下肢血管低劑量CTA成像的研究進展

韋紅星

（天等縣人民醫(yī)院放射科，廣西 天等）

0 引言

血管疾病是指因動脈粥樣硬化斑塊所引起血管狹窄及阻塞，其發(fā)生率呈現(xiàn)出逐年上升趨勢，研究顯示動脈粥樣硬化及與其相關(guān)的血管源性疾病發(fā)病率逐年上升，以心腦血管疾病為代表，約占全國總死亡人數(shù)的半數(shù)以上[1]。侵入性動脈造影術(shù)DSA一直以來都是診斷血管源性疾病的金標(biāo)準(zhǔn)，但近年來，隨著CT檢查設(shè)備的更新、計算方法的改良以及檢查方法的優(yōu)化，在診斷全身血管疾病時，CTA（CT血管成像）得到了越來越廣泛的應(yīng)用，有著與DSA相似的診斷敏感性和特異性[2]。CTA屬于非侵入性的檢查，能夠進行較快的掃描，空間分辨力及各向同性很高，能行MPR及三維重建。但該項檢查技術(shù)也存在缺陷，不僅需要使用碘對比劑，更主要的不足在于其具有高電離輻射的特點。因此，當(dāng)前需要研究的一個重要問題就是怎樣既能夠使圖像的質(zhì)量得到保證，又能夠優(yōu)化掃描參數(shù)，使輻射劑量降低。本文對近年來動脈CTA低劑量掃描技術(shù)研究進展作一綜述。

1 CTA簡介

CT血管造影（CT angiography，CTA）成像技術(shù)，主要通過靜脈以高壓、快速泵入含碘對比劑，將CT增強掃描技術(shù)與薄層、大范圍、快速掃描技術(shù)相結(jié)合，再通過合理的后處理軟件，將血管按需求展示出來，能清晰顯示全身大部位血管細節(jié)，具有無創(chuàng)和操作簡便等特點，對于血管源性疾病的診斷以及顯示病變和血管關(guān)系等具有重要的臨床價值。

2 輻射劑量的控制

隨著CT廣泛應(yīng)用于臨床檢查，其電離輻射帶來的危害也日益引起重視，文獻報道，一次普通CT掃描的劑量相當(dāng)于拍攝300張普通胸部X線平片，其危險性相對于1年內(nèi)每天吸煙10支[3,4]。根據(jù)X射線強度公式I=KiXU2(I：X射線強度；K：比例系數(shù)；i：管電流；Z：陽極靶材料的原子序數(shù)；U：管電壓)分析可知，X射線強度與管電壓平方及管電流呈正相關(guān)，管電流降低，光子數(shù)量減少，管電壓降低，X射線穿透力下降，組織吸收的光子數(shù)量相應(yīng)減少，因此，僅降低管電壓或降低管電流均可有效降低輻射劑量[5]。

但是管電壓的降低會使X線的穿透性降低，從而減少探測器的X線，導(dǎo)致圖像質(zhì)量受到影響，圖像噪聲下降。為實現(xiàn)較高信噪比及分辨率，常規(guī)血管CTA會采用較高的掃描條件、薄層大容積掃描以及高濃度大劑量對比劑等，這勢必導(dǎo)致CTA檢查患者所接受的輻射劑量較高及發(fā)生碘對比劑不良事件風(fēng)險增大，這不符合當(dāng)前應(yīng)遵循“盡可能低的輻射劑量”的原則[4]。

除掃描設(shè)備、重建算法等硬件設(shè)備外，掃描模式、管電壓、管電流、曝光時間及螺距是對輻射劑量造成影響的主要因素，掃描范圍及視野是次要因素，因此，選擇合適的掃描參數(shù)，盡可能減少X線的輻射劑量，又同時能滿足臨床診斷的需求。輻射劑量與管電流呈線性相關(guān)、與管電壓呈指數(shù)相關(guān)，通常能夠較容易的對管電流進行調(diào)整，但管電壓是相對固定的，調(diào)整起來難度較大[5]。目前西門子公司CT的自動曝光方式包括角度管電流調(diào)制和Z軸管電流調(diào)制兩種結(jié)合技術(shù)并被稱作CARE Dose 4D。自動曝光技術(shù)的Z軸管電流調(diào)制技術(shù)可以通過單幅定位像獲取各層面的信息，對各層的管電流進行估算，維持各層噪聲水平相同或相近，而其角度管電流調(diào)制技術(shù)可以根據(jù)被掃描物體在橫斷面不同角度的衰減的差異實時調(diào)整管電流，使射線利用率提升，進而使輻射劑量降低。

