双低技术在头颈部CT血管成像的应用进展

双低技术在头颈部CT血管成像的应用进展

林盛才

（广西医科大学第一附属医院放射科广西南宁530021）

【摘要】头颈部CT血管造影(CTA)技术近几年来发展迅速，取得了较大的进步，并且在临床应用越来越普遍。“双低剂量”CT通过大量研究证实，在头颈部血管性病变的应用过程中，具有安全性高且检查效果良好的优点，减少各种潜在的不良反应，受到医生和患者共同的好评，促进CT检查的安全性和高效性。因此本文就头颈部“双低剂量”CT造影技术的应用和发展做了探讨。

【关键词】CT血管造影；头颈部；低辐射剂量；低剂量碘

【中图分类号】R445【文献标识码】A【文章编号】1007-8231（2017）14-0089-02

多层螺旋CT血管造影(CTangiography，CTA)是目前应用广泛的无创的影像检查技术，因其具有扫描时间短、辐射剂量低以及其强大的图像后处理功能[1]，具有较高的临床应有价值。尤其是动态增强扫描技术的运用，提高了头颈部血管疾病的检出率；造影剂团注技术，缩短了检测时间，增强了检测信号，进一步提高了检测效果。CTA具有较高的空间、时间及密度分辨率，螺旋伪影、波动伪影少，头颈部联合成像范围广，同时显示血管壁及相邻骨结构，目前在临床广泛应用[2]。在造影技术应用中不合理的使用和患者身体等方面均可对身体造成损害[3]，在造影技术应用的碘对比剂，通过解离出碘离子，进一步影响甲状腺素的代写，影响甲状腺功能失衡，导致甲状腺功能亢进或减低[4]。

此外，对比剂肾病(CIN)是医源性肾功能衰竭的重要组成，是一种严重的并发症，大剂量应用对比剂，是诱发CIN的重要危险因素。因此，多排螺旋CT成像尽量低剂量使用对比剂，成为放射界达成的共识。目前，如何在降低辐射量和对比剂的应用，且保持良好的图像质量不受影响，是目前研究的热点和难点，本文就此问题进行了概述。

1.低辐射剂量与低对比剂量（简称“双低”）联合应用的原理

双低扫描目前常用的技术，称为低管电压技术。X线辐射剂量与管电压的平方成正比，降低管电压，能进而降低辐射的剂量。合适的低管电压能够提高碘血管发生光电效应的概率，进而提高图像的信噪比。在头颅CTA扫描时，碘对比剂能够弥补“双低”技术中，因低管电压引起的图像噪声的增加。另外，一定浓度碘对比剂的CT值，取决于X线的能量，如果X线能量至碘的K缘33.2keV时，碘的CT值相应的达到最大。降低管电压能够增加碘CT值，因而使用较少的碘，在降低辐射剂量的同时，我们仍能够收货得同样大小的增强效果。

2.降低头颅CTA辐射剂量的策略

2.1传统降低CT辐射剂量的方法

低辐射剂量的研究中既要保持图像质量的同时尽可能做到降低受检者的辐射剂量。在头颈CTA检查过程中，很多研究人员以扫描参数和扫描的范围作为切入点，力求将辐射剂量降至最低。首先，管电压和管电流控制是两个主要的扫描参数，直接影响CT辐射剂量，与辐射剂量具有正相关性。管电压的高低决定了X线的穿透力，而X线辐射剂量与管电压的平方呈正比。由此可见，降低管电压能够有效地降低CT检查的辐射剂量。有文献报道称[5]，当管电压从120kV降低至100kV时，辐射剂量则降低了69%。因此，降低辐射剂量，最主要的方法是降低管电压，同时，降低管电压可有效提升强化血管内的CT值[6]，胡莹莹等[7]通过将管电压从原来的120KV降低至100KV，CT值大约升高至少17%，对辐射剂量检测显示，降低了45%左右。目前也有厂家将管电压降至80kV（甚至70kV）来降低辐射剂量，但由于X线穿透力下降，图像的噪声明显增加，特别是主动脉弓与肩部重叠的部分尤为明显，如何克服这个矛盾，也是今后研究方向之一。

虽然管电流的大小决定了X线的强度，对图像质量有至关重要的作用。李明志等[8]在固定管电压100KV、对比剂浓度270mgl/mL，分别管电流200mA、250mA、310mA进行头颈部CTA检查的图像质量均能够满足临床诊断需求，这就说明了在合适的条件下是可以降低一定管电流的。目前各个厂家普遍采用自动毫安调节技术来降低辐射剂量，管电流可以通过预扫定位像的衰减值进行调整，曝光通过自动控制完成，扫描时电流时时“角调制”延着病人的长轴和病人的大小进行调整，图像噪声恒定的，mAs设置自动和病人身材的大小相适应，延着病人长轴调整同时管球旋转完成实时调整，不同体形的患者使用同样扫描方案，获得每一层都是理想的诊断图像，辐射剂量水平达到最低，也保证了图像质量的稳定。临床实践过程中，预设管电流必须足够宽，以免造成图像质量的不均衡。

