雙源CT雙低掃描聯(lián)合新虛擬單能量成像技術(shù)對(duì)主動(dòng)脈CT血管成像的影響

摘要：目的 探討使用低對(duì)比劑用量與低流速結(jié)合新虛擬單能量成像（Mono+）技術(shù)對(duì)主動(dòng)脈CT影像中血管強(qiáng)化程度及圖像質(zhì)量的影響。方法 前瞻性采集2023年12月～2024年4月疑似有主動(dòng)脈夾層于我院行CTA檢查的120例患者數(shù)據(jù)，隨機(jī)將患者分為常規(guī)組和實(shí)驗(yàn)組，60例/組。常規(guī)組運(yùn)用常規(guī)掃描；實(shí)驗(yàn)組使用雙能掃描。對(duì)主動(dòng)脈及其各分支的CT值和噪聲值（SD）進(jìn)行測(cè)定，并以T12層面后側(cè)肌群的SD值作為基準(zhǔn)噪聲，計(jì)算主動(dòng)脈及其分支的噪聲比和對(duì)比噪聲比，利用Mono+技術(shù)，分別得出40、45、50、55、60、65、70 keV單能量圖像，分析這些單一能量影像的客觀與主觀評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，并對(duì)對(duì)比劑的藥量、注射速率、輻射劑量以及圖像質(zhì)量進(jìn)行比較和評(píng)估。結(jié)果 7組單一能量中，主動(dòng)脈及其分支的CT值、噪聲比和對(duì)比噪聲比隨著電壓的升高而逐漸下降（Plt;0.05）。其中，60 keV組的圖像主觀評(píng)分最高（Plt;0.05）；與常規(guī)組相比，實(shí)驗(yàn)組對(duì)比劑用量減少18%；速率減低為2.54±0.09 mL/s （Plt;0.05）；此外，實(shí)驗(yàn)組中的CT容積劑量指數(shù)、劑量長(zhǎng)度乘積和有效劑量等比對(duì)照組減少約50%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05）。結(jié)論 在主動(dòng)脈CTA成像中，將低對(duì)比劑用量低流速和Mono+技術(shù)相結(jié)合是可行的，與傳統(tǒng)成像方法相比，這種方法不僅能滿足臨床圖像質(zhì)量的需求，還能顯著減少對(duì)比劑的使用量、注射速率以及輻射劑量。

關(guān)鍵詞：雙源CT掃描；雙能量成像技術(shù)；新一代虛擬單能量成像技術(shù)；CT血管成像

Effect of dual source CT dual low scan combined with new virtual single energy imaging

technique can be used for aortic CT angiography

LI Tiantian 1， 2 ， HU Chunfeng 1

1 Department of Imaging， Affiliated Hospital of Xuzhou Medical University， Xuzhou 221002， China;" 2 Department of Radiology，The First

Affiliated Hospital of Bengbu Medical University， Bengbu 233000， China

Abstract： Objective To investigate the effect of low contrast agent dosage and low flow rate combined with the new virtualsingle energy imaging （Mono+） technology on the degree of vascular enhancement and image quality in aortic CT images.Methods A total of 120 patients with suspected aortic dissection who underwent CTA examination in our hospital fromDecember 2023 to April 2024 were prospectively collected， and were randomly divided into routine group and experimentalgroup， with 60 cases each group. The conventional group used conventional scanning; The experimental group used dual-energy scanning. The CT value and noise value （SD） of the aorta and its branches were measured， and the signal-to-noise ratioand contrast-to-noise ratio of the aorta and its branches were calculated using the SD value of the posterior muscle group of theT12 layer as the reference noise. Mono+ technique was used to obtain seven sets of single energy images of 40， 45， 50， 55， 60， 65and 70 keV， respectively. The objective and subjective evaluation criteria of these single energy images were analyzed， and thedose of contrast agent， injection rate， radiation dose and image quality were compared and evaluated. Results In the 7 groupsof single energy， CT values， signal-to-noise ratio and contrast-to-noise ratio of aorta and its branches gradually decreased withthe increase of voltage （Plt;0.05）. The subjective score of 60 keV group was the highest （Plt;0.05）. Compared with theconventional group， the dosage of contrast agent in the experimental group was reduced by 18%. The rate was reduced to 2.54±0.09 mL/s （Plt;0.05）. In addition， CT volume dose index， dose-length product and effective dose in the experimental group werereduced by about 50% compared with the control group， and the difference was statistically significant （Plt;0.05）. ConclusionIn aortic CTA imaging， the combination of low contrast agent dosage and low flow rate with Mono+ technology is feasible.Compared with traditional imaging methods， this method can not only meet the needs of clinical image quality， but alsosignificantly reduce the use of contrast agent， injection rate and radiation dose.

