低碘對(duì)比劑、低管電壓、Z-DOM聯(lián)合iDose4技術(shù)在頸部CTA掃描中的應(yīng)用價(jià)值

陳麗環(huán)，葛懷志，徐雷，吳愛(ài)琴

頸部CT血管造影（CTA）診斷頸部血管病變特異性和敏感度都超過(guò)了90%[1]，其經(jīng)濟(jì)、無(wú)創(chuàng)且操作簡(jiǎn)便，甚至在評(píng)估血流以外的管壁斑塊等方面優(yōu)于數(shù)字減影血管造影（DSA）[2]，因此已成為臨床上頸部血管病變的首選檢查手段。但CTA檢查引起的對(duì)比劑不良反應(yīng)和電離輻射風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，流行病學(xué)研究顯示[3]，1.5%～2%腫瘤的發(fā)生與CT產(chǎn)生的電離輻射相關(guān)。所以，需要在確保圖像質(zhì)量滿足診斷要求的情況下，盡可能使用低碘等滲對(duì)比劑以及最大幅度降低患者輻射劑量[4]。葛懷志等[5]將第4代迭代重建技術(shù)（iDose4）和Z軸調(diào)制自動(dòng)管電流技術(shù)（ZDOM）聯(lián)合應(yīng)用于頸部CT掃描中，發(fā)現(xiàn)其能夠顯著降低輻射劑量（降低≥40%），且圖像質(zhì)量保證滿足診斷要求。本研究在此基礎(chǔ)上分析低碘對(duì)比劑、低管電壓、Z-DOM聯(lián)合iDose4技術(shù)在頸部CTA掃描中的價(jià)值，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年6月至2020年5月溫州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院完成頸部CTA掃描的成年患者98例，本研究獲得醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，患者及其家屬的均知情同意。

將98例患者分為對(duì)照組（n=51）及觀察組（n=47）。對(duì)照組男30例，女21例；平均年齡（60.1±10.6）歲；身高（163.49±7.06）cm；體質(zhì)量（64.8±10.7）kg；體質(zhì)量指數(shù)（BMI）為（24.18±3.05）kg/m2。觀察組男20例，女27例；平均年齡（56.4±10.0）歲；身高（161.08±7.19）cm；體質(zhì)量（62.2±9.4）kg；BMI為（23.91±2.87）kg/m2。兩組一般情況差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），有可比性。

1.2 方法 采用256層的螺旋CT掃描儀（Philips Brilliance iCT）對(duì)患者進(jìn)行檢查。將患者置于檢查床中心，仰臥位頭部先進(jìn)，上肢放于身體兩側(cè)，掃描正側(cè)位雙定位像，使用智能追蹤技術(shù)。將興趣區(qū)（ROI）放于氣管分叉層面的降主動(dòng)脈處，閾值數(shù)值設(shè)置為150 Hu，延遲4.5 s開(kāi)始掃描，掃描范圍為氣管分叉層面到眶上緣。掃描參數(shù)為層厚0.9 mm，層間距0.45 mm，準(zhǔn)直128×0.625，轉(zhuǎn)速0.5 s/圈，螺距0.993。兩組患者都使用雙筒的高壓注射器（Missouri-XD200），經(jīng)右肘靜脈注射對(duì)比劑，對(duì)比劑用量約為1 ml/kg體質(zhì)量，后跟注0.5 ml/kg 0.9%氯化鈉注射液以維持內(nèi)環(huán)境滲透壓平衡及減少硬化偽影，注射時(shí)間約為22 s，注射速率4.0～4.5 ml/s。

對(duì)照組：碘海醇350 mg I/ml、管電壓120 kV，管電流250 mAs，通過(guò)濾波反投影法（FBP）進(jìn)行圖像重建。觀察組：碘克沙醇270 mg I/ml、管電壓100 kV，預(yù)設(shè)250 mAs的管電流進(jìn)行Z-DOM的自行調(diào)制，通過(guò)iDose4技術(shù)進(jìn)行圖像重建。

分別對(duì)兩組所注射的對(duì)比劑劑量進(jìn)行記錄，然后計(jì)算出碘的注射量。把掃描的原始數(shù)據(jù)傳送給飛利浦后處理工作站EBW（Extended Brilliance Workspace)，對(duì)獲得的薄層圖像進(jìn)行重組，包括最大密度投影（MIP）、容積再現(xiàn)（VR）、多平面重組（MPR）及曲面重組（CPR）等。

