雙能CT肺灌注成像在診斷肺栓塞中的價值

卓　娜，馬延賀，張　洪（．天津醫科大學第二醫院超聲科，天津　300；．天津市胸科醫院影像科，天津　300）

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雙能CT肺灌注成像在診斷肺栓塞中的價值

卓娜1，馬延賀2，張洪2
（1．天津醫科大學第二醫院超聲科，天津300211；2．天津市胸科醫院影像科，天津300222）

摘要目的：評價雙能CT（DECT）低對比劑肺灌注成像診斷肺動脈栓塞的圖像質量及輻射劑量。方法：接受雙源CT掃描的肺栓塞疑似患者290例，根據掃描方式不同分為兩組：DECT檢查組80例；常規檢查組210例。分別以主觀和客觀法評價圖像質量：主觀評價法由兩名影像科診斷醫生以5分法評價圖像質量；客觀評價法采用測量信號噪聲比（SNR）和對比度噪聲比（CNR）。分別記錄、計算兩組受檢者的輻射劑量。對兩名影像科診斷醫師的主觀評級采用χ2檢驗。對輻射劑量、SNR和CNR的差異采用t檢驗。結果：兩組患者的年齡、性別差異均無統計學意義。DECT肺灌注成像與常規CTPA成像的圖像質量主觀評級均在1級以上，兩者的診斷效能、圖像質量評分差別無統計學意義。兩組間在SNR、CNR、輻射劑量均無統計學差異。結論：DECT低對比劑用量肺灌注成像所得的圖像能夠滿足臨床診斷需要，降低了受檢者對比劑風險。

關鍵詞肺栓塞體層攝影技術；X線計算機血管造影術；雙能量肺灌注成像；雙源CT

Value of dual energy CT pulmonary perfusion imaging in diagnosis of pulmonary embolism

ZHUO Na1，MA Yan-he2，ZHANG Hong2
（1．Department of Ultrasound，The Second Hospital，Tianjin Medical University，Tianjin 300211，China;2 .Department of Radiology，Tianjin Chest Hospital,Tianjin 300222,China）

Abstract Objective:To compare the radiation dose and image qualities of dual source CT in dual energy scan mode pulmonary perfusion imaging and conventional CT pulmonary artery angiography（CTPA）.Methods:Two hundred and ninety patients with suspected pulmonary embolism,according to the scanning mode,were divided into two groups:80 cases underwent DECT examination;210 cases underwent routine CTPA examination.Image quality was evaluated by 5 points method,and by measuring the signal to noise ratio(SNR)and contrast to noise ratio(CNR).Radiation doses were recorded.The quality score of two groups were obtained by Chi square test.Differences in the radiation dose,SNR and CNR were acquired by t test.Results:Age,gender differences of two groups were not statistically significant.DECT and conventional CTPA acquisition,reconstruction could promote the diagnosis,and the difference showed no statistical significance.There was no significant difference in SNR,CNR and radiation dose between the two groups.Conclusion:Dual energy CT with low dose contrast agent can promote clinical diagnosis,reducing the risk of the contrast agent.

Key words pulmonary embolism;tomography technology；X-ray computed;angiography dual-energy lung perfusion imaging;dualsource

CT肺動脈造影（CT pulmonary angiography，CTPA）能夠有效地診斷肺動脈栓塞并且評估肺動脈栓塞的嚴重程度，在臨床中有廣泛應用。雙源CT （dual-source CT，DSCT）在雙能量（dual energy CT，DECT）掃描模式下可實現肺灌注成像的同時，可以重建出近似120 kV管電壓的CTPA圖像。在顯示肺動脈的解剖信息的同時，也能顯示肺動脈的血流灌注狀態，提高了亞段肺栓塞的檢出率，在臨床中有巨大的應用價值[1-2]。DECT肺灌注成像有助于肺栓塞（PE）的診斷，但如果受檢者的輻射劑量過高，也是不可取的[3]。目前，國內缺少DECT肺灌注成像的圖像質量、輻射劑量的研究報道。因此，我們比較分析DECT肺灌注成像與常規CTPA成像的圖像質量和輻射劑量，分析DECT肺灌注成像應用的可行性。

1　對象和方法

1.1患者選擇回顧性收集2013年2月-2015年5月在天津市胸科醫院接受CT檢查的290例疑似肺栓塞患者。根據患者所接受掃描方式的不同分為兩組：DECT掃描和常規CTPA掃描模式。接受DECT肺灌注成像檢查的患者共80例，平均（59±11）歲（年齡范圍35～79歲），男性30例，女性50例；接受常規CTPA檢查的患者共210例，平均（58±10）歲（年齡范圍38～80歲），男性95例，女性115例。因為檢查需要屏氣及注射含碘對比劑，因此排除以下受檢者：心、肺功能不全者；腎功能不全者；對比劑過敏者等其他禁忌證患者。

