李文智，丁志鹏，李禹欣，王东旭，王凤，高文源，张泽玺，于凤婷

1.黑龙江省齐齐哈尔医学院医学技术学院，黑龙江齐齐哈尔 161000；2.齐齐哈尔医学院附属第二医院CT 室，黑龙江齐齐哈尔 161000

CT 血管造影（CT angiography, CTA）作为一种快速、微创的血管造影技术，在很大程度上已经取代了传统血管造影[1]。CTA 与磁共振血管造影相比检查时间更快、禁忌证相对较少。然而，CTA 的缺点之一是患者检查时需要经受电离辐射。这就要求在CTA 扫描过程中尽可能降低辐射剂量，同时保证图像能够满足临床诊断。CTA 扫描时，减少辐射量最常见的方法就是降低管电压，低KV 会增加光电效应，使平均光子能量接近于碘的K-edge，从而可以增加图像对比度[2]。CTA 的另一个缺点是造影时使用的碘对比剂可能会对患者肾脏造成损伤。碘摄入量过多会导致一段时间内患者的肾小球滤过率降低，从而引发对比剂肾病[3]。血管增强时的CT值受到碘输送率（iodinedelivery rate, IDR）的影响，IDR 由注射速度与对比剂浓度决定[4]。因此稀释对比剂可以降低血管CT 值，减少头颈CTA 中静脉伪影的干扰。有研究表明，在心脏冠脉增强时，双流注入的对比剂可以有效降低静脉CT 值。但此方法目前还没有应用于头颈部的CTA 检查中[5]。因此本研究在2021 年9 月—2022 年1 月选取新西兰兔10只进行研究，目的是评估头颈部CTA 中低KV、三期双流对比剂注射方案在新西兰兔中的可行性，评估三期双流的注射方案与常规注射方案在图像质量、辐射剂量和对比剂用量中的差别，为临床试验提供理论依据。现报道如下。

1 材料与方法

1.1 研究材料

本研究共使用10 只新西兰兔，平均体质量（2.3±0.12）kg，均由齐齐哈尔医学院动物实验中心提供。在新西兰兔的耳缘静脉上建立26G 留置针通路，注射5 mL/kg 的20%的乌拉坦溶液进行麻醉，待兔角膜反射完全消失即为麻醉完成。

1.2 方法

1.2.1 对比剂注射参数及研究分组 采用双筒高压注射器通过耳缘静脉注射碘对比剂（国药准字H10970165，规格：370 mgI/mL），用量为2.5 mL/kg，生理盐水6 mL，注射速率：0.5 mL/s。根据不同KV与对比剂注射方案分为A 组、B 组、C 组，见表1。两期的注射方案和临床中常规的对比剂注射方案一致，即第一阶段注入碘射对比剂，随后的第二阶段注入生理盐水。三期对比剂注射方案则是首先在第一阶段注入对比剂（对比剂总量的50%），随后在第二阶段注入对比剂（对比剂总量的50%）与盐水（生理盐水总量的50%）的混合溶液，最后第三阶段注射盐水（生理盐水总量的50%）。

表1 实验分组

1.2.2 图像采集 使用64 排CT 进行图像的采集。扫描范围为心底至颅顶。采集参数为：自动调制管电流，扫描层厚为0.9 mm，扫描间隔为0.65 mm。采用计时扫描，在对比剂开始注射10 s 后进行扫描。10只兔子分别进行A 组、B 组、C 组的3 组实验，每只兔子扫描结束后，使用预充式导管冲洗器对留置针进行封管处理。为了消除残留对比剂的干扰，每组操作之间间隔3 d 进行，共收集30 组数据。

1.2.3 图像重建和数据分析 30 组CTA 数据通过图像工作站进行重建。由1 名影像医师（执业时间15年）测量新西兰兔的主动脉弓、颈总动脉、大脑中动脉、左侧颈静脉的CT 值，并通过公式计算主动脉弓、颈总动脉、大脑中动脉的信噪比（signal-tonoise ratio, SNR）、对比度噪声比（contrast-to-noise ratio, CNR）。以主动脉弓、右侧颈总动脉、右侧大脑中动脉CT 值作为血管平均CT 值，以第一颈椎层面气管处的CT 值差值定义为背景噪声，将相同层面气管后的软组织CT 值定义为背景CT 值。通过公式计算，SNR=血管平均CT 值/背景噪声，CNR=（血管平均CT 值-背景CT 值）/背景噪声。之后由两名放射医生（执业35 年，执业15 年）进行主观评分。评分标准参考Schimmller L 等[6]研究中的5 分法，5分：对比度优秀、分辨率优秀、无噪声、无伪影；4 分：对比度良好、伪影少，不影响诊断；3 分：有伪影、仍能满足诊断；2 分：对比度差，伪影影响诊断；1 分：对比度极差，无法诊断。

