局減法和全減法對頭頸CT血管成像圖像質量及輻射劑量的影響

張紅偉,張云翔

(河南省人民醫院 醫學影像科,河南 鄭州 450000)

隨著時代的發展,人民的生活質量不斷提高,人類的疾病組成也發生了改變,臨床上腦血管疾病的發病率及病死率也在不斷提高[1]。頭頸部血管疾病對患者的生命安全有著嚴重的威脅,所以疾病的早期篩查很重要,早診斷、早治療可以提高患者的治愈率[2]。頭頸部血管疾病的檢查方法有多種,包括磁共振血管成像、數字減影血管造影、CT血管成像(CT angiography,CTA)和超聲等[3]。螺旋CTA技術以其無創、特異性強、可重復性強、靈敏度高和費用低等優點得到了臨床充分肯定[4-7]。頭頸CTA是目前觀察血管解剖、診斷頭頸部血管病變和血管病變以外疾病血供來源的重要影像檢查方法,也是頭頸部血管病變診斷及術后隨訪的首選無創檢查方法[8]。頭頸部的顱底及頸椎骨性結構復雜,血管經常難以顯示清晰,為了使頭頸部的血管顯影不受骨骼組織的過分干擾,就需要去除掉骨骼組織留下清晰的血管影,即頭頸部血管減影技術[9]。減影技術的應用使診斷更清楚直觀,也能更好地應用于臨床。河南省人民醫院常用的方法是全減法,即平掃和增強的范圍都是顱頂到氣管分叉處,然后用增強數據減平掃數據,留下血管數據的方法。該方法圖像質量高,但是輻射劑量較高,對患者的身體有一定的損害。如何選擇合適的減影方法,在保證圖像診斷質量的同時進一步降低輻射劑量[10]已成為廣泛關注的問題。醫院經過反復試驗和總結,找到了一種新的減影方法局減法,即平掃范圍為第7頸椎下緣至前床突上方1 cm,增強范圍顱頂到氣管分叉處,然后用增強數據減去平掃數據,再進一步融合數據,得到血管數據的方法。現將兩種方法的操作及效果進行對比分析。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取2022年8月至2023年4月來醫院接受頭頸CTA檢查的90例患者為研究對象,按掃描范圍分為A、B兩組,A組為局減組,B組為全減組,各45例。A組平掃范圍為第7頸椎下緣至前床突上方1 cm,增強范圍為氣管分叉處至顱頂,掃描后減影。A組男26例,女19例,年齡23～76(57.53±12.06)歲。B組平掃與增強掃描范圍均為氣管分叉處至顱頂,掃描后減影。B組男27例,女18例,年齡34～77(58.67±12.15)歲。納入標準:臨床懷疑腦動脈粥樣硬化、血管狹窄或阻塞性疾病;臨床懷疑腦卒中、動脈血管痙攣及腦梗;臨床懷疑顱內動脈瘤及假性動脈瘤;血管手術的評估及隨訪;頭頸部外科手術術前評估,臨床資料完整。排除標準:合并其他骨折;檢查過程中不自主運動。本研究經河南省人民醫院醫學倫理委員會批準,批準文號:(2021)倫審第(148)號。

1.2 研究方法

1.2.1掃描前的準備

詢問受檢者是否有過敏史,簽署知情同意書,去除受檢者掃描范圍內的金屬及飾物。患者在做頭頸CTA檢查前,需禁食、水6 h以上,急診患者除外。患者頭部放在頭托內,掃描過程中頭保持靜止不動,不做吞咽動作[11]。

1.2.2試驗方法

本研究機器采用GE寶石能譜CT,對比劑使用碘普羅胺(370 mgI·mL-1)。AB兩組注射對比劑劑量相同,掃描范圍不同,均使用小劑量測試法掃描。具體檢查方法如下:A組平掃范圍為第7頸椎下緣至前床突上方1 cm,增強范圍為氣管分叉處至顱頂。先經肘前靜脈以4.5 mL·s-1流率注射對比劑15 mL[12],跟蹤層面選在第3頸椎水平。注射對比劑的同時曝光,觀察第3頸椎水平同一層面不同時間的頸內動脈血管亮度,待頸內靜脈亮起時停止掃描。然后用時間-密度曲線測出延遲時間。對比劑用量為55 mL,注射對比劑的同時曝光,平掃加中間時間間隔等于延遲時間,掃描得到平掃數據和增強數據。B組平掃與增強掃描范圍均為氣管分叉處至顱頂,先經肘前靜脈以4.5 mL·s-1流率注射對比劑15 mL,跟蹤層面選在第3頸椎水平。注射對比劑的同時曝光,觀察第3頸椎水平同一層面不同時間的頸內動脈血管亮度,待頸內靜脈亮起時停止掃描。然后用時間-密度曲線測出延遲時間。設定好延遲時間,對比劑用量為55 mL,注射對比劑的同時曝光,平掃加中間時間間隔等于延遲時間,掃描得到平掃數據和增強數據。

1.2.3掃描參數

小劑量測試掃描參數:80 kV,20 mA,掃描層厚5 mm。A組平掃為80 kV,6～600 mA,增強掃描為120 kV,6～600 mA。掃描層厚5 mm,重建層厚0.625 mm。B組平掃為80 kV,6～600 mA,增強掃描為120 kV,6～600 mA。掃描層厚5 mm,重建層厚0.625 mm。掃描結束后,記錄輻射劑量。