Keywords： dual-source CT scan; dual energy imaging technology; new generation of virtual single energy imagingtechnology; CT angiography

主動(dòng)脈疾病發(fā)病急，致死率較高［1，2］ 。為提高患者的生存率，主動(dòng)脈疾病的確診尤為重要［3］ 。非侵襲性的主動(dòng)脈CT血管成像（CTA）檢查技術(shù)在確診 疾病的價(jià)值方面被國(guó)內(nèi)外廣泛認(rèn)可，可作為一種無(wú)創(chuàng)、無(wú)痛的首選檢查方法［4］ 。低對(duì)比劑用量和低流速的雙低對(duì)比劑掃描，不僅可以降低患者對(duì)比劑的使用量，還能夠降低夾層破裂的風(fēng)險(xiǎn)以及減輕過(guò)敏反應(yīng)［5， 6］ ；而西門(mén)子雙源的新虛擬單能量成像（Mono+）技術(shù)在低keV能級(jí)圖像中，除了可以提高微血管顯影效果，還可以減少對(duì)比劑的攝入量，降低輻射劑量［7-9］。

傳統(tǒng)CTA的檢查，掃描時(shí)不僅管電壓較高，而且對(duì)比劑的量多流速快，這種檢查方法會(huì)使患者接受的輻射劑量高和腎臟負(fù)荷增大［10， 11］ ；既往研究只是單一運(yùn)用雙低掃描，突出降低藥量和流速，但不能改善圖像質(zhì)量［11-14］ ；或只運(yùn)用Mono+技術(shù)，改善圖像質(zhì)量，但降低不了藥量和流速，減少不了輻射劑量［15， 16］ ；目前尚未有研究將二者聯(lián)合應(yīng)用，其效能有待進(jìn)一步探索。本研究采用雙源CT低對(duì)比劑用量、低流速聯(lián)合Mono+技術(shù)的掃描方法，探討其方法在主動(dòng)脈成像中的可行性，以其獲得主動(dòng)脈的最佳單能量圖像，分析所得最佳影像是否符合臨床診斷要求，能否提高影像診斷的準(zhǔn)確性，降低輻射劑量，成為輔助臨床診斷的方法之一。

1 資料與方法

1.1 一般資料

前瞻性收集2023年12月～2024年4月臨床疑似主動(dòng)脈夾層行CTA檢查的患者160例，根據(jù)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)篩選出120例。將患者按照隨機(jī)數(shù)字表法分為常規(guī)組和實(shí)驗(yàn)組，60例/組。常規(guī)組女16例，男44例，年齡62.21±9.41歲；實(shí)驗(yàn)組女 19例，男 41例，年齡 63.35±10.42歲。兩組性別、年齡、BMI的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Pgt;0.05）。

納入標(biāo)準(zhǔn)：臨床懷疑主動(dòng)脈夾層。排除標(biāo)準(zhǔn)：有碘劑過(guò)敏者或其他嚴(yán)重過(guò)敏史；嚴(yán)重心、腎功能不全。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)（審批號(hào)：倫科批字［2023］441號(hào)）。

