雙源CT低劑量腦灌注成像的初步研究

顧加和，竇小鋒

（泰州市人民醫院 醫學影像科，江蘇 泰州 225300）

在我國，缺血性腦血管疾病發生的概率越來越高，作為功能影像學技術，腦CT 灌注成像（CT Perfusion Imaging，CTP）為臨床提供直觀的腦血流動力學參數，廣泛應用于缺血性腦血管疾病，由于腦CTP 需要對感興趣區進行反復掃描，導致輻射劑量增加，限制了CTP 的臨床應用，如何降低腦CTP 輻射劑量成為了當前的研究熱點。本研究旨在探討缺血性腦血管疾病患者應用低劑量腦CTP的可行性。

1 資料與方法

1.1 資料收集收集2019 年3 月到2019 年10 月泰州市人民醫院臨床懷疑缺血性腦血管疾病并行腦灌注成像檢查的患者進行隨機分組（表1）。所有患者均告知對比劑副作用及輻射劑量的危害,并征得患者和（或）家屬同意并簽字。排除標準：妊娠婦女、顱內血管畸形、顱腦術后、碘劑過敏者、甲狀腺功能亢進、嚴重肝腎功能不全患者及各種原因導致圖像不能閱讀者。

表1 A、B兩組的患者例數、年齡、就診時間

1.2 檢查方法采用雙源西門子CT掃描機（SOMATOM Force CT） 進行腦CTP檢查。患者取仰臥位頭先進，固定頭顱，370mg（I）/ml 碘普羅胺（優維顯）為對比劑，選擇19G穿刺針經肘靜脈團注法注入，速率5 mL/s，總量為60 mL，跟注40 mL生理鹽水，注射后延遲8 s開始掃描，掃描范圍從顱底向顱頂114 mm，連續動態掃描30期，總掃描時間45.45s，共產生30個容積數據，FOV 500 mm，矩陣512×512，重建層厚5 mm；A組管電壓80 kV，管電流100 mA；B組管電壓70 kV，管電流100 mA。

1.3 圖像處理將圖像傳至西門子Syngo.via 后處理工作站，選擇神經灌注（VPCT Neuro）軟件進行運動偽影矯正及降噪處理，自動選取大腦前動脈為輸入動脈，上矢狀竇為輸出靜脈，生成腦血流量（Cerebral Blood Flow，CBF）、腦血容量（Cerebral Blood Volume，CBV）、平均通過時間（Mean Transit Time，MTT）及排血時間（Time to Drain，TTD）四組灌注偽彩圖（圖1，圖2），感興趣區（Region of Interest，ROI）選擇左側大腦半球，若病灶位于左側大腦半球則選擇右側大腦半球，測量尾狀核頭部、額葉白質區及頂枕葉白質區腦灌注參數，測量3次，取平均值。

圖1 A組掃描方案灌注偽彩圖

圖2 B組掃描方案灌注偽彩圖

1.4 圖像質量評價客觀評價[1]：在5mm 層面，每例均選擇基底節區尾狀核核團灰質區、基底節上區額葉白質及頂枕葉白質各畫1 個ROI（直徑9～11mm2），測量CT 值的平均值（Mean）及標準差（SD），參數均測量3 次，取均值，分別計算2組的對比度噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）、變異系數（Coefficient of Variation，CV）、信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR），計算公式為: CNR=（灰質平均值-白質平均值）/[（白質標準差）2+（灰質標準差）2]，CV=SD/Mean，SNR=Mean/SD。主觀評價[2]：5 分，圖像質量好，完全能滿足診斷要求；4分，圖像質量較好，能夠很好滿足診斷要求；3分，圖像質量尚可，可以滿足診斷要求；2 分，圖像質量較差，基本能滿足診斷；1分，圖像質量差，不能滿足診斷。2名高年資放射科醫師獨立評分，評分不一致時，商討達成一致意見。

1.5 有效輻射劑量根據CT掃描機自動記錄的容積劑量指數（CT Dose Index Volume，CTDIvol）以及劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP）,計算有效劑量（Effective Dose，ED）,ED=DLP×k，參照歐洲質量標準指南，頭部的轉換因子（k）平均值0.0023，單位為mSv。

1.6 統計學分析所有數據均采用SPSS 26 統計學軟件進行處理，數值以均數±標準差（±s）表示。A、B 兩組的灌注參數、圖像質量的客觀評價、輻射劑量的差異采用獨立樣本t 檢驗，P＜0.050 認為差異有統計學意義；圖像質量的主觀評價的一致性采用卡方檢驗，P＜0.050 認為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 灌注參數比較A、B兩組灌注圖像的腦灌注參數的差異無統計學意義（P＞0.050）（表2）。

