光子雙源CT Flash模式聯合低濃度對比劑在肺動脈成像中的應用

周星，張常青，黃剛，王平，張文文

·胸部影像學·

光子雙源CT Flash模式聯合低濃度對比劑在肺動脈成像中的應用

周星，張常青，黃剛，王平，張文文

目的：探討光子雙源CT Flash模式聯合低濃度對比劑在肺動脈成像中的臨床應用。方法：200例臨床懷疑肺動脈栓塞的患者隨機分為A、B、C、D四組，各組50例，對比劑注射方案：A組，40 m L對比劑+40 m L生理鹽水，流率4.0 mL／s；B組，40 mL對比劑+40 mL生理鹽水，流率4.0 mL／s；C組，40 mL對比劑+40 mL生理鹽水，流率4.5 mL／s；D組，40 m L對比劑+40 m L生理鹽水，流率5.0 m L／s。A組對比劑采用歐乃派克（350 mg I／m L），B、C、D對比劑采用威視派克（270 mg I／mL）。分析比較各組圖像質量、客觀評價指標及輻射劑量、碘總量。結果：患者的一般資料及CTDlvol、DLP、ED差異無統計學意義（P＞0.05）。A組與其他三組相比，攝入的碘總量每位患者減少了3200 mg。四組間主觀評分差異有統計學意義（P＜0.05），D組優良評分病例數最多（40例）。4級肺動脈顯示率B組98.4%，其他三組為100%，差異有統計學意義（P＜0.05），A、D兩組5、6級肺動脈顯示率高于B、C兩組，差異有統計學意義（P＜0.05）。D、A組各支血管CT值、SNR、CNR高于B、C兩組，差異有統計學意義（P＜0.05）；左、右肺上葉動脈、下葉動脈噪聲有差異（P＜0.05）。A、D兩組各支血管CT值均大于250 HU，B組共有37支血管CT值＜250 HU，C組病例共有10支血管CT值＜250 HU（P＜0.05）。結論：光子雙源CT Flash模式聯合低濃度對比劑（270 mg I／m L），注射流率5.0 m L／s的掃描方案在肺動脈血管成像中可獲得滿意的圖像質量，同時降低患者的碘對比劑用量。

肺動脈成像；肺栓塞；體層攝影術，X線計算機；對比劑；輻射劑量

目前CT肺動脈成像（computed tomography pulmonary angiography，CTPA）已成為診斷肺栓塞的首選檢查方法。光子雙源CT有更快的掃描速度及迭代算法的優點。近年來，合理使用對比劑越來越引起放射學者的關注，對比劑的滲透壓及粘滯度與對比劑腎?。╟ontrast induced nephropathy，CIN）的發生密切相關［1］。低濃度、等滲對比劑可以降低對比劑腎病的危險性［2］。本研究擬探討低濃度等滲對比劑（威視派克，270 mg I／m L）聯合光子雙源CT Flash掃描模式在肺動脈成像中的應用價值。

材料與方法

1.研究對象

搜集2015年2月-2015年11月在甘肅省人民醫院臨床懷疑肺栓塞的病例200例，納入標準：無碘過敏，無心、腎功能不全，體重指數（body mass index，BMI）為19～27.1 kg／m2。所有受試者隨機分為A、B、C、D四組，每組50例。入組患者均簽署知情同意書。

2.對比劑注射方案

對比劑注射方案：A組，40 m L對比劑+40 m L生理鹽水，流率4 m L／s，對比劑選用歐乃派克（350 mg I／m L，GE藥業）；B組，40 m L對比劑+40 m L生理鹽水，流率4.0 m L／s；C組，40 m L對比劑+40 m L生理鹽水，流率4.5 m L／s；D組，40 m L對比劑+40 m L生理鹽水，流率5.0 m L／s。B、C、D對比劑均采用威視派克（270 mg I／m L，GE）。

