自然呼吸下小劑量對比劑CTPA診斷肺動脈栓塞

竇瑞雨， 李想， 劉琨， 張麗君， 徐磊

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·肺栓塞影像學專題·

自然呼吸下小劑量對比劑CTPA診斷肺動脈栓塞

竇瑞雨， 李想， 劉琨， 張麗君， 徐磊

目的：評估自然呼吸狀態下小劑量對比劑CT肺動脈成像(CTPA)的可行性及診斷肺動脈栓塞的價值。方法：64例臨床懷疑肺動脈栓塞的患者行CTPA檢查，按隨機表分為A、B兩組：A組(n =32)，自然呼吸狀態下掃描，管電壓100kV，螺距3.2，對比劑為碘海醇(350 mg I/mL)25 mL；B組(n =32)，常規掃描模式，管電壓120 kV，螺距2.2，對比劑為碘帕醇(370 mg I/mL)。測量各級肺動脈CT值、標準差(SD)、上腔靜脈CT值；計算肺動脈主干及雙下肺動脈基底支信噪比(SNR)、對比噪聲比(CNR)；記錄對比劑用量、容積CT劑量指數(CTDIvol)、劑量長度乘積(DLP)、有效輻射劑量(ED)，并進行統計學分析。結果：兩組肺動脈各級分支CT值及兩下肺動脈基底支SD值、SNR差異均無統計學意義(P>0.05)。A組肺動脈主干、左右肺動脈SD值高于B組，差異均有統計學意義(P<0.05)；A、B兩組肺動脈主干SNR、CNR及左右下肺動脈基底支CNR差異均有統計學意義(P<0.05)。A組上腔靜脈CT值[(469.93±196.22)HU]、對比劑用量(25.00mL)明顯低于B組[(870.72±426.87)HU、(49.47±7.56)mL]，差異有統計學意義(P<0.01)；A組CTDIvol、DLP、ED較B組明顯減低[(2.81±3.86) vs (5.65±1.14)，P=0.000；(86.25±0.40) vs (163.63±39.00)，P=0.000；(1.21±0.18)mSv vs (2.29±0.55)mSv，P=0.000]，差異均有統計學意義(P<0.05)。兩組共檢出肺動脈栓塞24例(A組11例，B組13例)，兩組間陽性顯示率差異無統計學意義(P>0.05)；兩組上腔靜脈線束硬化偽影顯示率(A組9例，B組19例)差異有統計學意義(P<0.05)。結論：自然呼吸狀態下小對比劑用量CTPA檢查圖像質量可滿足診斷要求，可減少上腔靜脈線束硬化偽影，降低對比劑用量及輻射劑量。

體層攝影術，X攝像計算機； 肺動脈栓塞； 對比劑； 輻射劑量

肺動脈栓塞(pulmonary embolism，PE)發病率逐年上升，病死率較高，目前無創性CT肺動脈血管成像(CT pulmonary angiography，CTPA)已經成為其影像診斷的首選方法[1]。由于對比劑腎病(contrast induced nephropathy，CIN)、電離輻射損傷與對比劑用量及CT輻射劑量密切相關，因此在圖像質量滿足診斷要求的前提下，合理減少對比劑用量、輻射劑量以降低CIN、輻射損傷的發生風險顯得十分必要[2-4]。PE患者因呼吸困難、心衰、意識障礙或伴有聽力障礙、癡呆等情況不能配合屏氣，在常規CTPA掃描模式下有可能導致檢查失敗或圖像質量差，本研究探討在自然呼吸狀態下，采用大螺距、小對比劑用量、低管電壓CTPA成像的可行性及其臨床應用價值。

材料與方法

1.病例資料

搜集2016年3月-6月于我院行CTPA檢查的64例受檢者，隨機分為兩組:實驗組(A組)32例，其中男20例，女12例，平均年齡(60.75±14.59)歲，體重(70.78±11.30) kg；對照組(B組)32例，其中男18例，女14例，平均年齡(57.00±16.60)歲，體重(72.60±13.45) kg。所有受檢者均簽署知情同意書，并排除碘過敏病史、嚴重腎功能不全。

2.檢查方法

CTPA檢查采用Siemens Somatom Definition Flash第二代雙源CT機，機架轉速0.28 s/r，應用管電流調制技術(CareDose 4D，80～180 mAs)，采用原始數據迭代重建技術(sinogram-affirmed iterative reconstruction，SAFIRE)進行圖像重建，重建層厚1 mm，層間隔0.6 mm，窗卷積核I30f。掃描范圍由胸廓入口至后肋膈角，方向由足至頭。