目前被廣泛認可的低劑量CT如肺部、副鼻竇等，由于天然對比度較高，在降低輻射劑量上通常采用降低管電流的方法。有報道指出，應(yīng)用低管電流的胸部低劑量掃描方案相比于常規(guī)掃描，輻射劑量可降低約60%，但過大降低管電流易出現(xiàn)因能量不足而導(dǎo)致影像質(zhì)量下降的可能。目前大部分設(shè)備具備自動曝光控制技術(shù)，通過探測器的感光識別自動控制管電流，以較合理的曝光量獲得較優(yōu)的影像效果。管電壓與射線的穿透能力相關(guān)，降低管電壓會導(dǎo)致影像噪聲的顯著增加，在常規(guī)CT掃描中一般不會采用，但由于含碘對比劑血管內(nèi)的CT值隨著管電壓的降低而增高，低管電壓對碘的敏感性高于高管電壓[6]。有研究者分別采用120KV、100KV和80KV管電壓、自動毫安，其他檢查參數(shù)固定不變，對含不同濃度碘對比劑(370mgI/ml、350 mgI/ml和320 mgI/ml)血管模型進行螺旋CT容積掃描，對比血管模型內(nèi)CT值、噪聲和輻射劑量，發(fā)現(xiàn)：80KV組有效劑量比120KV組平均降低51.88%，而圖像質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義，同時含碘對比劑血管內(nèi)的CT值隨著管電壓的降低而增高，低管電壓對碘的敏感性高于高管電壓[7]。因此，采用低管電壓行血管CTA檢查，既能降低輻射劑量，同時又能減少碘對比劑的用量。

3 個性化下肢血管CTA檢查方案有利于降低輻射劑量

個性化檢查方案指的是按照患者的個人信息，如身高、體重、年齡、檢查部位等，對檢查參數(shù)及方案進行設(shè)定，以達到最優(yōu)的效果，并盡最大可能減小危害。身體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）是用體重公斤數(shù)除以身高米數(shù)平方得出的數(shù)字，是目前國際上常用的衡量人體胖瘦程度標(biāo)準(zhǔn)。制定以BMI指數(shù)為標(biāo)尺的個性化血管CTA檢查方案是目前比較公認的方法（世界衛(wèi)生組織劃定正常BMI為18.5-24.9kg/m2)。

3.1 碘對比劑的用量

與患者的體重以及檢查部位密切相關(guān)，由于對比劑對人體腎臟的損傷主要與對比劑用量密切相關(guān)，制定個性化對比劑使用方法是一大趨勢。目前對比劑的品類比較多，難以制定統(tǒng)一的使用方法，需要結(jié)合使用說明書以及長期的臨床研究才能獲得準(zhǔn)確的個性化對比劑使用方案。

3.2 輻射劑量

為了使下肢動脈CTA的輻射劑量不斷降低，近年來很多研究聯(lián)合兩種或兩種以上方法。聯(lián)合多種方法能夠有效彌補某種單一方法的不足，不但能夠使輻射劑量降低，對圖像質(zhì)量所帶來的影響也較小。低電壓結(jié)合自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)是一種常見的組合方式。

下肢動脈CTA掃描范圍從髂總動脈分叉平面至雙足平面，輻射劑量及對比劑用量均較大。自動調(diào)節(jié)管電流調(diào)制技術(shù)可以根據(jù)所探測到的掃描對象衰減值智能調(diào)節(jié)管電流，以保證圖像質(zhì)量的前提下確保輻射劑量最低，由于雙下肢的自然形態(tài)由粗到細，因此采用自動調(diào)節(jié)管電流調(diào)制技術(shù)更適用于下肢動脈CTA掃描。與主動脈CTA掃描相似，合理增加螺距可減少掃描時間，從而降低輻射劑量，Park等將螺距從0.6 mm提高至3mm用以檢查下肢動脈，輻射劑量降低約31%，而不改變圖像信噪比及診斷價值[8-11]。

3.3 迭代重建法技術(shù)

不管怎樣組合，低管電壓都是不可缺少的組成因素。一方面，管電壓降低的同時也會使輻射劑量明顯降低；另一方面，管電壓的降低，能夠使血管CT值增益效應(yīng)增加，使對比劑用量減少。然而如果單純降低管電壓會增大圖像的噪聲，產(chǎn)生嚴重的偽影。迭代重建法可以在低管電壓的狀態(tài)下使圖像質(zhì)量更好，還能夠使管電壓及輻射劑量進一步降低。正因為如此，迭代重建和低電壓的組合逐步取代低電壓結(jié)合自動管電流調(diào)節(jié)技術(shù)成為低劑量下肢動脈CTA的發(fā)展方向。

4 小結(jié)

隨著CT掃描設(shè)備及技術(shù)的發(fā)展，動脈CTA的臨床效用越顯突出[12]，但其高輻射劑量的缺點也越受關(guān)注，針對下肢血管行程較長，掃描范圍過大，采用個性化雙低劑量掃描方案，可以實現(xiàn)輻射劑量低、對比劑用量少而圖像質(zhì)量最優(yōu)化，將成為今后下肢動脈CTA掃描的主要方向。