低輻射劑量和低對比劑用量在門靜脈血管成像技術的應用

李劍，石磊，劉豹，王棟，楊紅兵，劉從偉，吳志斌，石明國

第四軍醫大學西京醫院 放射科，陜西西安 710032

低輻射劑量和低對比劑用量在門靜脈血管成像技術的應用

李劍，石磊，劉豹，王棟，楊紅兵，劉從偉，吳志斌，石明國

第四軍醫大學西京醫院 放射科，陜西西安 710032

目的 應用雙能量掃描模式進行門靜脈期圖像采集，并用融合系數重建模式進行門靜脈期圖像重建，實現在低劑量、低造影劑下獲得最佳門靜脈血管的圖像。方法 選取進行門靜脈血管成像的病人60例，隨機分為A、B兩組，每組30例。A組采用雙能量掃描，造影劑用量1 mL/kg。B組采用常規120 kV，造影劑用量1.2 mL/kg。對各組所得圖像進行分析，并測量門靜脈CT值，噪聲，計算SNR、CNR。由兩位放射科醫師對兩組圖像質量進行5分評價。對 所得到的圖像數據運用SPSS 17.0軟件進行統計學分析。結果 A和B組的門靜脈強化CT值分別為175 HU以上和124 HU以上，兩組間有統計學差異性。A組所得圖像在圖像質量方面較B組常規組有明顯的提高，圖像得分均明顯高于B組。A組圖像得分（4.4±0.5），B組得分（3.8±0.38），低于A組，P值＜0.05，差異有統計學意義。A組在輻射劑量明顯低于B組，較B組降低35%。結論 采用雙能量掃描并進行融合圖像模式重建圖像，可以獲得高質量的門靜脈血管圖像且輻射劑量得到降低，對比劑用量減少近35%，而門靜脈血管平均CT值較常規組提高60 HU以上，值得臨床推廣。

雙能量掃描；低輻射劑量；低對比劑；門靜脈；能譜CT

引言

在我國患有肝臟疾病的患者居于首位，每年有數以千計的患者需要進行肝臟增強和CT肝臟門靜脈成像檢查。門靜脈主要由腸系膜上靜脈和脾靜脈匯合而成，且肝硬化以及其他肝臟疾病有可能會導致門靜脈變性，致使門靜脈分支細小，或高壓擴張。以往CT門靜脈成像檢查存在成像所需藥量較大，成像時間難以掌握?；加虚T靜脈系統及肝炎，肝硬化，肝癌的病患，在治療前后需要幾次的CT肝臟門脈檢查，導致患者接受的輻射劑量增加。近年來，門靜脈CT血管成像進行低對比劑用量和低輻射劑量掃描的研究勢在必行，本研究試圖通過雙能量門靜脈成像技術，在低對比劑用量的情況下降低輻射劑量，而保證圖像質量的可行性。

1 資料與方法

1.1 資料收集

隨機選取我院2014年12月～2015年3月進行CT門靜脈成像的病人60例，其中男性30例，女性30例，年齡28～76歲，平均年齡（47±12）歲。隨機分為A、B兩組，各30例。

1.2 檢查方法

掃描采用西門子Somatom Def i nation Flash雙源CT機（Somatom Def i nition，Siemens Medical Solutions，Forchemi，Germany）進行掃描。先做上腹部定位像掃描，再行增強血管成像。掃描范圍起自橫膈頂至髂前上棘，對比劑注射采用德國歐利奇高壓注射器，在肘前靜脈注入非離子型造影劑歐乃派克350 mgI/mL，造影劑注射完立即以相同的流率注射40 mL生理鹽水。A組注射流率3.0 mL/s，注入造影劑1 mL/kg和生理鹽水40 mL。B組注射流率3.5 mL/s，注入造影劑1.2 mL/kg和鹽水40 mL。應用對比劑追蹤技術（Blous-Tracking），在門脈層面處選擇腹主動脈監測CT值。當ROI內CT值達到150 HU時，延遲6 s自動觸發掃描，掃描方向頭至足側，動脈期掃描結束后20 s進行門脈期掃描。A組采用雙能量掃描80/140 kV，280/50 mAs，融合系數0.8重建；B組探測器64 mm×0.6 mm，螺距0.8，圖像層厚1 mm，層厚0.75 mm。采用常規單能量120 kV，caredose 4D 400 mAs常規反濾波函數B45f重建。重建層厚均為1 mm，間隔0.75 mm。