1.3 统计方法

采用SPSS 22.0 统计学软件处理数据，对计量资料进行正态分布与方差齐性检验，符合正态分布与方差齐性的计量资料以（±s）表示，进行单因素方差分析；主观评分中首先对两名医师的一致性进行Kappa一致性检验，之后对评分进行秩和检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像处理结果分析

所有新西兰兔在研究开展期间并未发生不良反应与并发症，并且动脉血管CT 值均＞400 HU（图1），图2 重建了主动脉弓至颈内动脉的图像，通过曲面重建对图像（图2）等后处理结果进行主观评分。

图2 3 组曲面重建图像

2.2 3 组CT 值比较

3 组血管的CT 值均在400 HU 以上，3 组主动脉弓、颈总动脉、大脑中动脉、上腔静脉的CT 值对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表2。

表2 3 组CT 值对比 [(±s),HU]

表2 3 组CT 值对比 [(±s),HU]

组别A 组（n=10）B 组（n=10）C 组（n=10）F 值P 值主动脉弓600.8±16.1 610.5±12.2 601.9.±11.4 1.552 0.230颈总动脉489.5±7.2 484.3±8.4 479.0±8.6 0.958 0.390大脑中动脉475.8±7.7 472.4±7.0 471.7±4.7 1.920 0.156上腔静脉469.3±10.2 472.0±12.0 461.1±15.0 2.069 0.146

2.3 3 组SNR、CNR 比较

3 组各层面SNR 对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。3 组主动脉弓、颈总动脉和大脑中动脉层面CNR 对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。A 组与B组、B 组与C 组之间颈总动脉和大脑中动脉层面CNR 对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。C 组颈总动脉和大脑中动脉层面CNR 与A 组对比，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表3 3 组SNR、CNR 对比 [(±s),dB]

表3 3 组SNR、CNR 对比 [(±s),dB]

组别A 组（n=10）B 组（n=10）C 组（n=10）F 值P 值SNR主动脉弓22.5±2.7 22.4±1.8 23.8±2.3 1.264 0.299颈总动脉18.3±2.4 17.6±1.5 19.5±2.2 2.120 0.140大脑中动脉17.9±2.3 17.3±1.3 18.8±2.0 1.453 0.252

续表3

2.4 3 组主观评分比较

两名医师的一致性检验Kappa值为0.665，具有一致性。读者1 与读者2 的主观评分结果中，3 组针对图像质量的主观评分对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表4。

表4 3 组主观评分对比

2.5 3 组辐射剂量与对比剂用量比较

3 组辐射剂量（DLP、CTDIvol）与对比剂用量比较，A 组DLP、CTDIvol 均高于其他组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表5。

表5 3 组辐射剂量与对比剂用量对比(±s)

表5 3 组辐射剂量与对比剂用量对比(±s)

组别A 组（n=10）B 组（n=10）C 组（n=10）F 值P 值DLP（mGycm）370.7±1.1 218.4±0.7 218.3±0.9 93 286.712＜0.001 CTDIvol（mGy）14.90±0.10 9.19±0.10 9.21±0.10 191 66.786＜0.001对比剂用量（mL）5.73±0.30 5.73±0.30 4.58±0.20 55.434＜0.001

3 讨论

本研究表明，3 种增强方案的动脉血管CT 值均达到了满足的诊断密度值[7]。在图像质量评价参数的SNR 与CNR 的结果中表明：3 组各层面SNR、CNR对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。将所有图像进行后处理后，在两名医师的主观评分中，3 组所得结果相近（P＞0.05）。这些结果表明，三期双流的低剂量注射方案与常规方案在图像质量上没有差别。

