侯 凯，周国锋，陆秀良，曾蒙苏，顾君英

复旦大学附属中山医院放射科，上海市影像医学研究所，复旦大学上海医学院影像学系，上海 200032

主动脉CT血管成像(computed tomography angiography，CTA)是诊断主动脉及其重要分支血管病变的主要影像学工具，具有无创、便捷的优势，尤其对主动脉夹层和主动脉瘤的术前术后评估具有较高的临床价值[1-2]。但CTA检查中患者必须接受较高的辐射剂量，且面临碘对比剂应用所致的一系列不良反应。在保证图像质量的前提下，如何解决上述问题成为目前研究的热点。近年来，以低辐射剂量及低浓度对比剂为特点的“双低”成像模式逐渐被应用于CTA扫描，取得了初步成效[3-4]。因此，本研究探讨低浓度对比剂(300 mgI/mL)、低管电压(80 kVp)结合迭代重建算法(AIDR 3D)行320排CT胸腹主动脉成像的可行性，为其后续临床应用提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2017年1月至6月本院行胸腹主动脉 CTA检查的患者80例，避免过度肥胖患者，80例患者体质量均在80 kg以下。采用随机分组的方法将 80例患者分为常规模式组与双低模式组，每组各 40 例。排除孕妇、哺乳期妇女及对碘对比剂过敏、严重肝肾功能不全、心功能不全患者。本研究通过医院伦理委员会审核批准，所有患者检查前均知情同意并签署知情同意书。

1.2 设备仪器及扫描参数 采用Toshiba Aquilion One 320排动态容积CT扫描机同时联合美高双筒高压注射器经肘正中静脉团注对比剂(370 mgI/mL和300 mgI/mL)。扫描范围自胸廓上口至耻骨联合下缘，采用对比剂智能自动追踪技术，监测层面选取气管隆突下方1 cm水平处的主动脉降段，选择层面 CT 阈值达到 150 HU 延迟3 s屏气后扫描。

常规模式组参数:管电压 120 kVp，管电流为自动毫安(70～300 mAs)，准直器宽度64×0.5 mm，X 线管转速0.5 s/周，螺距0.8，层厚5 mm。对比剂浓度 370 mgI/mL、注射流率 4.0 mL/s、用量1 mL/kg，对比剂注射后以流率4.0 mL/s注入30 mL生理盐水。双低模式组参数:采用超低管电压80 kVp，其他扫描参数同常规模式组。对比剂浓度 300 mgI/mL，注射方案同常规模式组。两组扫描数据均采用AIDR 3D迭代算法重建。

1.3 图像质量分析 利用工作站自带软件测量CT图像中的升主动脉、降主动脉、腹主动脉、髂总动脉和股动脉的CT值、噪声SD值，并计算管腔内的信噪比(SNR)。计算公式：SNR=血管平均CT值/SD值。要求不同患者相同节段测量点尽量保持一致。按照5分法主观评价图像质量，5 分:主动脉充盈佳，管壁光滑，四级以上分支显示好；4分：主动脉充盈佳，管壁光滑，三级以上分支显示良好；3分：主动脉充盈尚可，管壁不光滑，二级以上分支显示尚可；2分：主动脉充盈不佳，只显示一级分支，不能满足诊断；1分：主动脉充盈差，分支未显示；0分：动脉未显示。其中3～5分判定为可诊断图像，0～2分判定为无法诊断图像。由2名副高级以上职称的放射科医师对5个动脉段图像质量采用双盲法评价，评分不一致时由2人共同阅片达成一致意见。

1.4 辐射剂量评估 扫描结束后计算患者接受的辐射剂量，1次完整的 CT 检查者所接受的辐射剂量(DLP)。有效剂量(effective dose，ED; mSv)= DLP×k，转换系数k=0.014 mSv/(mGy·cm)。

