100kVp碘克沙醇联合iDose4迭代
本文原载于《中华医学杂志》年第47期
随着多层螺旋CT技术的发展，下肢动脉CTA检查业已成为综合评价下肢动脉疾病的主要方法[1,2]，但存在辐射风险[3,4]和对比剂不良反应风险[5,6]。如何在满足影像诊断要求的前提下，降低辐射剂量和对比剂用量成为CTA检查的研究热点。本研究利用PhilipsBrilliance层iCT第四代双空间多模型高级迭代重建技术(iDose4)能有效降低噪声的特点，采用低管电压(kVp)和低碘浓度等渗性对比剂(mgI/ml，碘克沙醇)行下肢动脉CTA检查，探讨kVp条件下使用碘克沙醇(mgI/ml)联合iDose4迭代重建技术行下肢动脉CTA检查的可行性。
对象与方法1．患者：
年7月1日至年1月1日温州医院临床拟诊下肢动脉病变而行下肢动脉CTA检查的连续52例患者，男42例、女10例，年龄21～84岁。依据扫描方案的不同分为双低组和常规组。
2．扫描方案：
采用PhilipsBrilliance层iCT扫描仪。扫描范围自L3椎体水平至足底。双低组26例，管电压kVp、对比剂碘克沙醇(mgI/ml)及iDose4-4重建算法；常规组26例，管电压kVp、对比剂碘普罗胺(mgI/ml)及滤波反投影(FBP)重建算法。两组所采用的其他扫描参数均相同：管电流采用全自动智能电流选择(ACS)和Z轴动态电流调节(Z-DOM)技术，准直器宽度64×0.mm，螺距0.，球管旋转速度0.75s/r，重建层厚1.50mm，间隔0.75mm。采用双筒高压注射器(Ulrich，Mississippi，德国)，以4.5ml/s流率注射对比剂95ml，注射对比剂后再以5ml/s流率注射生理盐水70ml。感兴趣区(ROI)选在L4椎体中部水平腹主动脉，CT值达HU时延迟10s扫描。将获得数据传至飞利浦EBW工作站行VR、MPR、CPR、MIP后处理，获取多方位下肢动脉图像。DSA检查设备为SiemensAritisZeeⅢceiling。
3．图像评价：
(1)客观评价：由于下腹部至足部体层厚度分布差异较大，故每例患者选择4个观察层面，即L4椎体、髋关节、膝关节及踝关节层面进行测量。在横断面图像上分别测量腹主动脉下段、股动脉、腘动脉及胫后动脉的CT值，ROI面积尽可能大，避开血管斑块及金属伪影；测量L4棘突后方、髋关节周围、髌骨前方及踝关节周围空气CT值的标准差(SD)作为背景噪声，ROI面积为50mm2；测量L4椎体层面两侧腰大肌、髋关节层面髂腰肌、膝关节层面腓肠肌内侧头及踝关节层面跟腱的CT值，肌肉的ROI面积为50mm2，跟腱的ROI面积为15mm2。L4椎体层面选腹主动脉下段测量CT值，两侧腰大肌的CT值取平均值，其他层面一般选右下肢相应层面动脉、空气、肌肉或跟腱进行测量，当右下肢相应层面动脉出现闭塞或存在明显金属伪影时，选择左下肢相应层面进行测量(图1)。依据公式(1)和(2)分别计算4个层面图像的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)。(2)主观评价：由2位经验丰富的放射影像科医师采用盲法阅片。采用3级评价标准分析下肢动脉的图像质量。评价标准：①优，腹主动脉下段、两侧髂总动脉、髂内外动脉、下肢动脉及各级分支充分显示，血管腔内外对比度佳、管壁边缘锐利；②良，腹主动脉下段、两侧髂总动脉、髂内外动脉、下肢动脉及各级分支显示欠佳、血管腔内外对比度欠佳、管壁边缘欠锐利；③差，腹主动脉下段、两侧髂总动脉、髂内外动脉、下肢动脉及各级分支显示差，细小分支不能显示，血管腔内外对比度差、管壁边缘不锐利。
4．辐射剂量及碘摄入量：
记录CT扫描仪剂量报告中提供的扫描长度(L)、容积CT剂量指数(CTDIVOL)、剂量长度乘积(DLP)，并依据公式(3)计算有效剂量(ED)，其中k为换算因子，取值为0.mSv·mGy－1·cm－1。根据每位患者的对比剂用量及公式(4)计算碘摄入量。
ED(mSv)＝k(mSv·mGy－1·cm－1)×DLP(mGy/cm)(3)