3.掃描設備及方法

掃描前充分告知患者掃描的操作過程及注意事項，并訓練患者平靜呼吸。采用Siemens Definition Flash掃描機，Flash模式：利用雙球管，其中A球管視野（FOV）50 cm×50 cm，B球管FOV 33 cm×33 cm，兩個球管夾角94°。掃描期間打開管電壓自動調節技術（CARE k V）及管電流自動調節技術（CARE Dose 4D），全自動曝光劑量調節，球管旋轉0.28 s／r，螺距2.2，探測器準直器128×0.6 mm。

患者取仰臥位，雙手置于頭上，掃描冠狀面及矢狀面兩個定位像，更好的評估患者的體型，利于CARE k V、CARE Dose 4D技術選擇最合理的曝光劑量。掃描范圍為肺尖至膈頂，掃描方向從足到頭。平靜呼吸，無需憋氣，采用觸發掃描（Bolus-Tracking）模式，延遲3 s監測，選定肺動脈主干為監測興趣區（ROI），監測閾值50 HU，觸發后延遲4 s啟動掃描，總掃描時間在1 s左右完成。采用原始數據域迭代重建技術（sinogram affirmed iterative reconstruction，SAFIRE）重建，重建層厚0.75 mm，strength為3級，卷積函數I26f。

4.圖像質量分析

主觀評價：圖像調入Siemens SNYGO VIA后處理工作站，由2名高年資心血管診斷醫師結合原始圖像和重建圖像對圖像質量進行評分，意見不一致時行第2次共同閱片，并達成一致意見。評分標準為：1分，圖像質量極好，肺動脈及亞段肺動脈顯影良好，肺靜脈未強化；2分，圖像質量好，肺動脈及亞段肺動脈顯影良好，肺靜脈略有強化；3分，肺動脈及亞段肺動脈顯影可，肺靜脈強化幅度低于肺動脈；4分，肺動脈及亞段肺動脈強化幅度低于肺靜脈；5分，肺動脈強化幅度低于肺靜脈，亞段肺動脈分辨不清，無法評價需重做?！?分為優良圖像（圖1～2），4分為圖像差。

客觀評價：在Siemens SNYGO VIA后處理工作站，首先判定有無肺栓塞，其次在肺動脈干，左肺動脈、右肺動脈、左右肺上葉動脈、左右下葉基底干動脈管腔選定興趣區（ROI）測量CT值，避開血栓，均數表示測量血管的CT值，標準差為噪聲，信噪比（signal-tonoise ratio，SNR）為相應ROI的CT值與噪聲的比值，ROI大小應至少覆蓋管腔的1／2，對比噪聲比（contrast-to-noise ratio，CNR）則采用Kristiansson等的研究，假設新鮮血凝塊的最大CT值為70 HU，CNR=（相應ROI的CT值-新鮮血凝塊的CT值（70 HU））／相應ROI的噪聲［3］（圖1）。以血管腔CT值＞250 HU為診斷的標準［4］。

參考Boyden術語分型［5］對肺動脈進行計數，左右肺動脈為1級，肺段動脈為3級，亞段動脈為四級（左右各20個），5、6級肺動脈按主干下分為2支來計數，左右肺動脈5級、6級分支總數各為80、160支，對4、5、6級分支計數并計算顯示率［6］。

記錄單層容積CT劑量指數（volume CT dose index，CTDlvol）和劑量長度乘積（dose length product，DLP），計算有效劑量（effective dose，ED），ED= DLP×0.014［7］。

5.統計學分析

采用SPSS 17.0進行統計學分析，計量資料以均數±標準差表示。計量資料采用單因素方差分析，計數資料采用Fisher檢驗法和卡方檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

結 果

1.患者的一般資料

四組間患者年齡、BMI、CTDlvol、DLP、ED差異無統計學意義（P＞0.05，表1），共67例診斷為肺動脈栓塞。B、C、D三組平均每位患者攝入的碘總量比A組下降了3200 mg。