A組掃描參數：管電壓100 kV，螺距3.2，應用對比劑跟蹤技術(bolus tracking technique，BTT)，感興趣區(region of interest，ROI)選擇肺動脈主干，當CT值達80 HU后，延時4 s自動觸發掃描，對比劑采用碘海醇(350 mg I/mL，25 mL)，注射流速4.0 mL/s。B組掃描參數：管電壓120 kV，螺距2.2，對比劑采用碘帕醇(370 mg I/mL)，注射流率根據體質指數(body mass index，BMI)確定：BMI<18 kg/m2時流率為4.0 mL/s，BMI為18～23 kg/m2時流率為4.3 mL/s，BMI為23～28 kg/m2時流率為4.6 mL/s，BMI>28 kg/m2時流率為5.0 mL/s。對比劑用量=注射流率×[延遲掃描時間-生理鹽水(30 mL)÷注射流率]。掃描前先應用小劑量對比劑團注測試法，即以相同流率注入對比劑、生理鹽水各15 mL，選擇肺動脈主干、左心房層面作為監測感興趣區，對比劑注射開始后延遲4 s、每隔1 s進行感興趣區監測掃描，將肺動脈主干、左心房時間-密度曲線(DynEva方法)交叉點的時間設為CTPA檢查的延遲掃描時間。

3.圖像分析

由2位影像診斷醫師采用雙盲法對上述64例受檢者的CTPA圖像在工作站上通過容積再現(volume rendering，VR)、多平面重組(multiplanar reformation，MPR)、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)等后處理技術進行重建并獨立分析，意見不一致時經協商取得一致意見。分別測量兩組受檢者各級肺動脈CT值、背部肌肉CT值標準差(SD值)、上腔靜脈(右肺動脈水平)CT值， ROI選擇肺動脈主干、左肺動脈、右肺動脈、背部肌肉組織截面積(1.4～1.6 cm2)，左、右下肺動脈基底支、上腔靜脈(右肺動脈水平)ROI占正常管腔2/3截面積(圖1～3)。計算肺動脈主干及雙下肺動脈基底支信噪比(signal to noise ratio，SNR)=(肺動脈CT值/背部肌肉SD)、對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)=(肺動脈CT值-背部肌肉CT值)/背部肌肉SD，采用各級肺動脈SD值、CNR、SNR評價圖像噪聲[5]。記錄兩組出現上腔靜脈周圍條紋偽影的病例數、偽影程度(偽影局限在上腔靜脈周圍時不影響診斷，偽影放射至右肺動脈和/或右上葉肺動脈時影響診斷)及肺動脈栓塞陽性例數(圖4～6)；記錄實驗組肺動脈呼吸運動偽影產生錯層、斷層的病例數。記錄兩組對比劑用量、容積CT劑量指數(CT dose index volume,CTDIvol)、劑量長度乘積(dose length product，DLP)及有效輻射劑量(effective dose，ED)(ED=DLP×0.014)，本研究僅統計對比劑用量、輻射劑量，不包括小劑量對比劑團注測試。

4.統計學分析

結　果

1.兩組受檢者年齡、體重差異無統計學意義(P>0.05，表1)；兩組肺動脈CT值均>220 HU，A組CTPA圖像未發現各級肺動脈呼吸運動偽影致錯層、斷層，圖像質量滿足診斷要求。

表1　兩組一般資料、線束硬化偽影、PE顯示率比較

2.兩組客觀圖像質量比較

兩組病例肺動脈各級分支CT值、兩下肺動脈基底支SD值、SNR值差異均無統計學意義(P>0.05)。A組肺動脈主干、左、右肺動脈SD值高于B組，差異均有統計學意義(P<0.05)，A組肺動脈主干CNR及SNR、兩下肺基底支CNR低于B組，差異均有統計學意義(P<0.05)。兩組上腔靜脈CT值差異有統計學意義(P<0.05，表2)。

A組對比劑用量為固定25 mL，較B組對比劑用量[(49.47±7.56) mL]減少49.46%，差異有統計學意義(P<0.05)。A、B兩組CTDIvol、DLP、ED差異均有統計學意義(P<0.05)，A組輻射劑量明顯低于B組。

表2　兩組客觀圖像質量及輻射劑量比較

A組9例顯示上腔靜脈硬化偽影，B組19例，經χ2檢驗兩組顯示率差異有統計學意義(χ2=6.349，P=0.012)；A組檢出肺動脈栓塞11例(陽性率34%)，B組檢出13例(陽性率41%)，經χ2檢驗兩組陽性率差異無統計學意義(χ2=0.267，P=0.606,表1)。