碘摄入量(g)＝对比剂用量(ml)×碘浓度(g/ml)(4)
5．统计学方法：
运用PASW(predictiveanalyticssoftware)Statistics18统计软件分析。患者性别和图像主观评价结果采用频数表示，其他临床资料、图像客观评价结果、辐射剂量采用±s表示。两组病例年龄、身高、体质量、体质指数、动脉CT值、背景噪声、SNR、CNR、L、CTDIVOL、DLP及ED的比较采用t检验，性别、图像主观评价及诊断效能采用χ2检验，P0.05为差异有统计学意义。
结果1．患者一般资料：
两组受检者的性别构成：双低组男22例、女4例；常规组男20例、女6例。两组受试者性别构成的差异无统计学意义(P＝0.)。两组受试者的年龄、身高、体质量及体质指数的差异均无统计学意义(均P0.05，表1)。
2．图像客观评价：
两组图像背景噪声在髋关节及膝关节层面差异有统计学意义(P＝0.，P＝0.，表2)，双低组较常规组在髋关节及膝关节层面背景噪声分别增高16.6%和13.8%。两组图像各层面血管CT值、SNR及CNR差异无统计学意义(P0.05，表2)。
3．图像主观评价：
两组图像主观质量，双低组，优20例、良6例、差0例；常规组，优21例、良5例、差0例，差异无统计学意义(P＝0.)。双低组优级片达76.9%，常规组优级片达80.8%。双低组优级片20例，良级片6例，常规组优级片21例，良级片5例，两组均无差级片，将图像质量优、良级别作为满足临床诊断要求的级别，两组图像质量均能满足临床诊断要求(图2)。
4．辐射剂量及碘摄入量：
两组CTDIVOL、DLP及ED的差异有统计学意义(P0.01，表3)，双低组CTDIVOL较常规组降低31.2%(P＝0.)，双低组DLP、ED较常规组降低29.4%(P＝0.)。双低组使用对比剂的总碘量为25.6g，常规组为35.2g。
5．诊断效能：
双低组中7例行DSA检查，共发现18处狭窄和闭塞，其中16处与CTA相符；常规组中6例行DSA检查，共发现15处狭窄和闭塞，其中13处与CTA相符。两组诊断效能的差异无统计学意义(P＝0.)。
讨论下肢动脉CTA检查因其能无创地显示下肢动脉的结构和病变的优势，现已成为诊断下肢动脉疾病的重要检查方法。但其扫描范围广、对比剂使用量大，带来了一定的辐射风险和对比剂不良反应风险。随着迭代重建技术的出现，如西门子公司IRIS(iterativereconstructioninimagespace)技术、东芝公司AIDR(adaptiveiterativedosereduction)技术，GE公司ASIR(adaptivestatisticaliterativereconstruction)技术及飞利浦公司iDose技术，低管电压CT检查已成为可能，并开始广泛应用于临床[7,8]。
研究表明[9,10]非离子型含碘对比剂可导致肾管形细胞的凋亡和坏死，并且等渗性和低渗(次高渗)含碘对比剂均会引起与剂量相关的肾细胞凋亡。Aspelin等[11]研究指出使用等渗性含碘对比剂替代低渗(次高渗)含碘对比剂能使本身伴有高血压、糖尿病等潜在肾功能损害的高危患者对比剂肾病(contrast-inducednephropathy，CIN)发生风险显著降低。McCullough等[12]报道指出患者注射等渗性对比剂时的不适感较注射低渗(次高渗)对比剂时的不适感发生率低。下肢动脉疾病是糖尿病病人的主要并发症之一，患者常伴肾功能受损，使用高浓度对比剂会增加CIN发生的风险。故本研究双低组采用低碘浓度的等渗性对比剂碘克沙醇(mgI/ml)，总碘量25.6g，明显低于常规组(总碘量35.2g)，有利于降低患者肾脏代谢负担并减少CIN的发生概率。
