2. 济宁医学院附属医院, 济宁 272029
2. Affiliated Hospital of Jining Medical University, Jining 272029, China
主动脉CT血管成像(computed tomography angiography, CTA)技术已经成为诊断主动脉及其重要分支血管病变的主要手段,尤其在主动脉夹层和主动脉瘤术前、术后评估方面有重要临床价值[1]。但由于行主动脉CTA检查的患者接受辐射剂量较大,并且需注射对比剂,高辐射剂量和高浓度对比剂,可能增加致癌的风险,或导致一系列对比剂不良反应[2]。因此,在遵循辐射剂量最优化原则和保证图像质量满足临床诊断要求的前提下,尽可能降低辐射剂量和对比剂用量,已成为目前研究热点[3-5]。此外,主动脉CTA检查中由于CT时间分辨率限制,常在主动脉根部形成波动伪影,如何消除或减少该伪影,可避免误诊或漏诊发生,也是主动脉CTA研究的热点领域。
本文采用3.4大螺距结合心电门控、CARE Dose、SAFIRE和根据体重指数(BMI)降低管电压值多种技术联合,并与常规扫描和双低非门控扫描对照研究,探讨其在主动脉CTA显像中的应用价值。
1 资料与方法 1.1 一般资料选取本院2017年12月-2018年3月疑主动脉病变的64例患者行胸腹主动脉CTA检查,将患者随机分为常规组(A)、双低非门控组(B)和双低门控组(C)。所有患者试验前均签署注射碘过敏造影剂知情同意书。纳入标准:临床怀疑有夹层动脉瘤、动脉瘤或复查病人。排除标准:有碘对比剂过敏史,患有心、肝、肾功能不全。3组患者一般情况具有可比性。见表 1。
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表 1 3组CT扫描基本参数及辐射剂量比较 |
采用西门子第2代双源CT扫描范围自胸廓入口至耻骨联合上缘水平。A组应用碘普罗胺370mg I/ml,肘前静脉注射70ml,流速4.0ml/s。B和C组应用碘普罗胺300mg I/ml,4.0ml/s的流率,总量各55ml。3组均采用自动智能追踪模式,阈值为100HU;A组检测点位于降主动脉近段,B和C组检测层面为腹主动脉L3椎体下缘水平,当感兴趣区达到阈值后延迟6s屏气扫描。
扫描参数:A组,体重质量指数(BMI)≥25.0kg/m2时,采用120KV;BMI<25.0kg/m2时,采用100KV。CAREDose 4D自动mAs技术,参考管电流160mAs。螺距1.2,旋转时间0.5s,层厚0.6mm,层距0.6mm。B组和C组,BMI≥25.0kg/m2时,采用100KV;BMI<25.0kg/m2时,采用80KV。CAREDose 4D自动mAs技术,参考管电流160mAs,,旋转时间0.28s,层厚0.6mm,层距0.6mm,算法为130f medium smooth,重建方式为SAFIRE,滤过参数为3级。B组螺距3.2,C组螺距3.4。
1.3 图像质量评价1) 扫描结束后,将图像传输至工作站。测量图像中升主动脉中段(T6椎体水平)、T9及L3水平、同层面胸背部肌肉(竖脊肌)的CT值,测量前胸及前腹壁正前方空气噪声作为背景噪声。见图 1。算出对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR),信噪比(signal-to-noise ratio,SNR),SNR=CT值/背景噪声,CRN=(血管平均CT值-肌肉平均CT值)/背景噪声。
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图 1 各层面主动脉、血管噪声、背景噪声CT值测量 |
2) 主观评价。由两位有经验的CT诊断医生按3分法独立对主动脉根部、胸段主动脉、腹主动脉和右肾动脉分支进行图像质量进行评分。1分为图像差,不能满足诊断要求;2分为图像质量中等,满足诊断要求;3分为图像质量优秀。对右肾动脉分支情况评分如下:1分仅显示一级分支,2分可清晰显示2级分支,3分可清晰显示3级分支。分别计算两位医生主观评分。评分完成后算出两位医生评分的一致性。
1.4 辐射剂量评价记录容积CT剂量指数(volume CT dose index,CTDIvol),并计算剂量长度乘积(dose-length product,DLP),根据DLP计算有效剂量(effective dose,ED),ED=k × DLP(k值采用欧盟委员会推荐的躯干值0.017)[6]。