1.2 CT檢查方法采用西門子DSCT（Somatom Definition，Siemens Healthcare）及相應工作站（配備有Syngo Dual Energy軟件）。DSCT掃描模式和參數：DECT肺灌注成像（n=80例），球管A：管電壓140 kV、管電流55 mA、FOV為50 cm；球管B：管電壓80 kV、管電流210 mA、FOV為26 cm。準直器寬度為64×1.2 mm；螺距為0.5；球管旋轉1周時間為0.33s，層厚0.75mm。常規CTPA掃描模式（n=210例），僅使用一套X線球管及探測器，管電壓120 kV，曝光量為170 mAs，準直器寬度為64×1.2 mm；螺距為0.5；球管旋轉1周時間為0.33 s，層厚0.75 mm。兩組對比劑注射方案相同，采用雙期相注射方案，注射40～50 mL對比劑（碘帕醇，370 mgI/mL）后再注射20～40 mL生理鹽水，注射速率均為4 mL/s。采用觸發掃描，將興趣區設置在主肺動脈，當其內CT值達100 HU時觸發，延遲4 s掃描。為減少上腔靜脈內線束硬化偽影，掃描方向為由足側向頭側。掃描范圍為心膈角至肺尖。圖像采集在單次屏氣內完成。

1.3 DECT模式圖像重建將DECT模式掃描數據傳至工作站中，應用Syngo Dual Energy中LPBV功能，計算肺灌注圖像。CT值設置：在80 kV及140 kV均視-1 000 HU為氣體；80 kV和140 kV分別以60 HU和54HU視為軟組織；窗寬窗位分別為100HU、50HU。同時，球管A和B的數據以3∶7的權重重建出近似120 kV的常規CTPA圖像。

1.4輻射劑量計算由CT機自動記錄掃描每例受檢者的掃描長度（L，單位cm）和容積CT劑量指數（CT dose index-volume，CTDIvol，單位mGy）。計算每例受檢者的劑量長度乘積（dose length product，DLP；DLP= L×CTDIvol）和有效劑量（effective dose，ED，單位mSv；ED=k×DLP，k取0.017）。

1.5圖像質量評分由兩名影像科診斷醫生在檢查后1 d內分別獨立對圖像質量進行評分，當評分不一致時取評分低者。將圖像質量劃分5個等級：5分為圖像質量高，無偽影，非常有診斷信心；4分為圖像質量較好，伴有輕度的偽影或是噪聲；3分為中等圖像質量，偽影或噪聲較明顯，但仍能診斷；2分圖像質量較差，偽影較重，勉強滿足定性診斷；1分不能作診斷的圖像。

客觀評價圖像質量：采用測量信號噪聲比（SNR）和對比度噪聲比（CNR）。分別測量主肺動脈、左肺動脈及右肺動脈的CT值，測量時興趣區大小設定為血管管徑的2/3，測量其均值作為信號強度；測量胸前空氣區左、中、右3個區域取直徑約1cm的興趣區，測量其標準差，取其平均值作為背景噪聲；同時測量胸大肌CT值，選擇連續的3個層面，取平均值。SNR=信號強度/背景噪聲；CNR=（信號強度-胸大肌平均CT值）/背景噪聲。

1.6統計分析采用IBM SPSS20.0軟件包進行統計學分析。連續變量以±s表示，年齡、輻射劑量、SNR和CNR的差異采用t檢驗。對圖像質量評分采用χ2檢驗。P＜0.05認為差異有統計學意義。

2　結果

疑似肺栓塞并接受DECT肺灌注檢查的80例患者與疑似肺栓塞而接受常規CTPA檢查的210例患者，兩組患者的年齡、性別差異均無統計學意義。

2.1圖像質量DECT與常規CTPA圖像質量的主觀評價見表1。所有采集到的圖像均滿足診斷用，即均在1分以上。兩組共290例疑似PE患者，均滿足診斷要求。常規組210例5分及4分共201例（95.7%）；DECT組5分及4分共73例（91.3%），無1分及2分病例（圖1）。兩組在PE檢查中的圖像質量無統計學差異（χ2=4.42，P=0.219）。DECT與常規CTPA的圖像質量的客觀評價，SNR、CNR均無統計學差異（表2）。

表1　兩組肺動脈主觀評分結果Tab 1 Pulmonary artery scores in two groups

圖1　DECT灌注圖像與常規CTPA對比Fig 1 DECT perfusion images compared with conventional CTPA images

表2　DECT及CTPA兩種模式圖像的SNR、CNR對比Tab 2 Comparison of CNR and SNR in DECT and CTPA modes

