低管電壓聯合個體化對比劑應用方案在糖尿病下肢CT血管成像檢查中的可行性研究

沈虹 黃興濤 秦遠章 徐天宇 梁秀梅（通訊作者）

（重慶市第五人民醫院放射科 重慶 400062）

糖尿病足部病變是糖尿病最嚴重的并發癥之一，其病因涉及周圍神經病變、感染及血管病變等因素，而下肢動脈狹窄、閉塞性病變是導致糖尿病足的主要因素[1]。準確判斷下肢血管病變的程度，是早期干預糖尿病足改善預后的前提[2]。下肢動脈CT血管成像(CTA)是目前廣泛應用于診斷下肢血管疾病的一種檢查技術，具有準確、安全、無創等優勢[3,4]。但在下肢CTA中為了保證圖像質量，不僅需要應用較大劑量的碘對比劑，受檢者接受的X線輻射劑量也大幅度增長，給受檢者帶來輻射損傷和對比劑腎病等副作用[5,6]。在保證臨床診斷要求的前提下，減少輻射劑量和對比劑用量是當今研究的熱點。本文擬探索低管電壓聯合個性化對比劑應用方案在糖尿病人下肢CTA檢查中的可行性。

1.資料與方法

1.1 一般資料

本研究經我院倫理委員會審核批準，所有受檢者檢查前均簽署知情同意書。選擇2017年4月－2019年3月在我院行下肢動脈CTA的糖尿病患者76例為研究對象。按照登記的順序隨機分為研究組及對照組，每組38例患者。兩組受檢者的一般資料比較見表1，差異無統計學意義(P＞0.05)。

表1 兩組間一般資料比較

納入標準：①臨床疑診下肢血管閉塞癥，需行下肢CTA的糖尿病患者；②身體質量指數(BMI)為18～30kg/m2；③年齡40～75歲。排除標準：①碘對比劑過敏或1周內應用碘對比劑者；②未控制的甲狀腺功能亢進；③嚴重心功能不全(NYHA分級IV級)、嚴重腎功能不全(eGFR＜45mL/1.73m2)。

1.2 方法

兩組均以370mgI/ml碘帕醇（上海博萊科信誼藥業公司，H20053388）作對比劑，采用高壓注射器經右肘靜脈注射。研究組：管電壓80kVp，使用個性化的對比劑注射方案[7]（參考受檢者身高(cm)和體重(kg)，基于其去脂體重(lean body weight,LBW)，計算出所需對比劑的總量和注射流速，注藥后以相同速度注射30ml生理鹽水），具體計算公式如下：

表3 兩組不同層面動脈CT(Hu)、圖像噪聲(Hu)、CNR及SNR比較（±s）

表3 兩組不同層面動脈CT(Hu)、圖像噪聲(Hu)、CNR及SNR比較（±s）

組別n髂總動脈股動脈脛前動脈脛后動脈腓動脈背景噪聲CNRSNR研究組38611.8±78.9595.2±72.3337.6±92.1321.8±100.0375.2±153.816.4±1.124.4±5.730.2±4.5對照組38402.0±165.3351.6±107.2189.4±30.6226.0±80.8228.2±46.111.3±0.923.7±6.929.6±5.5 P＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.05＜0.050.4130.504

①LBW的計算公式：

LBW男=1.1×體重-128×（體重/身高）2

LBW女=1.07×體重-148×（體重/身高）2

②個性化的對比劑劑量計算公式：

對比劑劑量=100mL×LBW/59

③個性化的注射速率計算公式：

注射速率=4mL/s×LBW/59

對照組：管電壓120kVp，對比劑劑量100ml，注藥速度5.0ml/s，隨后以同樣速度注射30ml生理鹽水。

采用飛利浦BrillianceTM64排128層螺旋CT掃描機進行下肢CTA。受檢者仰臥位，掃描范圍自雙側髂嵴上緣連線至足尖。掃描參數：螺距0.7，轉速0.75r/s，掃描層厚5mm，層間隔5mm；圖像重建均采用標準算法，重建層厚1.5mm，層間隔0.75mm。采用曲面重組(CRP)、最大密度投影(MIP)、容積再現(VR)及多平面重組(MPR)等技術進行圖像后處理。