1.2 儀器與方法

采用德國(guó)西門(mén)子第3代DSCT（SOMATOMForce），常規(guī)掃描管電壓120 kV，雙能掃描A、B管電壓分別為80 kV、Sn150 kV，均用智能管電流調(diào)節(jié)，探測(cè)器寬度192×0.6 mm，螺距設(shè)置0.6，球管轉(zhuǎn)速0.33 r/s，使用Strength=3的ADMIR迭代算法進(jìn)行圖像重建。掃描范圍為胸廓入口到恥骨聯(lián)合下方。使用非離子型濃度350 mgI/mL的碘佛醇作為對(duì)比劑，常規(guī)組給藥量1.2mL/kg，注射速度4.0 mL/s；實(shí)驗(yàn)組給藥量1.0 mL/kg，注射速度為對(duì)比劑總量除以曝光時(shí)間與延遲時(shí)間之和。高壓注射器使用德國(guó)歐利奇CT motion。采用智能跟蹤開(kāi)始掃描，將感興趣區(qū)（ROI）設(shè)置在主動(dòng)脈主干層面，當(dāng)觸發(fā)閾值超過(guò)100 HU時(shí)，延遲6 s后掃描。

1.3 圖像后處理

常規(guī)組自動(dòng)輸出120 kV、ADMIR（Strength=3）迭代算法重建圖像；實(shí)驗(yàn)組利用Mono+技術(shù)，得出40、45、50、55、60、65、70 keV七組單能量圖像，重建層厚、層間距均為1.25 mm。

1.4 圖像分析

客觀評(píng)價(jià)：在橫斷面薄層影像上，由2名放射科副主任醫(yī)師測(cè)量各組圖像的主A弓、第7胸椎處降主A、腹腔干、肝固有A、脾A、腸系膜上A、兩側(cè)腎A、第4腰椎處腹主A、兩側(cè)髂A的CT值和噪音值（SD值），以T12平面后方肌群的SD值作為基準(zhǔn)噪聲，確定分支的信號(hào)與噪聲比［SNR=CT值 各分支 /SD值 各分支 ］以及對(duì)比度與噪聲比［CNR=（CT值 動(dòng)脈管腔 -CT值 背部肌群 ）/SD值 背部肌群 ］。

主觀評(píng)價(jià)：采用獨(dú)立雙盲法的方式，由2位高級(jí)醫(yī)師負(fù)責(zé)對(duì)兩組影像進(jìn)行分析，采用５分量表法，管腔非常清楚，邊緣銳利為5分；管腔清楚且邊緣光滑為4分；管腔相對(duì)清楚邊緣尚清為3分，管腔尚能分辨為2分；無(wú)法辨認(rèn)為1分［12］。3分以上即滿足臨床診斷要求。

1.5 藥量和輻射劑量

觀察兩組的藥量使用情況、注入速率和CT容積劑量指數(shù)（CTDIvol）以及劑量長(zhǎng)度乘積（DLP），并算出有效劑量（ED）值為DLP×0.015［12］。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS26.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。組間比較采用獨(dú)立樣本 t 檢驗(yàn)或Wilcoxon秩和檢驗(yàn)，性別比較采用卡方檢驗(yàn)，多組圖像間客觀指標(biāo)差異及主觀評(píng)分比較均采用Kruskal-wallisH檢驗(yàn)比較。2名醫(yī)生主觀評(píng)價(jià)的一致性用Kappa分析（Kappa 值≥0.8為一致性非常好，0.6～0.8為較好，0.4～0.6為一般，lt;0.4為較差）［5］ 。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)組圖像質(zhì)量

2.1.1 客觀評(píng)價(jià) 隨著能級(jí)提高，40～70 keV圖像的總體和各節(jié)段CT值、SNR及CNR逐漸降低，40 keV圖像的客觀質(zhì)量評(píng)價(jià)最好。不同組間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.05，表1～3）。