1.3 圖像分析

測量門靜脈各分支及主干CT值及SD，取其平均值，計算SNR；所有圖像在西門子工作站進行多平面重組（Multiplanar Reformation，MPR），最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）及容積再現技術（Volume Rendering Technique，VRT）等后處理。對所得圖像的各項數據收集整理。SNR（信噪比）=強化值/噪聲，CNR（對比噪聲比）=（強化值-肌肉CT值）/噪聲。

1.4 圖像質量及評分

將所得兩組圖像、MIP圖、MPR圖以及VR圖像調入西門子工作站viewing中，由兩位放射科主治醫師采用非盲法獨立對兩組組圖像質量進行評價。根據歐洲CT圖像質量標準[1]，評價內容包括腫瘤可見度，圖像主觀噪聲、診斷接受度、偽影。以5分制對圖像質量評分：1分，圖像噪聲大，偽影較重，組織結構顯示不清，不能滿足診斷要求；2分，圖像噪聲較大，組織結構顯示不清，不能滿足診斷要求；3分，圖像噪聲較大，部分組織結構顯示欠佳，但基本能滿足診斷要求；4分，圖像噪聲尚可，結構顯示清楚，完全滿足診斷要求；5分，圖像噪聲小，組織結構顯示清晰，對比良好，完全滿足診斷要求。評分者根據習慣自行調整窗寬窗位，取兩位醫師評分的平均值作為圖像的最終評分，3～5分的圖像認為可以接受。

1.5 輻射劑量

采用掃描結束后CT機自動計算生成的劑量報告，每位病例的CT劑量指數（CTDI），由于每位病人的掃描范圍不相同，而且劑量長度乘積（DLP），以及進一步計算有效輻射劑量（ED），ED=DLP×C，C為換算因子，采用歐洲CT質量標準指南[1]提出的腹部平均值0.015 mSv/（mGy.cm）。所以由CTDI來說明輻射劑量能盡量減少變量對劑量的影響。

1.6 統計學分析

采用SPSS 17.0軟件對所得到的圖像數據及所得分數進行統計學分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料

患者基本信息見表1，兩組患者在性別、年齡、體重指數和掃描長度方面比較沒有統計學差異性。

表1 患者個體資料數據

表1 患者個體資料數據

項目 低劑量A組 常規劑量B組 檢驗值 P值性別 (男/女) 16/14 14/16 x2=0.38 0.53年齡 (歲) 46.0±12.7 48.5±12.0 t=1.41 0.16體重指數 (kg/m2) 24.5±3.4 24.6±2.8 t=0.81 0.19掃描長度 (cm) 24.7±2.7 23.6±3.1 t=1.94 0.06

2.2 強化CT值及噪聲

低劑量組（A組）與常規劑量組（B組）相比門脈強化值提高約60 HU，噪聲相差不大（P＞0.05），差異無統計學意義。低劑量組（A組）圖像質量較常規組（B組）圖像質量有明顯提高（圖1），且兩組數據比較差異有統計學意義，P＜0.05（表2）。

圖1 強化CT值

表2 兩組患者圖像質量主管和客觀數據

表2 兩組患者圖像質量主管和客觀數據

項目 低劑量A組 常規劑量B組 P值CT值 189.0±20.8 130.3±23.7 ＜0.05 SD 18.1±3.5 16.9±5.7 ＞0.05 SNR 25.3±5.5 22.6±5.9 ＞0.05 CNR 19.2±4.5 17.6±3.7 ＞0.05圖像質量評分 4.4±0.4 3.8±0.3 ＜0.05

2.3 輻射劑量結果比較

兩組患者的輻射劑量比較有差異性，低劑量組（A組）容積劑量指數為（8.02±1.6），常規組（B組）容積劑量指數為（12.35±2.41），兩組比較有統計學差異性P＜0.05。A組相比較B組容積劑量指數減少約35%。

3 討論

雙源CT在機架內安裝了兩套球館和探測器系統，通過設置A、B球館的不同管電壓和管電流進行掃描，能實現一次掃描靶器官得到A和B兩球館不同能量的圖像，通過對雙能量數據的融合，以更利于病變的顯示[2-3]。本研究利用了雙源CT雙能量掃描在腹部掃描中所產生的的融合圖像進行臨床診斷，增強碘對比效應，以利于病變檢出[4]。