2.2輻射劑量DECT肺灌注成像及常規CTPA在掃描長度、采集時間、管電流、DLP及有效輻射劑量ED方面均無統計學差異（表3）。

表3　DECT及常規CTPA輻射劑量參數Tab 3 DECT and conventional CTPA radiation dose parameters

3　討論

薄層CTPA使亞段肺動脈的顯影也成為可能，CTPA可作為診斷肺栓塞的標準[4]。近年來，DECT肺灌注成像的應用愈加廣泛，我們的研究表明DECT肺灌注成像與常規CTPA成像的輻射劑量、圖像質量無統計學差異，該方法既可以提供肺動脈的解剖信息，也可以提供肺灌注信息。

3.1輻射劑量當前CT的廣泛應用，增加了人群的輻射劑量。目前所用的掃描方式，患者的有效輻射劑量約3～5 mSv[5]。DSCT的雙能模式下的有效劑量約3.2～4.7 mSv[6]。雙能模式下的有效劑量與常規模式下的輻射劑量相近，本研究中分別約（4．2±0．80） mSv和（4．4±0．77）mSv。DECT輻射劑量略低于常規模式下輻射劑量，這可能是因為雙能模式下選用了較低的曝光量（mAs），同時，兩套球管系統中有一套采用的是80 kV的管電壓。受檢者的差異也會引起輻射劑量的不同，研究中并未采用隨機化分組的原則，而是回顧性分析數據，這可能會影響輻射劑量的統計。另外，由于臨床資料的缺失，患者的身高體質量指數（BMI）未被統計，這也影響了患者的輻射劑量。在多數研究中，DECT肺灌注成像的輻射劑量等于或略低于常規CTPA的輻射劑量。

3.2 DECT的圖像質量為了確定DECT肺灌注成像能夠應用于肺栓塞的診斷中，需要明確其圖像質量是否可以滿足診斷需要。本研究通過對比分析了兩組檢查方法對肺動脈的成像能力，即評價兩組掃描模式的圖像質量。從主觀方面和客觀方面評價圖像質量，主觀評價方法有5分法或4分法，本文中采用的5分法在評價圖像質量時最為常用[7]。

DECT肺灌注成像時，影響成像質量的因素較多，如偽呼吸偽影、線束硬化偽影、運動偽影、心臟搏動偽影等，受檢者的配合，如屏氣、身體運動等均可影響圖像質量[8]。掃描過程中，受檢者屏氣不佳，會出現呼吸運動偽影，使圖像質量降低。圖像質量也與CT掃描時間、對比劑注射流速和流量等掃描技術參數有關。掃描時間的延長，也增加了受檢者的屏氣時間。當患者意識不清，屏氣不能；心、肺功能不佳時，患者屏氣時間較短或不能配合，圖像質量較差。本研究中，回顧性分析2例2分圖像，一例患者心、肺功能不佳，屏氣時間較短，自足側向頭側掃描過程中，肺底圖像質量較好，但肺門區以上由于屏氣較差，產生呼吸運動偽影，評分較低；另一例由于對比劑流速較慢，數據采集過程中，上腔靜脈內對比劑充盈較多，線束硬化偽影較重，右肺上葉肺動脈評價受限。減少對比劑用量可明顯減少線束硬化偽影，在DECT肺灌注成像中線束硬化偽影是引起灌注缺損的主要非肺栓塞因素。我們的研究中雖然采用了低對比劑用量，但上腔靜脈內的高濃度對比劑仍是產生偽影的主要原因[9]。

SNR和CNR是評價圖像質量的重要參數。本研究中分別測量主肺動脈及左、右肺動脈的CT值，取平均值作為信號強度。背景噪聲設置是以胸前空氣區左、中、右3個區域的CT值為背景噪聲，某些研究中以主肺動脈CT值的標準差定義為噪聲，但研究結果一致[10]。計算CNR時測量肌肉組織CT值，本研究中測量胸大肌，也有文獻報道測量背部肌肉的平均CT值。盡管在測量方法中存在一定的區別，并不影響兩組圖像的對比結果。本研究中兩組圖像的SNR及CNR均無統計學差異，說明了DECT肺灌注成像應用的可行性。

本研究中，DECT肺灌注成像的患者樣本有限。其次，受檢者的身高體質量指數未被統計，個別肥胖、瘦小受檢者未被排除，可能會影響輻射劑量的統計。由于是回顧性分析，兩組受檢者并未隨機分組接受兩種掃描模式，這也可能會影響輻射劑量與圖像質量。但我們依據實際工作經驗認為，兩者圖像質量并無明顯差異，均可很好地診斷肺栓塞。因此，相比于常規CTPA成像，DECT肺灌注成像可以提供額外的肺灌注信息，并以可視化的碘分布圖形式直觀反映肺組織的功能損害（缺血、梗死、支氣管動脈代償的缺失等）及其損害程度和范圍，在臨床中具有更大的應用價值和潛力。

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（2015-07-28收稿）

作者簡介卓娜（1984-），女，醫師，學士，研究方向：醫學影像專業；通信作者：馬延賀，E- mail:mayanhe2008@163.com。

文章編號1006－8147（2016）01-0044-04

中圖分類號R445

文獻標志碼A