320排CT頭頸部血管成像應用CARE Dose 4D技術聯合低劑量對比劑優化掃描方案的價值

沈文超 喬剛 趙磊

320排CT行頭頸動脈成像是診斷動脈瘤、動脈粥樣硬化等頭頸部血管病變的主要影像學工具，具有無創便捷、辨別率高的特點，在疾病診斷及預后隨訪方面都具有重要作用[1]。在CT掃描過程中對比劑是必不可少的材料，但是隨著研究的不斷深入，大劑量對比劑所造成的腎毒性風險已經引起廣泛關注[2]。近年來，學術界積極探索在保證圖像質量前提下降低對比劑劑量的新技術，最大限度的降低輻射劑量和各種風險[3]。自動管電流(CARE Dose 4D)技術是自動降低輻射劑量的主要方式，本研究在其基礎上通過選擇合理參數和對比劑劑量，進一步探索320排CT采用CARE Dose 4D技術聯合低劑量對比劑在頭頸部血管成像中應用的可行性，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性選擇2018年1月至2019年6月因疑似頭頸部血管疾病需行CT頭頸部血管成像患者40例，隨機分為對照組和觀察組，每組20例。2組患者的性別比、年齡、BMI等一般資料無明顯差異(P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會批準，患者及家屬知情并簽署同意書。見表1。

表1 2組患者一般資料比較 n=20

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準：①需行頭頸血管成像檢查患者；②BMI<25 kg/m2。

1.2.2 排除標準：①有血管支架置入患者；②年齡<18歲；③合并心肝腎等重要臟器功能不全；④碘對比劑過敏；⑤無X 線檢查禁忌證者；⑥哺乳期女性；⑦依從性差或者合并其他嚴重疾病的患者。

1.3 檢查方法及參數 采用東芝Aquilion one動態容積320排CT掃描儀進行頭頸部血管掃描。對照組患者設置參數管電壓120 kV，管電流120 mA，對比劑(碘普羅胺 370 mgI/L)用量為0.7 ml/kg；觀察組患者采用CARE Dose 4D 技術設置參考管電流120 mA，管電壓80 kV，對比劑用量為0.5ml/kg。其他掃描參數2組患者均一致，球管旋轉速度0.38 s/360°，螺距1.2，準直128×0.625 mm，FOV 512×512；使用雙針筒高壓注射器以4 ml/s速度注射對比劑，后續注射30 ml 0.9%氯化鈉溶液。將原始數據發送至Vitrea fX(Version 3.10)工作站，采用容積再現(VR)、最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)重建。

1.4 圖像質量評價

1.4.1 圖像質量客觀評價指標：① CT值：選擇右頸總動脈、左頸總動脈、右頸內動脈、左頸內動脈、右大腦中動脈M1 段、左大腦中動脈M1 段，測量各段血管CT值；②背景噪聲：將ROI放置在增強圖像的鼻咽腔空氣內，測量CT 值的標準差(SD)作為圖像噪聲，ROI 面積為0.5 cm2；③信噪比(SNR)：血管衰減值與背景噪聲的比值，即SNR=平均血管SI/背景噪聲。

1.4.2 圖像質量主觀評價指標：由2位高年資擅長血管影像診斷的醫師采用雙盲法對所重建的VR、MIP、MPR 圖像及圖像質量進行評分；參考其他文獻資料圖像質量主觀評價采用5分制評分法[4,5]：①圖像質量非常好，血管無錯層偽影或血管中斷為5分；②圖像質量良好，有輕微的噪聲或偽影為4分；③圖像質量一般，輕度偽影，不影響臨床診斷為3分；④圖像質量欠佳，偽影較多或血管中斷，血管情況尚能評價為2分；⑤圖像質量差，偽影多不能滿足診斷需求為1分。

1.5 輻射劑量評價 記錄患者的容積CT劑量指數(CTDIvol)及劑量長度乘積(DLP)，并就計算有效劑量(ED)，ED=DLP×k，參考國際輻射防護委員會關于CT 的質量標準指南，頭頸部CTA 掃描時k=0.0023 mSv·mGy-1·cm-1[6]。