2.1.2 主觀評(píng)價(jià) 2位副主任醫(yī)師主觀評(píng)估結(jié)果一致性較高（Kappa=0.848）。主觀評(píng)價(jià)在不同單一能級(jí)影像上差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.001，表4、圖1，2）。

2.1.3 綜合評(píng)價(jià) 60 keV作為最佳單能量時(shí)，ACTA的整體圖像質(zhì)量都優(yōu)于其他組別。因此將實(shí)驗(yàn)組中的60 keV主動(dòng)脈圖像定為B組。

2.2 兩組患者的圖像質(zhì)量、藥量、速率以及輻射劑量比較

B組掃描模式下，其影像的CT值、SNR及CNR均優(yōu)于傳統(tǒng)方式（Plt;0.001，表5）；此外，兩者的主觀評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（Plt;0.001，表6）；B組藥量較常規(guī)組減少18%（Plt;0.001）；B組較常規(guī)組的平均CTDIvol、DLP及ED值均降低約50%（Plt;0.001，表7）。

3 討論

目前臨床診斷主動(dòng)脈相關(guān)疾病的首要檢查方法是CTA［13］ 。隨著碘對(duì)比劑注入的增多，對(duì)比劑會(huì)引起許多不良反應(yīng)，較為嚴(yán)重的如對(duì)比劑腎?。?4］。對(duì)比劑腎病的產(chǎn)生可能是由多種原因引起的，包括對(duì)比劑的高滲透壓力、其對(duì)腎臟內(nèi)皮細(xì)胞的損害和對(duì)比劑自身的粘稠程度［17， 18］ 。要防止這種疾病的關(guān)鍵在于減少對(duì)比劑濃度、降低用量和減慢速度［19］。

本研究采用低對(duì)比劑用量和低流速的雙低對(duì)比劑掃描，實(shí)驗(yàn)組使用了個(gè)性化的注射方法。這不僅減少了約18%的對(duì)比劑使用量，還降低了注射流速，且圖像質(zhì)量也達(dá)到了臨床診斷的標(biāo)準(zhǔn)，這不僅與既往研究結(jié)果［20］ 在優(yōu)化主動(dòng)脈和雙下肢CTA成像過(guò)程中，患者按照1 mL/kg對(duì)比劑劑量，所得圖像質(zhì)量滿足臨床要求相符；還與另一研究于主動(dòng)脈CTA檢查中注射60 mL對(duì)比劑+40 mL生理鹽水，圖像質(zhì)量與應(yīng)用80 mL對(duì)比劑無(wú)差異［21］的結(jié)果相符，所以本研究中的低對(duì)比劑用量不僅可以降低對(duì)比劑腎病的發(fā)生，還能節(jié)省患者CT檢測(cè)費(fèi)用。此外在傳統(tǒng)的CTA檢查過(guò)程中，患者接受藥物注射流速較快，而對(duì)于一些接受長(zhǎng)時(shí)間治療且周?chē)o脈條件欠佳的人來(lái)說(shuō)，這可能導(dǎo)致對(duì)比劑局部滲透及血管損傷的可能性增大，從而增加了他們的腎臟壓力并提升了對(duì)比劑腎病的危險(xiǎn)［22， 23］ 。在本研究中常規(guī)組注射流速為4.0 mL/s，實(shí)驗(yàn)組注射速率為2.54±0.09 mL/s，這種做法減輕了夾層血管壁破裂的威脅，提高了患者的生存率，這一結(jié)果與既往研究結(jié)果［24］相符。