1.5 统计学处理 采用SPSS 19.0软件，对两组患者年龄、BMI、有效辐射剂量、平均 CT 值及SNR 进行两组独立样本t检验，两名医师对5个动脉段图像质量评分进行χ2检验。检验水准(α)为0.05。

2 结 果

2.1 患者诊断结果及基线资料对比 两组患者均顺利完成检查，无药物不良反应，扫描数据均可满足诊断要求。常规模式组与双低模式组患者年龄[(60.1±9.3)岁vs(61.2±10.1)岁]、性别(男/女：19/21vs23/17)及BMI[(23.7±2.7) kg/m2vs(24.4±3.7) kg/m2]差异无统计学意义，具有可比性。两组CTA影像均达到诊断标准，具体影像诊断结果见表1。

表1 2组患者主动脉CTA检查影像诊断结果

2.2 图像质量的主观评价 结果(图1、图2)表明：常规模式组40例共显示升主动脉、降主动脉、腹主动脉、髂总动脉和股动脉节段196个，4个节段因为巨大腹主动脉瘤对比剂未到达髂动脉及股动脉，扫描已经完成。在显示的节段中评为5分135个，4分51个，3分5个，<3分5个。3～5分可诊断节段共有191个，占95.5%(191/200)。双低模式组40例共显示升主动脉、降主动脉、腹主动脉、髂总动脉和股动脉节段198个。2个节段因为巨大腹主动脉瘤对比剂未到达髂动脉及股动脉，扫描已经完成。在显示的节段中评为5分137个，4分53个，3分3个，<3分5个。3～5分可诊断节段共有193个，占96.5%(193/200)。2组可诊断的节段差异无统计学意义(χ2=0.26，P=0.61)，2名资深医生评分一致性好(Kappa=0.61)。

图1 典型患者常规模式下主动脉CTA影像

患者男, 55岁,B型主动脉夹层，管电压120 kVp，对比剂370 mgI/mL.A:VR图像示主动脉主干及其分支显示清晰.B:红色圆圈标记处的升主动脉CT值为432 HU,SD值为11 HU；降主动脉CT值为423 HU,SD值为12.6 HU.C:红色圆圈标记处的腹主动脉CT值为394.6 HU,SD值为18.7 HU；髂总动脉CT值为395.7 HU,SD值为10.0 HU；股总动脉CT值为383.6 HU,SD值为10.7 HU

图2 典型患者双低模式下主动脉CTA影像

患者男, 59岁,B型主动脉夹层，管电压80 kVp，对比剂300 mgI/mL.A:VR图像示主动脉主干及其分支显示清晰.B:红色圆圈标记处的升主动脉CT值为529 HU,SD值为16 HU；降主动脉CT值为453 HU,SD值为18.9 HU.C:红色圆圈标记处的腹主动脉CT值为515.6 HU,SD值为12.2 HU；髂总动脉CT值为501.9 HU,SD值为14.9 HU；股动脉CT值为528.3 HU,SD值为20.6 HU

2.3 图像质量的客观评价 结果(表2)表明：双低模式组主动脉管腔内5个节段CT值明显高于常规模式组，差异有统计学意义(P<0.05)。两组图像均应用迭代重建算法，当管电压由120 kVp降至80 kVp时，迭代算法的降噪声作用和提高SNR作用会更加明显。双低模式组主动脉管腔内各个节段SNR均大于常规模式组，两组除股动脉节段SNR差异无统计学意义外，其余4个节段差异均有统计学意义(P<0.05)。

表2 各组患者主动脉CTA管腔内各个节段CT值、SD值及SNR的比较

2.4 辐射剂量的比较 结果(表3)表明：常规模式组DLP均值为(336.64±78.44) mGy·cm，ED为(4.71±1.10) mSv；双低模式组DLP均值为(149.70±45.05) mGy·cm，ED为(2.10±0.63) mSv。双低模式组较常规模式组有效辐射剂量降低55%，差异有统计学意义(P<0.05)。常规模式组患者平均有效碘量为27.75 g，双低模式组患者平均有效碘量为22.50 g，双低模式组较常规模式组有效碘量降低18.92%。