2 結果

2.1 2組患者圖像質量客觀評價指標比較 觀察組患者雙側總動脈、雙側內動脈及雙側大腦中動脈M1段的CT值均明顯小于對照組(P<0.05)；但2組患者各血管的SNR值之間差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 2組患者血管CT值及SNR值比較

2.2 2組患者圖像質量主觀評價指標比較 兩位醫師對動脈圖像質量評分的一致性較高(Kappa=0.773，P<0.05)；2組患者圖像后處理及圖像整體質量評分差異均無統計學意義(P>0.05)。見表3。

2.3 2組患者輻射劑量比較 觀察組患者的CTDIvol、DLP 及ED 均明顯低于對照組(P<0.05)。見表4。

表3 2組患者圖像質量主觀評價指標比較 n=20,分,

表4 2組患者輻射劑量比較

3 討論

CT檢查過程中所造成的潛在輻射損傷是不可避免的重要風險，因此在滿足疾病診治圖像質量的前提下，合理控制輻射劑量，降低輻射風險，成為國內外研究的熱點[7]。臨床上降低頭頸部血管疾病CT檢查的方法有很多，其中最為簡單有效的方法的就是降低管電壓。這主要是由于管電壓代表X射線穿透力，而輻射劑量與管電壓的平分呈正比[8,9]。適當的降低管電壓可增強血管CT值，增加血管與周圍血管的密度對比度。侯凱等[10]在研究中指出與120 kVp比較，80 kVp時X線束中的平均光子能量更接近碘的吸收閾值(33.2 keY)，提高了對比劑和組織的CT值和二者間的對比度。本研究中對照組患者采用的是管電壓120 kV，觀察組患者將管電壓降至80 kV，以提高血管CT值，降低患者的輻射劑量。但是在臨床掃描過程中CT值過高，會產生硬化效應，影響圖像質量不利于對斑塊性質的分析。

CARE Dose 4D 技術是通過對四維空間實時分析受檢者的解剖部位及時調節曝光度，獲得最佳管電流，從而起到降低輻射劑量的效果[11]。但是該技術如果設置管電流過低，在降低輻射劑量的同時會增加噪聲，降低組織信噪比，主要對低對比組織的圖像質量產生影響，因此還需在檢查過程中注入對比劑，使得低對比靶血管達到強化向，與周圍骨組織間的對比增強[12]。而對比劑本身的毒性及對腎臟的危害使其在應用過程中應更加謹慎，在保證圖像質量的情況下盡可能的減少對比劑的劑量。目前，在臨床應用中有幾種減少對比劑劑量的方法，一是選擇低濃度的對比劑，目前常用的是370 mgI/ml和300 mgI/ml濃度的對比劑，采用低濃度的對比劑換算碘攝人總量減少，毒性降低；但其與低管電壓聯合會大幅增加噪聲，影響對圖像細節的判斷；一是從總體上減少對比劑的使用劑量，但對于體重較大的患者，對比劑劑量較小難以起到效果，影響圖片質量。而本研究根據患者的體質量來確定患者的對比劑劑量，保證了劑量的最優化，且選擇370 mgI/ml濃度的對比劑，與低管電壓聯合使用不會大幅增加噪音。

在應用CARE Dose 4D 技術下采用320排CT進行頭頸部血管掃描，管電壓由120 kV 降低至80 kV 后，觀察組患者的雙側頸總動脈、雙側頸內動脈及雙側大腦中動脈M1段圖像質量的CT 值均明顯高于對照組，2組患者的SNR值差異無統計學意義(P>0.05)，且觀察組患者CT值均在460～500 Hu，圖像質量能夠滿足診斷要求。經兩位高年資醫師對圖像質量主觀指標進行評價，結果表明2組患者的圖像質量差異無統計學意義，進一步表明了在低管電壓及低對比劑劑量的情況下，CT掃描的圖像質量較常規掃描無明顯差異。同時，由于管電壓、管電流及低對比劑的共同作用下，觀察組患者的輻射劑量明顯低于對照組，降低了患者的輻射損傷及對比劑毒性。

綜上所述，320排CT頭頸部血管成像中應用CARE Dose 4D 技術聯合低劑量對比劑掃描方案能夠在保證圖像質量的同時，降低患者輻射劑量和對比劑危害。