根據(jù)傳統(tǒng)掃描方法，為獲得優(yōu)質(zhì)的CTA圖像，除了需要增加對(duì)比劑濃度、劑量，還要選擇特定的高管電壓掃描模式來(lái)達(dá)到目的，這些不僅增加了患者的藥物不良反應(yīng)，還會(huì)加大輻射劑量，而且圖像的硬化束偽影也較重［11，25］ ；近年來(lái)，西門(mén)子三代雙源CT采用不同的X射線能量進(jìn)行掃描和數(shù)據(jù)采集，該設(shè)備采用了特殊的計(jì)算方法及后處理技巧，使得其可以在40～190 keV的范圍里生成多達(dá)151種不同kV級(jí)的圖像。這不僅僅有助于減少硬化束偽影的影響，同時(shí)也能提供更清晰的 CT值［26-29］ 。本研究運(yùn)用了西門(mén)子Mono+技術(shù)，該技術(shù)在保證碘衰減值的前提下，通過(guò)噪聲優(yōu)化技術(shù)，降低低能級(jí)所帶來(lái)的噪聲增加，提高圖像的SNR與CNR，進(jìn)而改善圖像質(zhì)量［8，30，31］。本研究中，實(shí)驗(yàn)組使用較低的劑量和較慢的流速來(lái)完成雙能掃描，并在相同的掃描條件下比較主動(dòng)脈及其各分支在不同的單能級(jí)影像上的表現(xiàn)，尤其在55～65 keV的影像評(píng)估中，發(fā)現(xiàn)主觀評(píng)分明顯優(yōu)于70 keV；此外，在60 keV的能級(jí)影像質(zhì)量更為出色?；诖丝梢哉J(rèn)為，60 keV是主動(dòng)脈成像的最佳單能量圖像。本研究還發(fā)現(xiàn)，在60 keV主動(dòng)脈各分支血管CT值與傳統(tǒng)方法得到的不僅數(shù)據(jù)相近，而且SNR與CNR都有所提高，圖像質(zhì)量得到一定改善，這與既往研究得出的CTA檢測(cè)發(fā)現(xiàn)血管內(nèi)的CT數(shù)值超過(guò)了250～350 HU就足以達(dá)到確診的標(biāo)準(zhǔn)［32］的結(jié)論相符，我們根據(jù)60 keV最佳單能量的圖像，測(cè)得主動(dòng)脈及其各分支CT值均在300～430 HU范圍內(nèi)，SNR與CNR符合診斷標(biāo)準(zhǔn)，這一結(jié)論與既往研究［33］ 結(jié)果一致。能譜CT在低keV條件下，可以通過(guò)顯著提升血管與周邊組織的對(duì)比度，從而使主動(dòng)脈的對(duì)比劑用量得以有效削減［15］ 。本研究采用雙源CT的雙能量掃描模式，從側(cè)面可以降低對(duì)比劑的用量，減輕患者的過(guò)敏反應(yīng)，這與既往研究［16］ 結(jié)果一致。本研究還發(fā)現(xiàn)，常規(guī)組采用傳統(tǒng)掃描模式，患者的輻射劑量為9.68±1.72 mSv；實(shí)驗(yàn)組采用雙能掃描模式，患者的輻射劑量為4.58±1.11 mSv，可見(jiàn)輻射劑量降低了約50%，這與既往研究［34］結(jié)果也一致。

本研究的局限性：本研究病例數(shù)少，樣本量有待擴(kuò)大；本研究只涉及單能量40～70 keV的低能量圖像，沒(méi)有考慮到較高keV的情況；本研究重點(diǎn)關(guān)注圖像的質(zhì)量，而忽略了不同keV對(duì)病灶檢出率的影響；本研究的研究對(duì)象均BMI≤30 kg/m 2 ，并未探討CTA應(yīng)用雙低技術(shù)在BMIgt;30 kg/m 2 患者中的可行性。

綜上所述，與傳統(tǒng)方法相比，低對(duì)比劑用量低流速和Mono+技術(shù)相結(jié)合在主動(dòng)脈CTA檢查中是可行的，不僅能滿足臨床圖像質(zhì)量的需求，還能減少藥量、降低速率和輻射劑量。

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