动脉管腔的显示情况与动脉的强化程度密切相关。血管强化程度依赖于对比剂的浓度、剂量和受检者自身状况等多种因素。单位时间内进入血管内的碘含量越多，血管强化程度越高，管腔的显示情况也就越好。反之，管腔的显示情况越差。此外，依据在诊断范围内X线与物质发生作用主要是光电效应和康普顿效应的原理[13]。当X线能量较低时，光电效应增加，康普顿效应减少，其结果是高原子系数物质(如钙、碘等)与周围组织的对比度增加。由于碘的原子序数为53，碘原子K层电子结合能为33.2keV，当管电压由常规kV降为kV时，入射光子的能量下降且更加接近碘原子K层电子结合能，其结果是使光子与对比剂中高原子序数的碘相互作用所产生的光电效应增强，康普顿效应减弱，血管的强化程度增高，这样就可以通过降低管电压弥补因对比剂浓度下降所致血管强化程度降低的不足。
辐射剂量和管电压的平方呈正比关系，降低管电压将大幅度降低辐射剂量。然而管电压的降低将增加图像的噪声。为解决这一矛盾，本研究联合iDose4迭代重建技术以降低图像的噪声指数。迭代重建技术能显著提高重建图像的密度分辨力和空间分辨力，有效降低图像的噪声和低剂量伪影，并能通过频率噪声谱等技术保持图像的信息结构，保证重建图像的可靠度和可信性[14,15]。iDose4分为iDose4-1～7，不同级别代表不同的降噪能力(iDose4-1降噪11%，iDose4-2降噪16%，iDose4-3降噪23%，iDose4-4降噪29%，iDose4-5降噪37%，iDose4-6降噪45%，iDose4-7降噪55%)。等级太低，降噪能力差，等级太高，会使图像失真，故实际工作中应依据辐射剂量降低的程度选择适度的iDose4等级。本研究辐射剂量降低的程度为30%左右，故选择iDose4-4。本研究双低组较常规组在髋关节及膝关节层面背景噪声有所增高(分别增高16.6%和13.8%)，但两组图像各层面血管CT值、SNR和CNR差异无统计学意义。同时，由于噪声的增加主要影响软组织之间的对比，而强化的血管与周围软组织之间有较高的对比度，故其对临床诊断工作影响较小。本研究以DSA为金标准发现双低组与常规组的诊断效能相仿。
国内外有研究[16,17]表明，CTA检查采用kVp所产生的辐射剂量较kVp降低约40%，而本研究辐射剂量仅降低约29%，这主要与本研究采用Z-DOM技术有关。Z-DOM技术能在螺旋扫描Z轴的不同位置，根据机器所探测到的X线衰减值和所设定的mAs基准值动态调节球管曝光强度。本研究采用ACS技术可以根据定位相的情况，自动推荐和设定最佳的mAs基准值，当管电压降低时，入射X线能量降低，机器会认为所探测到的X线衰减值增大，CT扫描系统会根据设定的mAs基准值自动将管电流提高，这在一定程度上弥补了因管电压降低所导致的辐射剂量的降低。理论上可以通过进一步降低管电压、提高降噪等级以进一步降低辐射剂量和对比剂剂量，例如Qi等[18]采用70kVp管电压行下肢动脉CTA检查使辐射剂量降低80%左右、对比剂用量降低30%左右，但高降噪等级会使图像产生一定程度的失真。故过于降低管电压并不合理，而且采用ACS技术的同时降低管电压致辐射剂量减少受限[19]。
下肢动脉CTA检查由于靶血管纵向长度较长，从血管近端到远端，血管内对比剂浓度峰值时间跨度较大，为了获得优质图像，需使CT扫描速度与对比剂流动速度保持一致，且此时靶血管内的对比剂浓度恰好处于峰值状态。因此，采用团注追踪技术时，除去管电压、对比剂浓度及剂量等对图像质量的影响外，合理的移床速度以保证CT扫描过程中CT扫描速度与对比剂流动速度一致十分重要。本组下肢动脉CTA扫描方案采用团注追踪技术，扫描延迟时间为10s，移床速度为32.5mm/s，与顾亚律[20]推荐的PhilipsBrilliance层iCT下肢动脉CTA扫描延迟时间和移床速度基本一致。
本研究尚存在不足之处：(1)样本量偏少，需要扩大样本量进一步验证本研究的结论；(2)仅依据临床经验使用iDose4-4(第4降噪等级)，未进行不同降噪等级重建并进行组间比较。
综上所述，kVp条件下使用碘克沙醇(mgI/ml)联合iDose4迭代重建技术行下肢动脉CTA检查，能够获得满足临床诊断需要的图像，同时能降低患者的辐射剂量和对比剂剂量。
参考文献（略）
（收稿日期：-07-14）
（本文编辑：刘雪松）
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