1.3 觀察指標及評價標準

1.3.1 圖像質量分析 由兩位5年以上工作經驗的影像診斷醫師采用盲法對圖像質量分別評分。

客觀評價：分別測量髂總動脈、股動脈、脛前動脈、脛后動脈及腓動脈等5個動脈節段的CT。測量時選取雙下肢同一層面血管CT的平均，ROI面積盡可能地接近血管管腔面積。鄰近肌肉組織作為血管背景，取其CT標準差為圖像噪聲。計算各動脈對比噪聲比(CNR)、信噪比(SNR)。其中CNR=(ROIa-ROIb)/SD；SNR=ROIa/SD（ROIa：血管CT；ROIb：背景肌肉CT；SD：圖像噪聲）。

主觀評價：采用4級評分法對重組圖像(MIP、VR、MPR)及整體圖像質量進行評估。1分，圖像質量很差，偽影很大，無法觀察血管；2分，圖像質量較差，偽影較大，影響血管分析；3分，圖像質量良好，有偽影，但不影響分析；4分，圖像質量非常好，無偽影，血管清晰。

1.3.2 輻射劑量 掃描后機器自動生成容積CT劑量指數(CTDIvol)和劑量長度乘積(DLP)；計算掃描范圍內的有效吸收劑量(ED)，ED=k×DLP，常數k取0.012[mSv/(mGy·cm)]。

1.3.3 對比劑用量 記錄兩組受檢者對比劑的用量。

1.3.4 血清肌酐(SCr)

兩組受檢者均于下肢CTA檢查前及檢查后2、3天清晨空腹抽血測SCr濃度。

1.4 統計學分析

采用SPSS20.0軟件進行統計學分析。對兩組主觀評分結果的一致性采用Kappa檢驗，Kappa值＞0.6認為一致性較好。采用Mann-Whitney U檢驗比較兩組圖像主觀評分；采用獨立樣本t檢驗比較兩組的CT、CNR、SNR、圖像噪聲及輻射劑量、對比劑用量、SCr水平。P＜0.05表示差異有統計學意義。

2.結果

2.1 圖像質量主觀評價

兩組下肢動脈顯影良好，整體圖像質量及重建圖像(MPR、MIP及VR)質量的主觀評分均在3分以上，兩組比較差異無統計學意義(P＞0.05)，見表2。

表2 兩組患者圖像質量主觀評分的比較（±s）

表2 兩組患者圖像質量主觀評分的比較（±s）

組別nMPR圖像評分MIP圖像評分VR圖像評分整體圖像質量評分研究組383.71±0.313.87±0.253.79±0.293.61±0.35對照組383.73±0.363.88±0.193.82±0.213.65±0.39 P 0.355

2.2 圖像質量客觀評價

研究組髂總動脈、股動脈、脛前動脈的CT及圖像噪聲均高于對照組，差異有統計學意義(P＜0.05)。兩組CNR和SNR的比較，差異無統計學意義(P＞0.05),見表3。

2.3 對比劑總量與輻射劑量比較

研究組對比劑總用量低于對照組，差異有統計學意義(P=0.001)。研究組CTDIvol、DLP及ED均低于對照組，差異有統計學意義(P＜0.001)，見表4。

表4 兩組患者對比劑總量及輻射劑量的比較（±s）

表4 兩組患者對比劑總量及輻射劑量的比較（±s）

組別n對比劑總量(ml)CTDIvol(mGy)DLP(mGy·cm)ED(mSv)研究組3881±274.12±0.51423.80±79.955.09±0.96對照組38100±206.78±1.09724.17±133.078.69±1.59 P 0.0010.0000.0000.000