在辐射剂量的结果中，B 组、C 组的DLP（218.4±0.7）、（218.3±0.9）mGycm 相比A 组的（370.7±1.1）mGycm 降低了约42%，而在另一项辐射剂量参数CTDIvol 中，B 组、C 组分别为（9.19±0.10）、（9.21±0.10）mGy，低于A 组的（14.90±0.10）mGy，降低了约38%。在孙羽[8]的研究中，采用80 kV 与100 kV 对86 例患者进行多时相头颈CTA 扫描，其中患者所受到的辐射剂量DLP 的结果中：80 kV 组为（430.13±44.37）mGycm，100 kV 组为（709.85±22.18）mGycm，80 kV 组比100 kV 组下降了约40%，CTDI-vol 结果80 kV 组比100 kV 组下降了约41%，其结果与本文结果大致保持一致，所存在的差异考虑为新西兰兔与人体差异所致。这一结果同时也表明了，通过降低KV 值的方式能够有效降低在扫描过程中所遭受的辐射剂量。而降低辐射剂量的主要方式就是更改CT 机器的扫描参数，除了本研究的KV 之外，另外常见的参数为管电流和先进的重建算法[9-10]。其他的参数还包括螺距和焦点大小以及探测器宽度等[11-13]。在这些参数中，最容易更改的还是管电压与管电流。先进的算法对机器设备的软件有一定的要求，并不能适用于所有螺旋CT。需要注意的是，在更改参数之后，必然会对图像质量有一定程度的影响。这就要求以保证能够进行临床诊断为前提，选择合适的参数来达到降低辐射剂量、保证图像质量的目的。本次研究中，使用降低管电压的方式来达到降低辐射剂量的目的，这其中的机制是根据其物理特性决定的。随着管电压的降低，光电效应会随之增大，康普顿散射减少。正是由于这一物理特性，能够同时降低对比剂用量[14]。有研究表明，当管电压调整为70 kV 时，对比剂用量可减少为之前的50%，管电压为80 kV 时，对比剂可减少为之前的60%，这两种方式均能够得到与常规管电压相同的图像质量[15-16]。儿童CTA 中，降低对比剂用量与辐射有着广大前景，目前临床中大量实验也证明了采用降低管电压的方式可以同时降低对比剂用量，并且得到相同质量的图像[17-18]。

本研究中C 组对比剂用量（4.58±0.2）mL 相比于A 组、B 组（5.73±0.30）、（5.73±0.30）mL 降低了20%。降低对比剂用量的原因为：有研究表明对比剂肾病的患病概率与患者的碘摄入量有关[19]，对比剂肾病的表现为几天内肾小球滤过率明显降低的肾损伤，伴血肌酐水平升高[20]。在正常人群中，对比剂肾病的发生率不高，但在对比剂肾病危险因素的人群中发病率会明显增加，其危险因素包括糖尿病、慢性肾病以及高龄等[21]。在此类人群中，应当尽量减少CTA 检查，在不得不进行CTA 检查的情况下，应减少碘的摄入量。常见的方式为：将高浓度的碘对比剂替换为低浓度的，有研究表明将350 mgI/mL 的对比剂替换为320 mgI/mL，可以达到同样的效果[22]。但需要注意的是更换低浓度的碘对比剂往往会要求增加注射速率，这会增加注射部位不良反应的发生概率。本次研究通过降低碘摄入量的方式来降低对比剂用量，从而达到降低碘摄入量的目的。当然，目前也有研究已开展了针对低毒性碘对比剂的相关研究[23]。

三期双流注射方案与两期注射方案相比，静脉CT 值应当有所降低。有研究表明，通过稀释对比剂的方式，能够有效降低目标血管CT 值[24]。这与本次研究结果不符，本研究中，3 组上腔静脉CT 值（469.3±10.2）、（472.0±12.0）、（461.1±15.0）HU对比，差异无统计学意义（P＞0.05）。考虑是由于扫描时间过早，稀释后的对比剂并未到相应部位导致。之后的研究中将适当延后扫描时间，达到降低静脉CT值的目的。并且，家兔椎动脉未显影，考虑是新西兰兔血管结构与人类的差异有关，导致错过相应的扫描时间。之后，将针对扫描时间进行细致研究。

综上所述，三期双流的对比剂注射方案能够在低KV 的家兔头颈CTA 中得到与常规扫描方案相同的血管CT 值与图像质量，并且能够有效降低辐射剂量与对比剂用量，为临床研究的开展提供依据。