1.2.4圖像后處理

將平掃和增強的原始數據傳入GE AW4.5工作站,A組圖像采用Add/Sub軟件中的Sub功能將增強期和平掃期數據相減,得到的減影數據再和增強未減影部分相融合。得出的容積數據使用計算機軟件進行三維重建,重建出容積再現(volume rendering,VR)圖像,然后用增強數據重建出血管分析圖像,這些圖像均為后處理圖像。用后處理圖像結合原始圖像診斷頭頸部血管疾病。B組圖像采用Add/Sub軟件中的Sub功能用增強期數據減去平掃期數據,得出的容積數據使用計算機軟件進行三維重建,重建出VR圖像,然后用增強數據重建出血管分析圖像,最后用后處理圖像結合原始圖像診斷頭頸部血管疾病。

1.3 觀察指標

(1)輻射劑量的評估:記錄計算機自動生成的容積CT劑量指數(CT dose index-volume,CTDIvol),單位為mGy;記錄計算機自動生成的劑量長度乘積(dose length product,DLP),單位為mGy·cm;有效劑量(effective dose,ED)為DLP與換算因子的乘積,單位為mSv。歸一化有效劑量權重指數(W)為ED與DLP的比值。頭部W為0.002 3 mSv·mGy-1·cm-1,頸部W為0.005 4 mSv·mGy-1·cm-1,胸部W為0.017 mSv·mGy-1·cm-1,腹部W為0.015 mSv·mGy-1·cm-1,盆腔W為0.019 mSv·mGy-1·cm-1。頭頸CTA掃描頭顱、頸部和上胸部,所以僅按單一的頭部計算整個掃描范圍內的有效劑量是不妥當的[13]。本研究中,頭頸聯合部位掃描時的W為1/3×(0.002 3+0.005 4+0.017),計算得出頭頸聯合部位掃描時的W為0.008 23。(2)圖像質量評價:所有頭頸動脈血管圖像評價由2名有經驗的放射科醫師采用圖像質量評分標準進行評分,分為優(80～100分)、良(60～79分)、差(0～59分)3個等級評分。見表1。

表1 圖像質量評分標準

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 輻射劑量

兩組DLP、CTDIvol和ED比較,差異有統計學意義(P<0.05),見表2。

表2 兩組輻射劑量比較

2.2 圖像質量

兩組圖像質量均滿足臨床診斷需要,A組圖像質量優41例,良4例;B組圖像質量優42例,良3例。A組患者的圖像質量優秀率為91.1%,B組患者的圖像質量優秀率為93.3%,兩組圖像質量比較差異無統計學意義(χ2=0.155,P>0.05)。AB兩組各隨機選出1例質量優圖像,見圖1。

病例1,女,48歲,局減法掃描,A為頭頸動脈血管VR圖,B為頭頸動脈血管分析圖;病例2,男,48歲,全減法掃描,C為頭頸動脈血管VR圖,D為頭頸動脈血管分析圖。圖1 2個病例的VR和血管分析圖

3 討論

近年來,隨著CT新技術的廣泛開展,CT檢查的應用范圍也越來越廣,檢查準確率也大幅度提高[14]。但隨之而來的問題是CT逐漸成為常規檢查,導致患者所受輻射劑量越來越大。在全球范圍內,CT掃描的有效輻射劑量占全球醫療照射總劑量的40%以上,而CT檢查中頭頸部掃描占很大比率[15]。電離輻射對人體有害,輻射劑量可以累積到人的器官和身體內[16]。隨著CT檢查次數的增加,檢查部位頻繁受照射,體內累計的射線量逐漸增多。長期接觸X線會引起各種不同的放射性疾病,包括皮膚損傷、遺傳變異和惡性腫瘤等[17-18]。因此,降低頭頸CTA檢查中的輻射劑量對減輕患者傷害有重要意義[19-20]。頭頸CTA的輻射劑量比平掃輻射劑量高得多,所以頭頸CTA中降低輻射劑量既是臨床工作的需要,也是患者的需求。

數字減影血管造影(digital subtraction angiography,DSA)是診斷腦血管病變的金標準[21],但其是有創檢查,且在檢查中極易導致動脈瘤破裂或誘發腦血管痙攣癥狀[22]。DSA檢查不僅需要醫生有較高的操作技術、專業水平,而且檢查時間較長,費用較高,重復性差。目前,頭頸血管CTA已經逐漸成熟,越來越被臨床醫生及患者接受[23]。CTA可做全身檢查,無特別禁忌證,并且CTA檢查是無創的,費用較低且可重復性強,對小血管病變及周圍組織顯示良好[24]。頭頸部CTA掃描方案與注射方案專家共識中報道[8],設備條件允許情況下,頭頸CTA掃描盡量選擇能量減影的掃描方式。減影技術去除了骨骼組織的影響,血管顯示清晰[25],臨床診斷方便可靠。本研究中局減法平掃掃描范圍為第7頸椎下緣至前床突上方1 cm,包括了顱底動脈環,這是經常出現動脈瘤的位置,經過減影,可以清晰顯示這些血管病變。前床突上方1 cm至顱頂這一部分,血管末梢居多,骨骼組織較少,出現動脈瘤的概率較小。即使出現動脈瘤,由于骨骼組織較少,結構簡單,動脈瘤也能清晰顯示。第7頸椎向下至氣管分叉處均是主干血管,且無復雜結構,這部分不減影動脈瘤也能清晰顯示。所以局減法既去除了頸部復雜的骨骼組織,又減少了掃描范圍。結果顯示兩種減影圖像質量均能滿足診斷要求,但局減法輻射劑量遠低于全減法的輻射劑量,可見局減法效果更佳。

4 結論

局減法和全減法均能得到滿足臨床要求的圖像,但局減法的輻射劑量更低,具有較高的臨床實用價值,可在實踐中廣泛應用和推廣。