討　論

隨著MSCT技術的發展，時間、空間分辨力明顯提高，成像時間進一步縮短，西門子第二代雙源CT應用Flash模式，螺距達3.2，CTPA掃描時間僅需0.75 s左右，本研究A組CTPA圖像未發現肺動脈因呼吸運動或心臟運動而產生偽影的情況，說明自然呼吸狀態下大螺距CTPA成像技術是可行的[6]。常規CTPA檢查深吸氣后屏氣致胸腔內壓力降低，使下腔靜脈(不含對比劑的血液)回流至右心房的血流量增加，從而稀釋了肺動脈的對比劑濃度或造成對比劑混合不均勻，影響圖像質量。急性肺動脈栓塞臨床表現多樣，無特異性，極易誤診、漏診，患者不明原因的呼吸困難、肺動脈高壓、暈厥高度提示急性肺動脈栓塞可能，未經診治的患者病死率達25%～30%[7]；在自然呼吸狀態下快速完成CTPA檢查，避免不能配合屏氣而導致檢查失敗，可及時明確診斷急性肺動脈栓塞，提高患者生存率。

本研究中A組對比劑濃度為350 mg I/mL，低于B組(370 mg I/mL)，較低濃度對比劑可減輕對血管內皮的損傷和腎臟功能損害。本研究A組較B組上腔靜脈CT值減低46.03%，兩組上腔靜脈線束硬化偽影顯示率及偽影影響診斷的程度差異有統計學意義(A組9例，其中2例偽影放射至右肺動脈及右上肺動脈周圍而影響診斷；B組19例，其中7例偽影放射至右肺動脈及右上肺動脈周圍而影響診斷)，A組上腔靜脈線束硬化偽影較少，圖像質量較好。靜脈注射含碘對比劑后CIN發生率約為3%，CIN與對比劑用量相關，尤其糖尿病是CIN發生最為重要的相關危險因素，小用量對比劑可降低CIN的發生風險[8，9]；本研究A組對比劑用量為25 mL，較B組減少49.46%，既可降低CIN的發生風險又可減少患者的檢查費用。

理論上輻射劑量與管電壓的平方呈正比，與管電流線性相關，可通過降低管電壓、管電流實現降低CTPA掃描輻射劑量的目的；同時在不同管電壓模式下的CTPA圖像中，肺動脈強化程度相同的情況下，低管電壓較高管電壓可減少對比劑用量[10,11]。本研究A組采用100 kV管電壓及管電流調制技術，有效降低了輻射劑量。A組DLP、CTDIvol、ED較B組分別降低約47.29%、50.27%、47.29%；A組 ED約1.21 mSv，較戴穎鈺等[12]報道的ED(2.34～4.21 mSv)進一步減低。但是隨著輻射劑量的降低，圖像噪聲隨之升高，本研究A、B兩組各級肺動脈CT值差異無統計學意義(P>0.05)，A組肺動脈主干、左右肺動脈SD值高于B組，肺動脈主干(CNR、SNR)、兩下肺基底支(CNR)低于B組，圖像噪聲主要影響肺動脈主干、左右肺動脈，對肺動脈段級及以下分支影響不大。本研究采用SAFIRE技術，可減輕噪聲對肺動脈圖像的影響，提高了CTPA圖像質量[13]。本研究兩組各級肺動脈CT值及肺栓塞陽性顯示率差異無統計學意義(P>0.05)，診斷效能相近，因此，CTPA檢查選擇合適的掃描參數，可平衡輻射劑量與圖像質量之間的關系。

綜上所述，采用自然呼吸狀態下小劑量對比劑CTPA檢查，可減輕上腔靜脈線束硬化偽影、降低輻射劑量及CIN的發生風險，盡管圖像噪聲略有增高，但依然可滿足診斷要求，因此值得推廣。本研究中對比劑濃度仍然較高，有進一步降低的可能(270 mg I/mL)。

[1]Gill MK，Vijayananthan A，Kumar G，et al.Use of 100kV versus 120kV in computed tomography pulmonary angiography in the detection of pulmonary embolism:effect on radiation dose and image quality[J].Quant Imaging Med Surg，2015，5(4):524-533.

[2]Nyman U，Almen T，Aspelin P，et al.Contrast-medium-induced nephropathy correlated to the ratio between dose in gram iodine and estimated GFR in mL/min[J].Acta Radiol，2005，46(8):830-842.

[3]Hassen GW，Hwang A，Liu LL，et al.Follow up for emergency department patients after intravenous contrast and risk of nephropathy[J].West J Emerg Med，2014，25(3):276-281.

[4]Perisinakis K，Seimenis I，Tzedakis A，et al.Perfusion scintigraphy versus 256-slice CT angiography in pregnant patients suspected of pulmonary embolism:comparison of radiation risks[J].J Nucl Med，2014，55(8):1273-1280.

[5]Chen HL，Chen TW，Qiu LH，et al.Application of flash dual-source CT at low radiation dose and low contrast medium dose in triple-rule-out (tro) examination[J].Int Clin Exp Med,2015,8(11):21898-21905.

[6]鄧國輝，胡紅杰，張文明，等.急診患者在自然呼吸狀態下行高螺距掃描模式雙源CT肺動脈造影的應用研究[J].中華急診醫學雜志，2014，23(4):459-462.