2.2新近降低CT

辐射剂量的方法--迭代重建算法的引进

以往，CT设备采用常规的滤过反投影技术(filteredbackprojection，FBP)来解析重建算法。FBP法是基于投照数据反映X线衰减和像素值数学关系的一种算法，图像重建速度快，但无法消除由于光子的涨落所产生的量子噪声，还会把来自各个方向的散射线当作正常的穿透人体的射线进行计算，增加了层面内的像素噪声。近年来，迭代重建算法由于能大幅度降低由于辐射剂量的降低而增加的图像噪声，成为CT领域的一个热门话题，为最新的降低辐射剂量的方法之一[9-10]，通过比较头颅CT血管成像采用FBP技术和基于原始数据的迭代重建技术，发现后者在辐射剂量下降32.44%的情况下血管CT值均增高，图像噪声均减低，信噪比(signaltonoiseratio，SNR)对比噪声比(contrasttonoiseratio，CNR)均增高，图像质量也增高，即提高了头颅CT血管成像能力。因此，在配备有迭代算法的机型上，联合低电压的迭代算法重建在头颈部CT血管成像中应用逐渐得到认可。

2.3个体化因素

由于不同体型和体质量指数(bodymassindex，BMI)的受检者对X线能量的吸收与衰减不同，低剂量扫描图像的噪声与伪影也会不同：BMI越大，图像噪声增高，则克服噪声对图像质量的影响所带来的辐射剂量随之增大；BMI越小，相应管电流会减少，图像质量则有待考证。而忽略受检者体重采用固定扫描参数会导致曝光剂量过量或不足。国内外的相关研究说明了不同患者BMI为参考对图像质量的分析对比研究也表明了体型因素对图像质量存在影响。汤晓静等[11]研究头颈部CTA低剂量个体化扫描的结果为100KV时头颅动脉血管强化CT值较120KV时增加的平均值为26.41%，与国外Bahner等[12]报道的100KV时体部动脉血管强化CT值较120KV时增高约27%的结果相仿。钟俊锋等[13]研究表明对于不同的患者个体、心输出量、血管状况，将头颈CTA中血管内的对比剂浓度精确而稳定地控制在适合显示血管内斑块的对比剂浓度上，是血管成像的关键。综上所述，体型因素对图像质量虽然存在影响，但头颈部CTA低剂量个体化扫描是可行的。

3.降低对比剂用量的技术

对比剂(contrastmedium，CM)是头颅CTA的媒介，大剂量的CM使用不仅增加了患者的经济负担，而且会给患者带来潜在的损害，CIN便是最为严重的副作用。另外，CM的化学毒性、渗透性及溶解性与剂量呈正相关。因此，在满足临床诊断要求的前提下，降低CM剂量来减轻其可能引起的副作用成为医务工作者研究的重点。

3.1低浓度CM联合低管电压

经过长期临床工作已经发现CM浓度并非越高CTA图像质量越好。毛俊等[14]研究发现血管强化CT值>200HU时便可满足诊断。有文献报道[15]，用256层CT，对比剂碘海醇(350mgI/m1)的用量降至40ml，颅内动脉强化>277.7HU时即可获得较为满意的图像质量。说明了低浓度CM图像质量同样能满足临床诊断。实践中，可以采用低碘浓度对比剂联合低对比剂的量来实现减少低碘总量的目的，除降低了过敏现象及肾损害的几率，还可以减少患者的经济成本。

3.2CM浓度实时监控触发

获得足够清晰度的颅内动脉主干和分支血管的扫描图像，要点在于延迟扫描时间的设置。扫描时间的延迟如果过迟，则达到指定血管时，对比剂量少且图像的密度低；如果延迟扫描时间过早，则导致周围脏器和细小分支均能够显影，干扰了主干血管的显示，对病变的准确判断产生不利影响。有文献[16]报道，使用智能跟踪触发技术(bolustracking)，对临床80例患者，使用CM浓度实时监控触发，结果表明，CM浓度实时监控触发程序不仅可以避免因扫描延迟时间估计误差导致颅内CTA质量降低，还可以降低CM用量。

3.3CM用量要结合具体机型

扫描时长的长短影响CM用量的多少，不同机型的头颈部CT血管成像的扫描时长不同，CM用量也不同，西门子Sensation16CT扫描时长14～18秒（0.5秒/圈），CM用量70～100ml；西门子SOMATOMDefinitionFlashCT扫描时长4～6秒（0.33秒/圈），CM用量40～60ml；而GERevolutionCT256CT扫描时长2～4秒（0.28秒/圈），CM用量下降到了25～40ml。因此，CM用量的多少结合具体的机型，CM用量多了，不但造成上腔静脉高衰减信号对头臂干的影响，还造成不必要的成本浪费；而CM用量少了，则会造成头颈部血管的显示不充分，从而影响图像是否达到诊断的目的。

总之，国内外影像研究已初步证明，“双低剂量”CT成像技术，具有较高的应用优势和安全性，在全身各系统的血管性疾病的诊断，尤其是头颈部和腹部CTA的应用中，表现出突出的优势，不仅有效的降低了对患者的辐射剂量，减少了总碘负荷，同时有效的降低了不良反应的发生率，从而提高了CTA的安全性和有效性。双低技术在CTA应用过程中，发挥了显著的优势，因此我们相信，随着双低CTA各方面应用的不断发展，CT检查会向着更安全、更高效的方向不断前进。

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