颈动脉CTA低管电压扫描研究

方案：管电压：A组，120 kV；B组，80 kV。两组管电流均为400 mA。扫描参数：准直64 mm×0.625 mm；旋转时间0.5 s；螺距0.562；FOV25 cm；矩阵512×512。重建层厚及间隔0.625 mm。

1.3 图像质量评价 （1）客观评价：分别测量颈动脉、椎前软组织CT值及视野内空气SD值，并计算图像CNR及SNR。所有测量均由放射科一位高年资医生独立完成。

颈动脉CT值测定：分别测量主动脉弓、颈总动脉及颈内动脉三段的CT值，于每段的不同部位测量3次，每次测量的ROI尽可能大，取其平均值为每段血管的CT值，最后计算三段血管的平均CT值为颈动脉CT值。椎前软组织CT值测定：测量颈椎前左右两侧软组织CT值，于每侧不同层面各测量3次，取其平均值为椎前软组织的CT值。图像噪声测定：测量视野内空气CT值的标准差（standard deviation，SD），取ROI=100 mm2，于每侧不同部位各测量3次，取其平均值为图像噪声。

计算CNR及SNR：CNR=（ROIa-ROIb）/SD；SNR=ROIa/SD。

其中ROIa为颈动脉CT值，ROIb椎前软组织CT值，SD为图像噪声。

（2）主观评价：在隐藏扫描条件的情况下，由两名有经验的放射科医师对图像质量进行盲法独立评价。采用3分评价法分别对颈动脉所有重建图像，包括多平面重组（multiple planar reformation， MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、容积再现（volume rendering，VR）及血管边缘进行评价。3分：图像质量佳，血管边缘锐利；2分：图像质量一般，血管边缘毛糙；1分：图像质量差，血管边缘模糊。

1.4 辐射剂量 设备依据扫描参数自动计算出辐射剂量估计值-容积CT剂量指数（CT dose index volume，CTDIvol，单位，m Gy）和剂量长度乘积（dose length product，DLP，单位，mGy·cm），记录每种扫描方案的CTDIvol和DLP值。根据DLP计算有效剂量（effective dose，ED，单位，m Sv），ED=k×DLP，k值为组织权重因子（单位，m Sv×m Gy-1×cm-1），采用欧盟委员会（Commission of the European Communities，CEC）推荐的成人颈部权重因子0.0059[3]。

1.5 统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件对数据进行处理，计量资料以（x±s）表示，比较采用单因素方差分析及非参数检验，以P<0.05为差异有统计学意义；两名观察者间的观察一致性采用Kappa检验，以K>0.60认为一致性较好。

2 结果

2.1 两组辐射剂量结果比较 40例患者均成功实施颈动脉CTA检查。A、B两组扫描的平均长度分别为（25.45±2.19）cm、（25.60±3.20）cm，两组组间比较差异无统计学意义（F=0.234，P>0.05），且两两比较差异无统计学意义（P=0.528，0.593）。

辐射剂量：A、B两组的CTDIvol分别为55.73 m Gy、20.08 m Gy。B组CTDIvol、DLP及ED较A组常规扫描管电压相比分别降低63.97%、63.83%及63.79%，A、B两组DLP及ED比较差异具有统计学意义（P<0.05）。A、B两组的CTDIvol、DLP及ED结果见表1。

2.2 两组图像质量结果比较 （1）客观图像质量：B组颈动脉平均CT值较A组增加38.74%且差异具有统计学意义（P<0.05）。而A、B两组的CNR、SNR平均值组间及两两比较均无统计学差异（P>0.05）。A、B两组管电压降低，图像噪声相应升高，且组间比较差异均具有统计学意义（P<0.05）。（2）主观图像质量：颈动脉三维重建图像，包括VR、MIP、CRP及血管边缘情况，A、B两组图像质量显示均较好，组间评分差异均无统计学意义。且2名医师间的观察一致性较好（K=0.73，P<0.05）。A、B两组的动脉CT值、椎前软组织CT值、图像噪声、CNR及SNR结及主观图像质量评价结果见表2。

3 讨论

随着CT检查广泛应用于临床，其电离辐射对人体所带来的危害也日益引起重视。据统计，世界范围内，CT检查量约占放射性检查总量的7%，但其累积的辐射剂量却占总剂量的40%以上[3-4]。颈动脉斑块形成和狭窄是脑缺血和缺血性脑卒中的重要原因之一。随着生活水平提高，其发病率越来越高且日益年轻化，颈动脉CTA检查对于评估动脉狭窄程度、斑块性质及支架术后评估有重要作用；而颈部扫描野内包含了对射线较为敏感的甲状腺。因此，在保证图像质量的前提下，如何有效地降低颈部CTA检查者的辐射剂量显得非常重要。

早期低剂量CT多采用降低管电流的方法，也是目前报道较多的一种方法，最早用于肺部、副鼻窦、乳突等天然高对比的组织，近年来也见于胸主动脉、肺动脉等大血管。利用降低管电流的方法降低辐射剂量目前在临床上已获得广泛的接受，与此同时也存在着由于光量子不足而导致图像质量下降的可能。由于X射线强度与管电压的平方成正比，因此，同等比例降低管电压将比低管电流更有效的降低X线辐射剂量。近年来，降低管电压的低剂量CT逐渐引起重视，它不仅能够显著降低辐射剂量，而且，管电压的降低有利于增加CTA检查时血管与周围组织的密度对比，而提高图像的质量，非常适合CTA等密度对比度较高部位的检查需要[5]。其原因是X线照射人体后，与人体组织相互作用的主要形式为光电效应及康普顿散射效应，而光电效应的相对强弱决定了该物质对X射线的衰减程度，即CT值的高低，当管电压由120 kV降低到80 kV时，X线的能量更接近对比剂碘原子K层结合能33.2 keV[6]，其产生的光电效应更强，相应所得血管CT值也就越高；而软组织CT值则无明显变化，加大了组织间对比。本研究结果显示，当管电压由120 kV降到80 kV时，其辐射剂量降低接近64%。因此，降低管电压是一种非常有效的降低辐射剂量的手段。本研究结果也表明，管电压降低，颈动脉血管的CT值相应增加，与120 kV相比较，80 kV的颈动脉CT值增加了38.74%，周边软组织CT值增加却不明显，因而两者之间的对比度增加。

低剂量CT扫描图像噪声势必增加，导致低对比度软组织的分辨力降低，本研究也揭示随着管电压的降低，图像噪声显著增加（P<0.001），这与文献报道相符[7]。国内学者认为管电压降低后[1]，会造成噪声显著增加，须通过增大mAs来补偿[8]。但本研究表明，在mAs一致的情况下，虽然图像噪声有所增加，但是随着管电压的降低，图像CNR、SNR与120 kV相比差异无统计学意义（P>0.05），图像质量未明显受损。而由于降低管电压后，血管腔CT值的升高一定程度上补偿了低管电压所致的噪声增加，并且强化的血管与邻近软组织有较高的对比分辨力，因此噪声的增加对软组织影响较大，而对增强的血管影响不大，即这种噪声的增加可以通过血管腔CT值的增加来补偿[9-10]。

综上所述，低管电压颈动脉CTA扫描虽然增加了图像噪声，但是与120 kV常规扫描方案相比，不仅图像质量不受影响，而且最大能够降低约64%的辐射剂量。因此，80 kV低管电压颈动脉CTA检查具有较高的可行性。

参考文献

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（收稿日期：2013-05-07） （本文编辑：王宇）

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