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2012年1月～2014年1月兩年間在我院及合作醫院浙江省立同德醫院懷疑有腦血管疾病行CTA檢查的患者96例。上述患者檢查中均有良好配合能力，無碘劑過敏史及嚴重的肝腎功能不良，受檢者均簽署知情同意書。96例患者中，男62例，女34例，年齡20～85歲，平均（55±31）歲。本研究獲得醫院倫理學委員會批準。將患者隨機分為A（炫速雙能組）、B組（傳統Neuro-DSA組）兩組。兩組患者的性別、年齡、體重、體質指數無明顯差異（P>0.05）。見表1。

1.2 設備與方法

A、B兩組患者均由西門子公司炫速雙源CT機（SOMATOM Definition Flash CT）掃描。囑托患者頭頸部保持靜止，并把患者于掃描前置于舒服頭托內，讓其平靜呼吸，避免眨眼和吞咽動作。設定從主動脈弓水平掃描向上至顱頂水平掃描的范圍。雙筒高壓注射器，注射速率5.5 mL/s，左或右側肘前靜脈注射造影劑，造影劑選用非離子型造影劑歐乃派克注射液350 mgI/mL，采用頭先進，仰臥位，注射劑量按1.2 mL/kg，注射完畢后，以同樣速率注射0.9%氯化鈉注射液40 mL。人工智能觸發掃描應用于此掃描過程中，觸發點定于主動脈弓水平，觸發閾值設定在100 Hu，延時5 s開始自動追蹤掃描。掃描參數：A組炫速雙能組無需平掃，采用雙源雙能量掃描準直器寬度128 mm×0.6 mm，管電壓140 kV/80/Sn，管電流210/105 mAs，螺距0.7，旋轉時間0.28 s，開啟Care Dose 4D。B組傳統Neuro-DSA組需常規平掃，然后按相同條件進行增強檢查。準直器寬度128 mm×0.6 mm，管電壓120 kV，有效管電流245 mAs，螺距0.7，旋轉時間0.28 s，同時開啟Care Dose 4D。兩組采用相同的掃描參數和重組參數如下：層厚1 mm，層間隔0.7 mm，視野24×24，重組函數30 f。

1.3 圖像重建和圖像分析與評價

圖像重建：A 組掃描完成后，獲得3組自動重建數據，即80 kV/140 kV及兩種能量混和數據，得到第三組數據（相當于約120 kV）將自動重建數據傳輸至工作站，將兩組數據及前兩組數據分別同時調入雙能量處理軟件在右側工具欄下選擇和headbone removal自動進行去骨[10]。然后利用兩組重建后的數據傳入Inspace 軟件，利用容積重建（volume rendering technique、VRT）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多平面重建（multiplanar reformation，MPR）等后處理技術，使頭頸部動脈血管得到良好地顯示[11]。

圖像分析：頭頸部動脈CTA質量影響主要在顱底骨質和頸椎橫突孔周圍骨質，我們主要通過選取頸動脈的三段來分析圖像質量：（a）頸動脈顱外段；（b）頸動脈管段，這一段是影響圖像質量的關鍵所在；（c）虹吸段[12]。

圖像評價：根據Morhard D的圖像質量的評價分級，將兩組圖像三段分為5個等級評分為0～4分：0分：動脈血管壁顯影差，無法評價血管影；1分：有大量骨骼殘留，圖像質量欠佳，偽影較多；2分：僅有少量骨骼殘留或偽影較小，但尚能進行影像學診斷；3分：少量骨骼偽影，血管壁尚光滑銳利；4分：無任何骨骼偽影，無任何偽影，血管壁光滑銳利。評價圖像由2位副主任以上放射診斷醫師共同閱讀評定。

輻射劑量的測定方法：檢查結束后CT機會自動生成輻射劑量報告文件（Dose Report）來記錄CT容積劑量指數（CT dose index CTDI VOL，單位mGy）[13]，炫速雙能組計算增強掃描輻射劑量，傳統Neuro-DSA為平掃和增強輻射劑量相加。

1.4 統計學方法

采用Kappa一致性檢驗（Kappa值，即K值）評價兩名醫師的一致性，標準如下：0.75

2 結果

2.1 兩組CTDIvol情況比較

炫速雙能組的CTDI最大值為8.32 mGy，最小值6.47 mGy，平均值（7.54±0.05）mGy；傳統Neuro-DSA組CTDI最大值為（10.67±0.08）mGy，最小值9.68 mGy，平均值（10.67±0.08）mGy，兩組比較差異有統計學意義（t=12.83，P<0.05），炫速雙能組的輻射劑量明顯小于傳統Neuro-DSA。見表2。

2.2 炫速雙能組與傳統Neuro-DSA血管圖像質量評分分級情況比較

96例炫速雙能組與傳統Neuro-DSA血管圖像質量評分分級比較顱外段、頸動脈管段、虹吸段χ2值分別為32.372、37.351、36.753，P<0.05，說明炫速雙能組血管圖像質量評分分級明顯高于傳統Neuro-DSA，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3和圖1、2。