1.5 统计学方法用SPSS 20.0软件进行分析。对年龄、CT值、SNR、CNR、DLP、CTDIvol、ED各参数值均符合正态分布。患者3组间比较方差齐性后采用单因素方差分析,两两比较采用修正的最小显著性差异法(LSD-t)。观察者间的一致性采用Kappa分析,P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 3组CT扫描基本参数及辐射剂量对比分析3组患者的年龄、性别、BMI≥25.0kg/m2或 < 25.0kg/m2所占比例、扫描长度、心率差异均无统计学差异(P>0.05);3组CTDIvol、DLP和ED 3项指标差异具有统计学意义(P<0.05)。进一步两两比较,双低门控组辐射剂量明显低于双低非门控组和常规组。见表 1。
2.2 图像质量客观评价3组图像客观质量参数背景噪声和主动脉噪声均增大,CT值均有增加,SNR和CNR均有减低。升主动脉T6水平、降主动脉T9水平及降主动脉L3水平3组间SNR和CNR均无统计学意义。见表 2。
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表 2 常规、双低非门控和双低门控组图像噪声及图像质量数据值 |
主动脉根部图像质量评分3组间具有统计学差异(P<0.05),A组评分均值小于B组和C组,而B与C两组间均值相似。而胸主动脉降段、腹主动脉及右肾分支评分,3组间均无统计学差异(P>0.05)。两位医生主观评分一致性较好,Kappa值从0.45~0.90不等(P<0.05)。见表 3、4。
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表 3 3组主动脉图像质量主观评分比较 |
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表 4 3组组内一致性检验 |
常规组对比剂用量为70ml,双低非门控和双低门控组用量均为55ml,3组主动脉内对比剂分布均匀,管腔显示清晰。后两者较常规组对比剂用量有所减少。
3 讨论双源CT主动脉CTA检查因扫描范围大,且部分主动脉病变术后需多次随访,其辐射剂量和对比剂用量较多,有引起肿瘤和对比剂肾病等风险,已引起业界广泛重视[7]。因而降低碘对比剂用量和辐射剂量具有重要的现实意义。
单一技术对减少辐射剂量价值有限,理论上多技术联合可更大程度减低辐射剂量[7],目前,常用降低辐射剂量方法有增大螺距、尽量减少扫描范围、降低管电压、管电流、使用迭代重建算法和基于BMI自动CARE Dose、CARE Kv等[8-10]。采取多技术联合进行双低技术主动脉CTA成像研究已有不少,并取得了良好效果,但多以其中一种或结合其中两种方法为主[9-10]。此外,主动脉CTA成像中的主动脉根部波动伪影问题,采用大螺距3.2结合心电门控技术的多技术联合双低技术方法[4],既可改善了主动脉根部波动伪影问题,又降低了有效辐射剂量问题,然而尚无应用3.4螺距结合心电门控和其他多种技术模式。
本文采用双源CT双低技术结合心电门控主动脉成像,结果显示3组间主动脉根部图像质量评分具有统计学差异(P<0.05),双低门控组成像质量更好,可明显减少主动脉根部波动伪影。另外双低非门控组采用螺距3.2,双低门控组螺距为3.4,后者螺距虽稍提高0.2,辐射剂量却减少了近50%。
近年来,已有不少关于减少对比剂用量方面的研究,降低患者碘摄取的总量,可以降低造影剂肾病发生的概率,在临床上常规用到70~90 ml左右,亦有研究显示利用50 ml对比剂用量在主动脉成像中的可行性[11]。但对于主动脉瘤或夹层动脉患者,存在充填不全风险。本研究常规组注射对比剂采用70 ml,双低门控组和双低非门组均注射55ml,3组主动脉内对比剂分布均匀,管腔显示清晰,双低非门控和双低门控组较常规组对比剂用量有所减少。
综上所述,本文采用双源CT大螺距(3.4)、低KV(80或100KV)、CARE Dose、SAFIRE、低对比剂用量(55ml)联合心电门控技术的主动脉血管成像,该技术主动脉CTA图像能满足临床需要,并可显著降低辐射剂量和对比剂用量,值得推广应用。
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