3 讨 论

随着CTA检查的普遍推广，主动脉CTA以其无创的检查手段成为诊断胸腹主动脉病变首选的影像学方法。临床上为了获得较高的图像质量，常规使用120 kVp管电压和370 mgI/mL对比剂。高千伏管电压和高浓度对比剂存在放射辐射和对比剂肾病双重风险。因此，采用降低管电压和降低对比剂浓度的方式来减少辐射和对比剂肾病的风险成为目前研究的热点。

临床上降低CTA检查患者的辐射剂量方法有多种，除了降低管电压，还有降低管电流和运用迭代重建算法等。但降低管电压是一种最为简单、有效的方法。这是因为辐射剂量与管电压的平方成正比，且与120 kVp比较，80 kVp时X线束中的平均光子能量更接近碘的吸收阈值(33.2 keV)，提高了对比剂和组织的CT值和两者间的对比度[5]。但CT值过高同时会产生硬化效应，不利于斑块性质的分析，此时即可通过采用低浓度对比剂的方式解决此问题。

采用低浓度对比剂，降低患者碘摄取的总量，可以降低造影剂肾病发生的几率[6]。本研究中试验组使用低浓度(300 mgI/mL)的对比剂，两组患者检查时注射对比剂的总量相近，但换算碘摄入总量试验组明显较对照组少，试验组在保证图像质量的同时减少了对比剂肾病的发生率，减少了患者因对比剂浓度过高发生不良反应的可能性。并且，低浓度对比剂摄入的试验组患者 CT值均在 350～500 HU。 CT 值过低则降低组织的对比及病灶的显示，CT值过高则影响对钙化等病变的鉴别，同时会增加硬化效应。本研究中试验组主动脉5个节段管腔内 CT 值明显高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)，图像质量完全可以满足诊断要求。

本研究中试验组采用300 mgI/mL低浓度对比剂结合80 kVp的管电压却能产生比对照组370 mgI/mL高浓度对比剂结合120 kVp管电压更高的 CT 值，与Wintermark等[7]的研究相符。但试验组图像在常规滤波反投影(FBP)算法下的噪声却大幅增加，影响了对图像细节的诊断。因此，在降低管电压的同时如何降低图像噪声显得尤为关键。本研究中试验组使用80 kVp、SURE Exposure 3D技术扫描后采用AIDR 3D 迭代算法重建。AIDR 3D是320排CT配置的高级迭代重建算法，其原理是通过分析CT采集信号的物理特性得到统计学模型，利用该模型在投射空间来识别电子和量子噪声，并进行去除。得到的原始数据在图像重建空间再根据解剖模型进行反复对照，通过迭代计算法去除噪声并加强组织结构的显示。因此，AIDR 3D迭代重建算法替代FBP算法完成图像重建，在保证图像质量的前提下大幅降低了患者的有效辐射剂量、有效抑制噪声，提高图像的SNR[8-9]。本研究结果显示，试验组与对照组主动脉 CTA 图像质量主观评价差异均无统计学意义。试验组主动脉管腔内各个节段SNR均大于对照组，两组除股动脉节段SNR差异无统计学意义，其余4个节段差异都有统计学意义(P<0.05)。关于股动脉节段SNR试验组与对照组差异无统计学意义，笔者认为股动脉节段的体层较胸腹部较薄，80 kVp与120 kVp的管电压在此处衰减差异较小，即对SNR的差异影响较小。两组图像质量完全可以满足诊断要求。并且，对照组患者接受辐射剂量为4.71 mSv，试验组患者接受辐射剂量为2.10 mSv，试验组患者有效降低了55%的辐射剂量，大幅降低了辐射的危害。

综上所述，应用300 mgI/mL对比剂、80 kVp管电压结合AIDR 3D迭代重建行320排主动脉CTA成像，图像质量能满足临床诊断要求，且有效地降低了辐射剂量，值得临床推广使用。