自動管電流調制技術在降低CT 血管成像輻射劑量中的應用效果

貝雨琪 張 軍

下肢動脈疾病涵蓋范圍廣泛，后期主要表現為血管重度狹窄甚至閉塞、形成動脈瘤等，常需進行手術或介入治療。通過影像學檢查明確病變部位、范圍及程度等是臨床醫師制訂治療方案的重要依據和前提[1]。數字減影血管造影屬于有創性檢查，且價格較貴，不宜作為常規檢查。CT 血管成像（CTA）快捷且無創，是診斷血管疾病的常用手段。CTA 的輻射劑量與其掃描范圍呈正相關[2]，常規下肢CTA 掃描全程使用高固定管電流和管電壓，可能對患者產生不必要的輻射傷害。在保證圖像質量的前提下，可通過優化管電壓和管電流調制技術，減少掃描過程中患者受到的輻射劑量。自動管電流調制技術能夠根據患者體形和人體組織密度變化計算有效管電流量。根據X 線衰減差異，合理分布掃描過程中的X 線，提高利用效率，達到降低整體輻射劑量的目的[3-4]。本文通過比較標準管電流（管電壓120 kV，管電流250 mA）與自動管電流調制（管電壓80 kV，參考管電流80 ～380 mA）進行下肢動脈CTA掃描，探討自動管電流調制技術能否有效進行補償，達到降低輻射劑量的目的。

1 資料與方法

1.1 對象與分組

收集我院2021 年1 月至2022 年1 月擬診為下肢血管疾病需進行下肢CTA 檢查的78 例患者資料。納入標準：年齡18 歲以上；有獨立行為能力且配合良好；BMI 20 ～30 kg/m2。排除標準：對碘比醇注射液過敏；有心肺等重要臟器功能障礙；合并甲狀腺功能亢進；妊娠期或哺乳期。本方案符合《赫爾辛基宣言》原則，患者均簽署知情同意書。按照CTA 檢查時采用掃描方式的不同，分為標準化組與自動調制組，各39 例。

1.2 掃描與輻射劑量的評估方法

兩組均采用64 排螺旋CT，在平靜呼吸狀態下進行連續容積掃描，從第3 腰椎水平（包含部分腹主動脈）向足端掃描至腳底。CT 參數設置為重建層厚0.75 mm，重 建 間 隔0.5 mm、螺 距1.375、準 直64 mm×0.6 mm、重建矩陣512×512。標準化組采用固定管電流技術掃描：管電壓120 kV、管電流250 mA；自動調制組采用自動管電流調制技術掃描：管電壓80 kV，參考管電流80 ～380 mA。兩組造影劑均使用碘比醇注射液（350 mgI/mL）100 mL 靜 脈 注 射，流 率4.0 mL/s。在 腹主動脈遠端進行對比劑示蹤監測，當CT 值達到預設值（150 HU）后手動開啟掃描。從掃描結束后的圖像資料欄中記錄由設備自動計算的CT 容積劑量指數、劑量長度乘積（DLP），得出有效劑量（ED）。ED 計算采用歐洲的DLP 方法[5]，ED = DLP×W。[W = 0.019 mSv÷（mGy·cm）]。

1.3 圖像分析與評價方法

掃描數據傳輸至工作站進行容積再現、多平面重建、最大密度投影、曲面重建等，根據3 部分25 節段分法，對腹主動脈遠端、髂總動脈、股淺動脈、膪動脈和脛后動脈采用不同解剖方位多角度旋轉觀察。由兩位高年資醫師根據下肢動脈疾病診斷要點，采用雙盲法進行主觀評分。圖像評分標準采用3 分法[6]，將下肢動脈自腎下腹主動脈至足背動脈按其自然分支分為7 級，3分為優，無明顯斑點和柵形偽影，6 級以上血管樹等微細結構顯示清楚；2 分為良，有輕微斑點但無柵形偽影，6 級以上血管樹等微細結構顯示較清楚，不影響診斷；1 分為差，斑點明顯，有輕微偽影，6 級以上血管樹等微細結構顯示稍差，影響診斷。計算信噪比（SNR），SNR = 動脈CT 增強掃描值÷圖像噪聲標準差（SD）值，即雙側髂總動脈中點位置周圍空氣CT 值；對比信噪比（CNR），CNR = （動脈CT 增強掃描值-肌肉組織CT 值）÷圖像噪聲SD 值。測量髂總動脈中點、髂外動脈中點及股動脈中點CT 值，并計算其平均CT 值，代表目標組織信號；測量雙側腰大肌平均CT 值，代表背景信號。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較