3 討論

頭頸部血管性疾病是臨床常見病、多發病，且發病時往往比較緊急，因此必須要求檢查迅速、準確。DSA的有創性往往在臨床上難以廣泛推廣。磁共振的發展迅速，但檢查的速度還不能滿足臨床的需要。CT因為其快捷、準確度高的優點，得到臨床醫生的青睞。隨著CT的快速發展，在旋轉機架上安裝兩套球管系統及兩套相互獨立的數據采集系統的西門子雙源CT 2008年應用以來顯示了其強大的功能[14]。它不但可以通過設置不同的管電壓進行雙能量掃描，而且還能同時采集高千伏和低千伏兩套數據。頭頸部血管雙能量成像獲得的140 kV和80 kV兩組不同能譜數據，兩者轉換成相當于120 kV的融合圖像，通過一次掃描可同時獲得多組不同能譜的圖像，為診斷提供豐富的參考圖像[15]。其原理是因為X線的衰減決定于X線的能量和其穿過的物體的組織特性，當兩種不同kV（即80 kV和140 kV）的X線對同樣組織進行螺旋掃描時，穿過人體的X線衰減不同；對于不同組織掃描，其X線衰減也并不相同[16]。以我們常用的非離子型造影劑中的碘劑來說，它對低能量X 線的衰減系數較高能X線條件下，其衰減系數減少50%以上。與高能X線相比，氣體的衰減系數在低能X 線條件下幾乎無變化。因此，可利用不同能量的X線及不同組織對應的CT值變化得出體現組織化學成分的組織特性圖像，這就是雙源CT雙能量成像的原理[17]。基于這一原理雙源CT可獲得雙能量數據，自動區分碘對比劑和鈣質，并能從增強影像上去除碘對比劑，實現虛擬平掃以及自動骨去除技術[18]。炫速雙源CT機除了具有一代雙源CT機的優勢外，探測器寬度的增加以及球管旋轉時間的降低增加了其技術上的優勢，另外其選擇性能譜濾過技術的應用以及有效劑量的減少，結合其它技術的進步來保證圖像質量，同時降低患者的輻射劑量。炫速雙源CT腦血管雙能量成像應用了選擇性能譜濾過（select by photon shields，SPS）技術，應用錫板對140 kV的光子束低能光子進行剔除，使圖像噪聲明顯降低，提高了圖像的對比度和信噪比，隨著低能光子的濾除，患者的輻射劑量也降低[19]。炫速雙能CT腦血管傳統Neuro-DSA方式通過兩次掃描利用數字血管造影的減影原理，用血管造影后的數據減去平掃所得的同層面數據獲得血管圖像[20]。Neuro-DSA圖像質量也能滿足診斷需求，但由于需要兩次掃描，增加了患者的輻射劑量，同時要求兩次掃描范圍及位置完全一致，對于不能完全配合的危重患者增加了檢查難度。一次掃描能得出兩組能量圖像，根據對比劑中碘劑與骨組織對不同能級X線吸收率的不同篩選出血管，解決了常規減影血管成像中運動偽影的問題，降低了患者配合度的要求，特別適合于急診患者以及一些重癥無意識患者，同時明顯降低了患者接受輻射劑量，更符合當前患者對檢查安全性的要求。但是炫速雙源仍存在過度減影的問題，如血管邊緣呈小鋸齒狀，或可能出現過多骨殘留， 往往無法得到滿意的圖像，顱底血管觀察仍受到影響，這是炫速雙源CT頭頸部血管應用中亟需解決的問題。顱底海綿竇段易造成血管過分減影是炫速雙源CT常發生的問題，這時后處理技術員可以通過血管內碘值曲線的調節，加上對原始數據的再處理，進行校正和編輯的雙重調節機制，能夠獲得暫且滿意的圖像效果，但是還需進一步研究探索如何獲得完美的圖像效果。

本研究炫速雙能組的CTDI平均值比傳統Neuro-DSA組CTDI平均值降低約25%，炫速雙能組的輻射劑量明顯小于傳統Neuro-DSA。炫速雙能組除了減少一次平掃的掃描外，自動管電流調節技術（Care Dose 4D）也起到了大幅降低輻射劑量的效果。雙能組的兩組管電壓能夠有效調整管電流以最低的管電流效果達到圖像的完美組合。而Neuro-DSA組的單一管電壓無法完美地降低管電流的有效輸出，導致管電流的增大，但是本研究不足的是，沒有記錄每例病人有效管電流的輸出情況，這是需要改進的方向。

綜上所述，毋庸置疑的是炫速雙源CT成像在保證良好的圖像質量的同時，縮短了掃描時間，選擇性能譜濾過技術的應用為掃描參數的優化廣闊的發展空間，在提供良好的成像效果的同時合理有效地降低輻射劑量，在頭頸部動脈血管的檢查中有巨大的臨床應用價值。

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（收稿日期：2015-02-10）