根據輻射防護的最優化合理使用劑量原則（As Low As Reasonably Achievable，ALARA）[5-6]，在滿足診斷需求的前提下，盡可能減低輻射劑量。雙能量掃描中其中一個球館采用的是低管電壓，能有效的降低患者的輻射劑量。并且低千伏CT掃描可提高增強后圖像的對比度、噪聲比、CT值，使造影劑增強效應相對突出，提高了少血供病變的檢出率[7]，同時減少了造影劑的注射量，避免了大劑量造影劑的使用所造成的造影劑腎病危險性提高[8-9]。肝臟屬于相對均質的器官，低千伏圖像的噪聲對圖像的影像是致命的，會是診斷效果降低，相應的高千伏圖像恰好能彌補這一不足，根據文獻報道，雙能量融合圖像，可以達到高對比度、高信噪比的雙贏[10]。本文中通過改變圖像的融合系數，改變低能量射線束在融合圖像中的比例，達到升高血管CT值得意義。這也是A組圖像質量比B組常規劑量組圖像質量提高的原因。

A組低劑量組較之常規劑量組（B組），在圖像質量方面，血管顯影方面有很大改善和提高。這是因為雙能量的融合圖像是由低千伏和高千伏圖像共同融合而成，本研究中采用0.8的融合系數提高了融合圖像中低千伏圖像所占比例，增加了造影劑顯影的顯影和利用率，減少了造影劑用量而維持同樣的噪聲比，檢出血管小的內漏[11]。所以得到的圖像質量無論在各個方面都要比常規掃描的得到的圖像質量高。這也是低劑量組比常規組在造影劑用量方面要少的原因。這與張龍江等[12]的在雙能量CT技術在腹部的研究相符。有研究對比不同融合系數0.1～0.9之間圖像質量的不同，這點將在日后的研究中進一步驗證。

綜上所述，通過雙能量門靜脈成像技術，在低對比劑用量的情況下降低輻射劑量，保證了圖像質量，并且通過臨床驗證取得了良好效果。同時兩組數據也顯示出，雖然雙能掃描模式有這些優點，但對與體型特大的病人，為了能保證圖像質量，會增加低千伏射線的管電流，導致病人的輻射劑量上升，因此對BMI＞30 kg/m2的病人不建議行雙能量掃描[10,13-16]。同時門脈海綿樣變性的患者血管噪聲偏大，這與病變對血管的影響密切相關，使兩組圖像質量下降，需要在以后進一步解決。

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本文編輯 蘇欣

Applications of Low Radiation Dose and Low Contrast Agent in Portal Vein Vascular Imaging

LI Jian, SHI Lei, LIU Bao, WANG Dong, YANG Hong-bing, LIU Cong-wei, WU Zhi-bin, SHI Ming-guo

Department of Radiology, Xijing Hospital Affiliated to the Fourth Military Medical University, Xi’an Shaanxi 710032, China

Objective To obtain optimal images for portal vein blood vessels under low radiation dose and low contrast agent condition, the present study performed image capturing via application of dual-energyportal venous phase scan mode, as well as reconstructing images via fusion coeff i cient reconstruction model. Methods Sixty patients that were going to undergo portal vein angiography were randomly divided into A, B groups, and each group contained 30 cases. Group A was conducted dual-energy scanning with the dosage of contrast agent of 1 mL/kg. Group B was conducted normal scanning with the traditional single energy of 120 kV, the contrast agent dosage of 1.2 mL/kg. The CT value of the portal vein and the noise of the images were measured, the value of the SNR and CNR were calculated. In addition, the quality of the images was evaluated by two radiologists under a model of fi ve points. Finally, SPSS 17.0 software were utilized to conducting statistical analysis on the data of the images. Results The CT value of the portal vein Group A and group B were separately more than 175 HU and 124 HU. There was a statistical difference between these two groups. Compared with group B, the image quality of group A was obviously improved, and the image scores were signif i cantly higher than that of group B. The image score of group A was (4.4±0.5), and the image score of group B was (3.8±0.38). It was statistically signif i cant between these two groups (P＜0.05). The radiation dose of group A was lower than that of group B, with a decrease of 35%. Conclusion High quality of portal vein blood vessel image could be obtained by using double energy scanning and fusion coeff i cient reconstruction model to reconstructed images. Meanwhile, the radiation dose was lower and the contrast agent dosage was decreased nearly by 35%. However, compared with the traditional single energy scanning, the portal vein blood vessels average CT value of the dual-energy scanning was increased by more than 60 HU. Therefore, it is worthy of clinical expansion.

dual-energy scanning; low radiation dose; low contrast agent; portal vein; energy spectrum CT

R816.6

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2017.05.003

1674-1633(2017)05-0011-04

2017-02-11

石明國，教授。

通訊作者郵箱：smg2002@163.com