標準化組：男28 例（71.8%），女11 例（28.2%）；平均年齡51 歲，平均BMI 23.4 kg/m2。自動調制組：男25 例（64.1%），女14 例（35.9%）；平均年齡51 歲，平均BMI 23.8 kg/m2。

2.2 兩組輻射劑量比較

由表1 可見，自動調制組CT 容積劑量指數、DLP 和ED 均低于標準化組。

表1 掃描過程中輻射照射劑量比較 （）

表1 掃描過程中輻射照射劑量比較 （）

ED（mSv）標準化組 39 4.52±0.37 512.83±30.41 9.74±0.58自動調制組 39 2.19±0.23 256.94±15.18 4.88±0.29組 別 例數 CT 容積劑量指數（mGy）DLP（mGy·cm）

2.3 兩組圖像質量評分比較

標準化組（2.79±0.41）分，自動調制組（2.77±0.43）分。典型圖例見圖1。

圖1 標準化與自動調制組患者CTA 成像對比

2.4 兩組股動脈段測量值比較

由表2 可見，兩組股動脈、腘動脈、脛后動脈段的SNR 和CNR 接近。

表2 兩組股動脈段測量值比較 （HU， ）

3 討論

CT 檢查是一個相對安全的無創檢查方法，CTA 檢查應遵循“合理使用低劑量”原則，在掃描、圖像重建等過程中應盡可能減少患者受到的輻射劑量。但受臨床實際情況限制，既往CT 檢查常全程使用固定的管電壓和管電流，醫師只根據患者的BMI 主觀選擇管電流量，而高管電流對獲取CT 診斷信息并無額外幫助[7]，還會在檢查過程中產生更多電離輻射[8]。

患者的體形、皮下脂肪厚度等同樣影響掃描結果[9]。在對患者進行下肢CTA 掃描過程中，首先掃描的盆腹部位置組織寬厚，射線會出現明顯衰減；而至腿部時，組織窄薄，射線衰減趨勢不明顯。在其他條件不變的情況下，大幅降低掃描時的固定管電流，可能會增加圖像噪聲，影響臨床醫生對下肢血管結構的觀察和評價。自動管電流調制根據X 線衰減差異，合理分布掃描過程中的X 線，提高對掃描射線的利用效率。在下肢CTA 檢查過程中，對于各段組織厚度相差較大的部位（如盆腔與膝關節、踝關節等），按照不同組織的厚度等對每一掃描層面的管電流進行動態調制。掃描較厚處組織的管電壓不足時，進行管電流補償；而對于較薄處組織，則自動下降管電流輸出，下調掃描的輻射劑量，達到降低總輻射劑量的目標。本文結果顯示，自動調制組的CT 容積劑量指數、DLP 和ED 均低于標準化組，說明對于BMI 相同且處于正常范圍內的患者，采用自動管電流調制技術能有效減少總輻射劑量。

本文結果顯示，兩組圖像質量評分接近，說明自動管電流調制技術在降低患者所受輻射總劑量的同時，不影響對下肢疾病的評估。下肢的不同節段形態差異較大，組織分布不均，而下肢CTA 的診斷取決于圖像中各主要動脈和重要分支的形態、結構等，分節段適當增加或減少管電流，能夠保證影響圖像質量的各項指標如SNR、CNR 等無明顯變化，使掃描過程得到優化[10-11]。

綜上所述，自動管電流調制技術能夠降低下肢CTA掃描過程中產生的輻射劑量，同時不會對圖像質量產生較大影響。本文的局限性在于：納入病例數較少，僅收集了BMI 20 ～30 kg/m2的患者資料，圖像質量分析中也缺少對血管顯影程度準確性的評價，后續還需更多不同類型病例資料進行分析，以佐證結論。