圖1 女，56歲，對比劑注射方案：270 mg I／m L，5.0 m L／s。a）肺動脈主干CT值447 HU，噪聲38，SNR 11.8，CNR 9.9；b）右肺動脈CT值約449 HU，噪聲48，SNR 9.4，CNR 7.9；c）左肺動脈CT值約442 HU，噪聲42，SNR：10.5，CNR：8.9；d）左下肺動脈CT值462 HU，噪聲38，SNR 12.2，CNR 10.3；e）右上肺動脈CT值511 HU，噪聲33，SNR 15.5，CNR 13.4；左上肺動脈CT值407 HU，噪聲23，SNR 17.7，CNR 14.7；f）右下肺動脈CT值437 HU，噪聲36，SNR 12.1，CNR 10.2。掃描期間開啟CARE k V及CARE Dose 4D技術，DLP 20 mGy·cm，總ED 0.28 mSv。

表1 患者的一般資料比較

2.主觀質量評價

主觀評分1分、2分合并為優良圖像進行統計學分析，四組圖像主觀評分差異有統計學意義（P＜0.05），D組優良評分病例數最多（40例），見表2。B組有1例無法評價圖像，需重復掃描，因此客觀評價時被剔除。

表2 四組肺動脈圖像質量評分比較

4級肺動脈顯示比較B組為98.4%，其他三組均為100%，差異有統計學意義（P＜0.05），比較各組間5、6級周圍肺動脈顯示率，A、D兩組顯示率高于B、C兩組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表3。

表3 四組圖像周圍肺動脈顯示比較

3.客觀圖像評價標準

四組患者肺動脈主干、左右肺動脈、左右肺上葉動脈、下葉動脈血管CT值比較，A組和D組高于B、C兩組，差異有統計學意義（P＜0.05）；四組間左右肺上葉動脈、下葉動脈噪聲差異有統計學意義（P＜0.05）；四組間肺動脈主干及左、右肺動脈噪聲差異無統計學意義（P＞0.05）；A、D兩組肺動脈主干、左右肺動脈、左右肺上葉、下葉動脈SNR、CNR高于B、C兩組，差異有統計學意義（P＜0.05），而A、D兩組間差異無統計學意義（P＞0.05），見表4。

在納入觀察的7支血管中，以CT值＜250 HU為標準，A、D兩組各支血管CT值均大于250 HU，B組共有37支血管CT值＜250 HU，C組病例共有10支血管CT值＜250 HU，肺動脈主干CT值＜250 HU例數差異無統計學意義（P＞0.05），余各支血管CT值＜250 HU例數差異有統計學意義（P＜0.05），見表5。

圖2 A組，對比劑350 mg I／m L，注射流率4 m L／s。a）MIP圖像顯示血管邊緣銳利，評分1分；b）肺動脈主干CT值514 HU，噪聲34，SNR 15. 1，CNR 13.0，右肺動脈CT值469 HU，噪聲33，SNR 14.2，CNR 12.1。

圖3 B組，對比劑270 mg I／m L，注射流率4 m L／s。a）MIP圖像血管腔邊緣模糊，評分3分；b）肺動脈主干CT值299 HU，噪聲29，SNR 10.3，CNR 7.9，右肺動脈CT值280 HU，噪聲38，SNR 7.4，CNR 5.5。

表4 四組肺動脈圖像CT值、噪聲、SNR、CNR比較

圖4 C組，對比劑270 mg I／m L，注射流率4.5 m L／s。a）MIP圖像血管邊緣銳利，評分2分；b）肺動脈主干CT值365 HU，噪聲35，SNR 10.4，CNR 8.4，右肺動脈CT值357 HU，噪聲49，SNR 7.3，CNR 5.9。 圖5 D組，對比劑270 mg I／m L，注射流率5.0 m L／s。a）MIP圖像顯示血管邊緣銳利，評分1分；b）肺動脈主干CT值466 HU，噪聲18，SNR 25.7，CNR 22，右肺動脈CT值405 HU，噪聲35，SNR 11.6，CNR 9.6。