[7]巫少榮，郭軍，李自成.急性肺動脈栓塞125例臨床分析[J].臨床心血管病雜志，2012，28(5):377-378.

[8]Sonhaye L，Tchaou M，Amadou A，et al.Intravenous contrast medium administration for computed tomography scan in emergency:a possible cause of contrast-Induced nephropathy[J].Radiol Res Pract，2015，2015：805786.

[9]Lu GM，Luo S，Zhang LJ，et al.High-pitch computed tomography pulmonary angiography with iterative reconstruction at 80kVp and 20mL contrast agent volume[J].Eur Radiol，2014，24(12):3260-3268.

[10]Bae KT.Intravenous contrast medium administration and scan timing at CT:considerations and approaches[J].Radiology，2010，256(1):32-61.

[11]胡學梅，馬麗婭，張進華，等.低劑量、等滲低濃度對比劑CT肺動脈血管成像技術在診斷肺動脈栓塞中的應用研究[J].中華放射學雜志，2014，48(10):811-815.

[12]戴穎鈺，馬新星，陳銦銦，等.四種CT掃描模式對肺動脈成像圖像質量和輻射劑量的影響[J].中國醫學影像學雜志，2015，23(1):4-9.

[13]Montet X，Hachulla AL，Neroladaki A，et al.Image quality of low mA CT pulmonary angiography reconstructed with model based iterative reconstruction versus standard CT pulmonary angiography reconstructed with filtered back projection:an equivalency trial[J].Eur Radiol，2015，25(6):1665-1671.

The application value of low contrast agent CT pulmonary angiography under natural breathing in diagnosis of pulmonary embolism

DOU Rui-yun，LI Xiang，LIU Kun，et al.

Radiology Department，Beijing Anzhen Hospital，Capital Medical University，Beijing 100029，China

Objective：The purpose of this study was to evaluate the feasibility and application value of low contrast agent CT pulmonary angiography in diagnosis of pulmonary embolism under free breathing.Methods: According to the random number table,a total of 64 patients with suspected pulmonary embolism were divided into two groups,group A (n=40) and group B (n=40),and underwent CT pulmonary angiography (CTPA).Group A underwent with 100kV,helical pitch (HP) 3.2 and 25mL of contrast medium (350mg I/mL) on free breathing mode.Group B underwent with 120kV,HP 2.2 and contrast medium (370mg I/mL) on routine breath-hold mode.The parameters including CT value and standard deviation (SD) in the different level of pulmonary artery (main pulmonary artery,left and right pulmonary artery,left and right inferior basal segment pulmonary artery) and CT value of superior vena cava (SVC) were measured.The signal to noise ratio (SNR) and contrast to noise ratio (CNR) of main pulmonary artery and bilateral inferior basal segment pulmonary artery were calculated.The amount of contrast agent,CT dose index volume (CTDIvol),dose length product (DLP) and effective dose (ED) were recorded.Statistical analysis was performed for the two groups.Results:There were no significant differences in CT value in different levels of pulmonary artery,SD and SNR of bilateral inferior basal segment pulmonary arteries (P>0.05).The SD in the main pulmonary artery and bilateral pulmonary arteries in Group A were higher than that in group B,the (SNR and CNR) in main pulmonary artery and the (CNR) in bilateral inferior basal segment pulmonary arteries which were lower in group A,with significant statistical difference (P<0.05).The CT value of SVC and amount of contrast agent in group A [(469.93±196.22)HU,(25.00±0.00)mL] were lower than those in group B [(870.72±426.87)HU,(9.47±7.56)mL],with significant statistical differences (P<0.01).The CTDIvol,DLP,and ED were lower in group A than those in group B [(2.81±3.86) vs (5.65±1.14),P=0.000；(86.25±0.40) vs (163.63±39.00),P=0.000；(1.21±0.18)mSv vs (2.29±0.55)mSv,P=0.000],with significant statistical differences (P<0.05).PE was found in 24 patients (11 in group A,13 in group B),however with no significant difference between the two groups (χ2=0.267,P=0.606).The iodine contrast agent sclerosis artifacts in SVC between two groups was noted with significant statistical difference (χ2= 6.349,P=0.012<0.05).Conclusion:The image quality on CTPA under free breathing and low contrast agent is satisfied.The iodine contrast agent sclerosis artifacts of superior vena cava,dosage of contrast medium and radiation are reduced.

Tomography,X-ray computed； Contrast agent； Radiation dose

100029北京，首都醫科大學附屬北京安貞醫院醫學影像科

竇瑞雨(1982-)，男，北京人，主治醫師，主要從事心肺血管影像診斷工作。

R563.5; R814.42

A

1000-0313(2016)09-0808-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2016.09.003

2016-08-01)