1.3 觀察指標(biāo)（1）客觀評(píng)價(jià)。在橫軸位、層厚為3mm圖像上分別在主動(dòng)脈弓頂及頸動(dòng)脈分叉層面采用ROI法進(jìn)行測(cè)量，即分別在動(dòng)脈血管、肌肉及氣道上?。?0±0.2）mm2ROI，記錄動(dòng)脈血管CT值為信號(hào)強(qiáng)度、肌肉CT值為背景信號(hào)值、氣道氣體CT值標(biāo)準(zhǔn)差為背景噪聲。計(jì)算對(duì)比信噪比（CNR）以及信號(hào)噪聲比（SNR）。CNR=（信號(hào)強(qiáng)度-背景信號(hào)強(qiáng)度）/背景噪聲，SNR=信號(hào)強(qiáng)度/背景噪聲。（2）主觀評(píng)價(jià)。由2位高年資的CT診斷醫(yī)師采用雙盲法對(duì)兩組圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用4分法評(píng)分，4分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，動(dòng)脈顯示清晰、血管邊緣光滑銳利、無(wú)偽影，完全滿足診斷要求；3分：圖像質(zhì)量良，動(dòng)脈易分辨、血管邊緣較光滑，少許偽影，滿足診斷要求；2分：圖像質(zhì)量一般，動(dòng)脈可分辨、血管邊緣尚可，中等偽影，基本滿足診斷要求；1分：圖像質(zhì)量差，動(dòng)脈顯示不清晰、血管邊緣毛糙、大量偽影，不能滿足診斷要求。統(tǒng)計(jì)分析2名醫(yī)師評(píng)分一致性情況，如一致性良好（Kappa值≥0.75），則將其評(píng)分均值作為最終評(píng)分?jǐn)?shù)值；如一致性不佳，則由2名醫(yī)師同時(shí)對(duì)評(píng)分不一致圖像重新評(píng)分，意見(jiàn)不一致時(shí)請(qǐng)第3名上級(jí)醫(yī)師協(xié)助評(píng)分。（3）對(duì)比劑及輻射劑量。記錄兩組注射對(duì)比劑劑量，并計(jì)算碘注射量，碘注射量=對(duì)比劑注射劑量×碘濃度。對(duì)管電流的最小值、最大值以及其平均值加以記錄。讀取CT機(jī)劑量報(bào)告中的劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）和容積CT劑量指數(shù)（CTDlvol）的具體數(shù)值，計(jì)算有效劑量（ED）。ED=換算因子k×DLP，k值為0.0059[5]。

1.4 統(tǒng)計(jì)方法 采用SPSS 23.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，符合正態(tài)分布計(jì)量資料使用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t檢驗(yàn)。P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 對(duì)比劑及碘注射量 觀察組對(duì)比劑注射劑量為（60.11±12.40）ml，對(duì)照組為（76.57±86.38）ml，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.29，P＞0.05）。碘注射量觀察組為（16.23±3.35）g，對(duì)照組為（26.80±30.23）g，觀察組明顯低于對(duì)照組（t=2.38，P＜0.05）。

2.2 輻射劑量比較 觀察組管電流最小值、最大值、平均值、DLP、CTDIvol及ED均明顯小于對(duì)照組（均P＜0.05），見(jiàn)表1。

表1 兩組輻射劑量比較

2.3 客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)比較 觀察組兩層面血管CT值及背景噪聲較對(duì)照組均降低（均P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 兩組圖像客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)比較

2.4 主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)比較 2位高年資影像醫(yī)師評(píng)分Kappa值=0.778，一致性良好。觀察組評(píng)分為（3.59±0.48）分，對(duì)照組為（3.45±0.48）分，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.37，P＞0.05），見(jiàn)圖1。

圖1 頸部CTA圖像

3 討論

進(jìn)行頸部CTA時(shí)，其掃描范圍為眶上緣到氣管分叉層面，其解剖結(jié)構(gòu)變化顯著，各組織密度厚度差異大。掃描范圍還涉及到晶狀體以及甲狀腺等對(duì)射線有極高敏感性的部位，若采用常規(guī)掃描固定管電流技術(shù)，會(huì)使上頸部掃描曝光過(guò)度，增加局部的輻射危害，或頸肩部曝光不足，導(dǎo)致圖像信噪比低，從而影響診斷。頸部血管病變的患者大部分為老年人，其往往伴有高血壓、糖尿病等基礎(chǔ)疾病，對(duì)碘對(duì)比劑的耐受能力差[6]。為了最大限度的減少電離輻射帶來(lái)的危害和降低對(duì)比劑不良反應(yīng)的潛在風(fēng)險(xiǎn)，優(yōu)化常規(guī)掃描方案顯得尤為重要[4]。

減小管電流是降低輻射劑量的主要的方法，自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)技術(shù)是目前廣泛使用的CT低劑量掃描技術(shù)。Z-DOM技術(shù)為飛利浦公司研發(fā)的Z軸調(diào)制自動(dòng)管電流技術(shù)，可以根據(jù)掃描方向上人體解剖結(jié)構(gòu)對(duì)X線衰減的差異，按照預(yù)設(shè)圖像質(zhì)量水平來(lái)實(shí)時(shí)調(diào)制管電流大小，以此獲得同一序列基本相同的圖像質(zhì)量[7]。應(yīng)用Z-DOM技術(shù)自動(dòng)調(diào)制管電流可提高射線利用率，減小管電流，管電流減小輻射劑量也呈線性減小。本研究中，應(yīng)用Z-DOM技術(shù)管電流較對(duì)照組下降43.93%。