表5 四組圖像肺動脈CT值比較

討 論

CTPA憑其較高的敏感度及特異度成為診斷肺栓塞的主要方法。臨床已廣泛應用，同體循環相比，肺動脈達峰時間早，維持時間短，操作相對困難，傳統的64層CT機完成一次肺動脈成像需要4～6 s。而雙源CT引入雙球管，旋轉速度和掃描時間更快，特別是本研究采用的FLASH掃描模式，肺動脈掃描時間僅為1 s左右，無需憋氣，短的掃描時間意味著需要調整對比劑的用量、注射方案及濃度的選擇。近年來，對比劑的安全性越來越受到關注，碘對比劑可引起包括心血管反應、腎臟毒性、神經系統毒性等不良反應，且與對比劑的劑量、注射方式、流率和理化性質相關［8］。本研究選擇等滲對比劑（滲透壓290 Osm／kg H2O）威視派克低濃度碘對比劑（270 mg I／m L），最接近人體血漿滲透壓。碘對比劑使用指南（第二版）對于碘對比劑的應用建議中也提到應使用等滲或次高滲對比劑，盡量避免使用高滲對比劑［9］。

本研究結果顯示，主觀評分D組優良評分最高（40例），A組優良評分與D組接近（38例），但是D組每位患者的碘總量較A組下降了3200 mg，而碘總量的下降可以減少對比劑的不良反應及降低醫療風險的發生［10］。且低濃度、等滲對比劑可以降低對比劑腎病的危險性［2］。

4級肺動脈管徑相對較粗，除B組顯示率為98.4%，其他三組均為100%，很可能的原因是B組注射對比劑濃度低，流率較慢導致管腔對比劑充盈不滿意或血管變異所致，D、A兩組5、6級周圍肺動脈顯示率高于B、C兩組，差異有統計學意義（P＜0.05），說明低濃度對比劑結合高流率（5 m L／s）注射模式，保證了單位時間血管腔截面的碘含量，同樣可以使5、6級肺動脈充盈滿意，血管顯示清晰。

A組和D組肺動脈主干、左右肺動脈、左右肺上葉動脈及下葉動脈血管CT值高于B、C兩組，差異有統計學意義；肺動脈主干、左右肺動脈、上葉動脈、下葉動脈平均CT值均＞250 HU，但其中B組病例共37支血管CT值＜250 HU，C組病例共10支血管CT值＜250 HU，除肺動脈差異無統計學意義，其他各支血管CT值差異均有統計學意義。提示低濃度對比劑的注射流率為4 m L／s及4.5 m L／s時不能確保得到完全符合診斷需求的圖像，與對比劑濃度低、注射流率相對慢導致管腔內對比劑充盈欠佳，碘含量相對較低有關。

A、D兩組各支肺動脈血管SNR、CNR均高于B、C兩組，差異有統計學意義。分析原因為A組對比劑濃度高，D組雖然為低濃度對比劑，但由于提高了注射流率，單位時間內通過血管截面的碘流量的提高，保證了血管的高CT值，在噪聲不變的前提下，SNR、CNR亦高，B、C兩組由于對比劑濃度低、注射流率相對慢導致單位時間血管腔截面的碘流量相對低，血管腔的CT值較低，導致SNR和CNR下降。肺動脈及左、右肺動脈噪聲差異無統計學意義（P＞0.05），分析原因是因為本研究采用了SAFIRE迭代算法，SAFIRE技術能明顯降低噪聲，減少偽影，提高圖像細節對比，有效提高圖像質量［11-12］。本研究中左、右肺上葉動脈、下葉動脈噪聲有差異（P＜0.05），可能是本實驗掃描期間無需憋氣，呼吸運動度相對較大影響管徑較細的葉動脈局部圖像質量，且上腔靜脈內殘余的少量對比劑引起的硬化線束偽影影響了右肺上葉動脈局部圖像質量所致。