2.4 生化檢驗結果比較

檢查前兩組SCr比較，差異無統計學意義(P＞0.05)。檢查后第2天，兩組SCr均高于檢查前，但組間比較差異無統計學意義(P＞0.05)。研究組SCr與檢查前比較差異無統計學意義(P＞0.05)；對照組SCr高于檢查前，差異有統計學意義(P=0.001)。檢查后第3天，兩組SCr與檢查前比較，差異無統計學意義(P＞0.05)，見表5。

表5 兩組患者對比劑使用前后血清肌酐(SCr)(μmol/L)的比較（±s）

表5 兩組患者對比劑使用前后血清肌酐(SCr)(μmol/L)的比較（±s）

*與檢查前比較，P＜0.05；

組別n檢查前檢查后2天檢查后3天研究組3883.7±17.190.6±14.884.5±18.4對照組3880.9±16.296.2±23.7*84.9±19.1 P＞0.05＞0.05＞0.05

3.討論

下肢CTA作為一種無創的檢查方法，其臨床價值已得到廣泛的認可。然而由于掃描范圍大、為克服骨盆對X線高衰減所需應用高千伏高管電壓、以及薄層掃描等因素，給受檢者帶來的輻射損傷也較常規掃描更大[8]。因此應該遵循合理使用低劑量原則，合理運用掃描參數來最大限度地減低輻射劑量。

輻射劑量與管電流成正比，與管電壓的平方成反比，因此降低管電壓可顯著降低CT檢查的輻射劑量[9,10]。結果發現，與常規120kVp管電壓相比，使用80kVp管電壓時，CTDIvol、DLP及ED分別下降了大約39%、41%和41%。Araki等[11]的研究同樣證實，將管電壓由120kVp降低到80kVp，患者接受的輻射劑量可減少大約45%。由此可見，降低管電壓是行之有效的降低輻射劑量的方法，將管電壓降低至80kVp能明顯減少受檢者遭受的輻射損害。

當然，隨著管電壓的減低，X線的穿透作用也會降低，到達探測器的X射線光子量減少會顯著增加圖像的噪聲[12]。發現隨著管電壓從120kVp降至80kVp，圖像噪聲明顯增加了45%，與文獻報道相符[9,11]。此外，80kVp組下肢各動脈節段的CT均顯著高于120kVp組，而血管周邊軟組織CT增加不明顯，圖像對比度加大。分析原因，可能是管電壓的降低促使X線的能量水平更接近對比劑碘原子K層結合能，故血管光電效應增加，CT升高[13]。這說明在較低的管電壓下盡管圖像噪聲會增加，但因為血管的CT增加了，在一定程度上彌補了圖像噪聲增加帶來的圖像質量下降。本文中兩組間整體圖像質量包括各種主觀評分、CNR及SNR差異均無統計學意義。說明通過合理降低管電壓，既能保障臨床診斷的質量，也可避免受檢者接受過多不必要的輻射劑量。

現在臨床CTA檢查時，大多數醫院仍然采用固定的對比劑總量和注射速率[14,15]。這種非個性化的對比劑應用方案往往會造成體質量較小的受檢者接受過多的對比劑和過高的注射速率，增加對比劑不良反應的發生率；而體質量過大的受檢者卻會因為過少的對比劑和低注射速率使血管內對比劑濃度過低，圖像質量下降。

在本文中，我們根據臨床經驗并結合文獻報道[7]提出了個性化的對比劑應用方案。研究組受檢者接受的對比劑總量顯著低于對照組，只有對照組總量的80%，且圖像質量未受明顯影響。檢查后血清肌酐水平，研究組的增加也顯著低于對照組。說明采用個性化的對比劑應用方案，在保證圖像質量的同時體現了CT檢查中的個體化原則，對減少對比劑的不良反應，減輕腎臟損害，降低醫療成本具有重要意義。

綜上所述，在糖尿病人下肢CTA檢查中合理應用低管電壓聯合個性化的對比劑應用方案，所得圖像既能滿足臨床診斷的需要，又降低了受檢者接受的輻射劑量和對比劑用量，有一定的臨床可行性。然而由于病例不多，尚需大樣本量、設計更完善的試驗進行更加深入的研究。