X線劑量的顯著降低會(huì)使得圖像中的噪聲增加，而迭代重建技術(shù)因其具有可將低劑量或極低劑量條件下高噪聲原始數(shù)據(jù)重建出高質(zhì)量圖像的潛力而成為研究熱點(diǎn)之一，所以本文通過(guò)iDose4技術(shù)聯(lián)合進(jìn)行降噪。飛利浦研發(fā)出的第四代迭代重建技術(shù)iDose4是以噪聲模型系統(tǒng)以及解剖模型系統(tǒng)為基礎(chǔ)，進(jìn)行圖像空間以及投影空間的迭代運(yùn)算，對(duì)處理圖像中存在的統(tǒng)計(jì)誤差選擇性識(shí)別和消除，避免低光子偽影的干擾，最大程度減少圖像中的噪聲，提高重建圖像空間及密度分辨率。而且采用全新的多模型并行加速對(duì)比迭代運(yùn)算方法，提高了重建速度，使其在臨床上廣泛地推廣應(yīng)用，同時(shí)其迭代運(yùn)算不改變?cè)胍纛l率譜，不會(huì)出現(xiàn)第3代產(chǎn)品的“蠟像樣”偽影[8]。本研究中，應(yīng)用iDose4降噪，在輻射劑量大幅下降的同時(shí)減少了背景噪聲，提高了圖像質(zhì)量。本研究中，在輻射劑量降低65.89%（ED）的情況下，背景噪聲反而降低。

碘對(duì)比劑在血管強(qiáng)化提高組織對(duì)比時(shí)發(fā)揮關(guān)鍵作用，約90%經(jīng)腎臟排泄從而加重了腎臟的負(fù)擔(dān)，并且有研究表明其有細(xì)胞毒性，大劑量注入存在腎損傷的風(fēng)險(xiǎn)，當(dāng)其損傷程度達(dá)到一定水平時(shí)就會(huì)引起對(duì)比劑腎病（CIN），而導(dǎo)致對(duì)比劑不良反應(yīng)的影響因素主要是碘的濃度以及其注射量[9]。等滲低黏度的對(duì)比劑其對(duì)機(jī)體內(nèi)環(huán)境所產(chǎn)生的影像相對(duì)較小，并且患者的不適感發(fā)生率相對(duì)較低、所具有的細(xì)胞毒性也相對(duì)較小，因此在使用時(shí)具有一定的優(yōu)勢(shì)，它能夠降低伴有高血壓、糖尿病等基礎(chǔ)疾病患者的CIN發(fā)生概率[6]。碘克沙醇（270 mgI/ml）屬于等滲低黏度對(duì)比劑，所具有的滲透壓數(shù)值為290 mOsm/kg、黏度為5.8 mPa·s H2O，都明顯小于碘海醇（350 mgI/ml）。本研究觀察組碘注射量減少39.44%，一定程度上減少了CIN和對(duì)比劑不良反應(yīng)的發(fā)生率。

輻射劑量和管電壓的平方為正比關(guān)系，故管電壓的降低能使輻射劑量大幅度減少[10]。管電壓和碘對(duì)比劑又雙重影響組織器官的CT值，當(dāng)X線能量逐漸降低到與碘原子k層電子所具有的結(jié)合能相近時(shí)，可使光電效應(yīng)增加，提高碘與周圍組織的對(duì)比度，使血管顯示的更清晰。所以聯(lián)合應(yīng)用低碘對(duì)比和低管電壓兩項(xiàng)技術(shù)，能夠有效的彌補(bǔ)因?yàn)榈鉂舛葴p少引起的強(qiáng)化降低，從而保證整體效果[11]，再者血管過(guò)度強(qiáng)化會(huì)對(duì)血管斑塊和鈣化灶這兩方面的診斷產(chǎn)生影響[2]。因此，本研究降低管電壓至100 kV，雖然血管CT值在下降，但是SNR和CNR并沒(méi)有明顯的降低，血管對(duì)比度也相對(duì)較好，并且所得到的兩組圖像在主觀評(píng)分方面所得結(jié)果差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其平均值都超過(guò)3分，可能夠滿足診斷要求。

綜上所述，低碘對(duì)比劑、低管電壓、Z-DOM聯(lián)合iDose4技術(shù)應(yīng)用于頸部CTA掃描，能夠有效減少患者的碘注射量、降低輻射劑量，同時(shí)提高了圖像質(zhì)量。

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