本研究采用的Flash掃描模式，為大螺距掃描，根據CTDIvol的定義：（CTDIvol=CTDIw／Pitch）可知螺距越大，輻射劑量愈低［13］。本研究掃描期間開啟CARE k V及CARE Dose 4D完全實現了患者個性化掃描，這兩項技術是近年推出的新技術，根據冠狀面和矢狀面定位像及掃描范圍的確定，從而得知患者的剖面密度，然后結合患者的掃描任務來進行相應的計算，如在不同的管電壓水平下設定不同水平的管電流以及CTDlvol，這兩項技術并不是只關心降低輻射劑量，而忽視圖像質量，它通過各方面的計算給出的掃描條件是足以得到滿足診斷的圖像質量，比如患者比較肥胖時會選擇較高的管電壓［12］?？到B磊等［14］研究發現CARE k V聯合CARE Dose 4D技術與單一應用CARE Dose 4D技術相比，ED下降了30.36%。本研究中也發現CARE k V聯合CARE Dose 4D技術有單個患者掃描總DLP僅為20 mGy·cm，ED僅為0.28 mSv。但本研究重點針對低濃度對比劑注射方案的優化選擇，未行常規掃描條件與CARE k V、CARE Dose 4D技術的對比研究。這也是下一步所研究的方向。

通過初步研究，在臨床肺動脈成像中，利用光子雙源CT Flash模式聯合低濃度對比劑（270 mg I／m L）及注射流率5.0 m L／s的注射方案可降低碘對比劑用量，并獲得滿意的圖像質量，可作為臨床CTPA檢查推薦方案。

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The application of combined dual-source CT Flash mode and low concentration of contrast agent in CT pulmonary angiography

ZHOU Xing，ZHANG Chang-qing，HUANG Gang，et al.Department of Radiology，Gansu Provincial Hospital of China，Lanzhou 730000，China

Objective：The purpose of this study was to investigate the clinical application value of combined Flash mode on dual-source CT and low concentrations of contrast agents in CT pulmonary angiography.Methods：200 patients with suspected pulmonary embolism were randomly divided into four groups，namely A，B，C and D，with 5 cases each.Injection protocol for contrast agent was as the following：group A：contrast agent 40m L with saline 40m L，injection flow rate 4.0m L／s；Group B：contrast agent 40mL with saline 40m L，injection flow rate of 4.0mL／s；Group C：contrast agent 40m L with saline 40m L，injection flow rate of 4.5m L／s；Group D：contrast agent 40m L with saline 40m L，injection flow rate of 5.0m L／s.Omnipaque（350mg I／mL，GE medicine）was administered in group A，while Visipaque（270mg I／mL，GE medicine）was applied in group B，C and D.Image quality，objective evaluation indicators，radiation dose and total iodine dosage were analyzed and compared.Results：The difference of general data，CTDlvol，DLP and ED in different groups was not significant（P＞0.05）.Intake of total iodine dosage in each patient was reduced by 3200mg in group A compared with other three groups.There was significant difference among the four groups in subjective evaluation score（P＜0.05），with that group D had more excellent score than the other three groups.The detection rate of fourth-order arteries was 98.4%in group B，and 100%in other three groups，which had significant difference（P＜0.05）.The detection rate of fifth-and sixthorder arteries in group A and D was higher than that in group B and C，and the difference was statistically significant（P＜0.05）.The CT values，SNR and CNR of pulmonary trunk，left and right pulmonary artery，left and right upper lobe and lower lobe artery in group A and D were significantly higher than those in group B and C（P＜0.05）.The vascular noise of left and right upper lobe pulmonary artery and lower lobe pulmonary artery of four groups was of significant difference（P＜0.05）.CT value measured in all arteries in group A and D were higher than 250HU，while it was less than 250 HU in 37 arteries in group B and 10 arteries in group C（P＜0.05）.Conclusion：The use of combined dual-source CT Flash mode and low concentration of contrast agents（270mg I／m L）with injection rate of 5.0m L／s can achieve satisfactory image quality in CT pulmonary angiography and reduce iodine dosage.

Pulmonary angiography；Pulmonary embolism；Tomography，X-ray computed；Contrast medium；Radiation dosage

R814.42；R563.5

A

1000-0313（2016）11-1041-06

10.13609／j.cnki.1000-0313.2016.11.005

2016-01-20）

730000 蘭州，甘肅省人民醫院放射科

周星（1980-），女，甘肅慶陽人，碩士，主治醫師，主要從事心血管影像學診斷工作。

張常青，E-mail：1413687515＠qq.com

甘肅蘭州市城關區科技計劃項目（2014CGKJ16）