2.2 圖像質量比較A、B兩組腦灌注圖像的客觀評價的差異無統計學意義（P＞0.050）（表3）；A、B 2組腦灌注圖像的主觀評價的差異無統計學意義（x2=1.360，P=0.243）（表4）。

2.3 輻射劑量比較A、B兩組灌注圖像的輻射劑量的差異有統計學意義（P=0.000），B組的輻射劑量較A組減低1.43mSv（36%）（表5）。

表2 A、B兩組腦灌注圖像的灌注參數

表3 A、B兩組腦灌注圖像的客觀評價

表4 A、B兩組腦灌注圖像的主觀評價

表5 A、B兩組灌注圖像的輻射劑量

3 討論

CTP 的基本原理是靜脈團注對比劑后對感興趣區進行連續快速動態掃描，以獲得感興趣區的時間-密度曲線（Time Density Curve,TDC），根據TDC曲線計算出CBF、CBV、MTT、TTD等灌注參數[3]。腦CTP可以早期發現腦梗死患者腦血流的灌注異常，還可以通過灌注參數對這些灌注異常加以定量分析[4]，因此被廣泛地應用于臨床。由于CTP需要對感興趣區進行連續反復掃描[5]，輻射劑量較常規CT檢查明顯增加，限制了CTP的臨床應用。

降低CTP 輻射劑量的方法主要有減少采集時間及采集頻率，降低管電壓和管電流以及新的迭代重建技術等[6,7]。王勇[8]應用減半時間低劑量掃描，發現腦CTP 減半時間掃描不僅可以獲得理想的灌注參數，還可顯著降低顱腦輻射劑量，與之相比，本研究B 組（70kV 組）采用連續動態掃描30 期（1s/期），結果本研究B 組有效輻射劑量（2.51mSv）較該研究（4.83mSv）低，究其原因可能為機器型號不同及本研究單次掃描時間短（1s）。研究表明[9]，CNR 主要反映圖像的對比度，CV 反映CT 值變化程度，SNR 反映圖像顆粒度；Murase 等[10]認為過低的管電流會使圖像SD 增大，影響灌注參數的準確性。黃益龍等[11]將管電壓固定在80kV，采用不同管電流的掃描方案，發現80 mA 腦CTP 檢查，既保證灌注參數的準確性及圖像質量，又能有效降低輻射劑量。本研究并未應用不同管電流的掃描方案，而是固定管電流（100 mA）不同管電壓（80 kV、70 kV）的掃描方案，發現70 kV管電壓所得到的腦灌注圖像與80 kV管電壓所得到的腦灌注圖像客觀評價的差異并無統計學差異（P＞0.050），而且主觀評價的一致性較好（χ2=1.360，P=0.243），說明在100 mA 的管電流條件下，70kV管電壓所得到的腦灌注圖像能夠滿足診斷的需求。王曉燦等[12]研究發現將管電壓從100 kV 降至80 kV 所獲得的灌注圖像能夠滿足臨床診斷的要求，同時減少了輻射劑量。蔡培等[13]發現80 kV 管電壓聯合100 mA 管電流的方案行全腦CTP 掃描對灌注參數和圖像質量沒有顯著影響，而且降低了輻射劑量。本研究管電壓進一步從80 kV（A 組）降低至70 kV（B 組），選擇的感興趣區（尾狀核頭部、額葉白質、頂枕葉白質）無腦溝、腦回及血管等干擾，所獲得A、B兩組腦灌注圖像的灌注參數差異無統計學意義（P＞0.050），表明在100mA 的管電流條件下，降低管電壓至70kV對腦灌注參數的準確性沒有影響。本研究中A、B 兩組腦灌注圖像的輻射劑量有差異，B 組的ED 較A 組降低36%（1.43mSv），說明采用70kV/100mA掃描方案能夠明顯降低腦灌注掃描的輻射劑量。

綜上所述，腦CTP檢查采用低管電壓（70kV）的掃描方案，既保證了圖像質量及灌注參數的準確性，又使輻射劑量明顯降低。

本研究的局限性：（1）基于倫理學，無法在個體身上完成自身對照；（2）沒有進行正常病例樣本組與缺血性腦血管疾病樣本組的對照研究；（3）樣本量較少，應進一步增大樣本量。