70kV下肢动脉CT成像技术的诊断价值

作者：段艳华卢光明武杰杨显存乌大尉程召平王锡明

来源：中华医学杂志,,96(43):-.

摘要

目的

与数字减影血管造影(DSA)对照，评价70、kV下肢动脉CT成像的图像质量、辐射剂量及诊断效能。

方法

前瞻性连续收集年1月至年12月临床疑诊或确诊下肢动脉硬化闭塞症(LEASO)于山东省医学影像学研究所行下肢动脉CT血管造影(CTA)的例患者资料，男例、女76例，年龄40～80(59±8)岁，体质量53～80(67±8)kg，按照随机数字表法将患者随机分为2组：A组例，行70kV下肢动脉CT成像，对比剂用量0.8ml/kg体质量，B组例，行kV下肢动脉CT成像，对比剂用量ml；A组30例患者35个患肢(段血管)、B组28例患者32个患肢(段血管)行DSA检查，基于血管分段，比较2组间3个解剖分部50%以上狭窄程度的诊断效能。并对图像质量进行主观评分。记录并比较2组的辐射剂量、对比剂用量及对比剂的总碘量。

结果

A、B组小腿－足部平均主观评分分别为2.20±0.36，1.72±0.34，差异有统计学意义(P0.01)，A、B组平均CT值分别为、HU，差异有统计学意义(P0.05)。基于血管分段，A、B组小腿－足部50%以上狭窄程度敏感度、阳性预测值、阴性预测值、诊断准确率分别为98.6%、95.8%、98.1%、96.7%；90.9%、88.5%、91.0%、89.7%，组间差异有统计学意义(P0.05)。A、B组剂量长度乘积分别为(±34)、(±)mGy·cm，差异有统计学意义(P＝0.)。A、B组对比剂用量、对比剂总碘量分别为53.5、ml；18.7、35g，差异均有统计学意义(均P0.01)。

结论

70kV管电压结合低对比剂用量下肢动脉CT成像操作简单、方便、诊断准确率高，是诊断LEASO可靠的检查手段。

数字减影血管造影(DSA)是诊断下肢动脉硬化闭塞症(LEASO)的金标准，空间分辨率高，可以准确清晰的显示病变及细小侧支血管，但属于有创检查、并发症相对较多(穿刺部位血肿、夹层形成等)，且检查费用昂贵、需要住院检查，作为一项检查方法，已被其他无创的检查方法取代，例如血管超声、CT血管成像(CTA)及磁共振(MR)对比剂血管成像(MRA)。目前，多层螺旋CTA已被证实可以准确诊断LEASO。但是大范围的扫描使得患者接受的放射辐射剂量较大，剂量长度乘积(DLP)～mGy·cm，且对比剂用量较多(～ml或1.8ml/kg)。降低管电压是最有效的降低辐射剂量的方法，且在降低辐射剂量的基础上还可以减少对比剂用量，已被用于小儿先心病、冠状动脉等。本研究采用70kV低管电压及kV常规管电压对随机分组患者行下肢动脉CTA检查，部分患者行DSA检查，对照分析70kV低管电压联合低对比剂用量对LEASO的临床价值。

一、对象

前瞻性纳入年1月至年12月于山东省医学影像学研究所行肾下腹主动脉－下肢动脉CTA的患者例。排除标准：肾功能不全、对比剂过敏、含碘制剂禁忌患者及下肢动脉支架置入、旁路移植术后，体质量80kg，共排除18例患者。最终纳入例患者，男例、女76例，年龄40～80(59±8)岁，体质量53～80(67±8)kg，按照随机数字表法将患者随机分为2组：A组例，管电压70kV，对比剂用量0.8ml/kg；B组例，管电压kV，对比剂用量ml。A组30例、B组28例具有腔内修复术指征者经DSA证实。

二、方法

1．CTA方法：

采用层双源CT机(DefinitionFlash,SiemensHealthcare,Forchheim,Germany)。例患者检查前行碘过敏试验。扫描范围从肾动脉至足底部。A组扫描条件：管电压70kV，参考管电流mAs(平均有效管电流mAs)；B组，管电压kV，参考管电流mAs(平均有效管电流mAs)。A组图像使用迭代重建技术重建，重建水平为3级，卷积核I20f，B组图像使用滤波重建技术重建，卷积核为B20f。

2．对比剂注射方案：

应用双筒高压注射器经肘前静脉注入，对比剂为碘海醇，mgI/ml。A组对比剂用量0.8ml/kg，固定注射时间15s，注射速度范围2.8～4.3ml/s；B组对比剂用量ml，固定对比剂注射速度5.0ml/s；两组随后均以相同速率注入50ml生理盐水。采用团注追踪触发扫描技术，感兴趣区设在肾动脉水平腹主动脉，当CT值达到HU后延迟4s后启动扫描程序。

3．DSA成像：

采用GE公司AdvantxLCV＋型血管造影机，经皮股动脉穿刺，置入5～6F导管鞘，透视下将导管送入靶血管行跟踪造影。造影剂为碘海醇mgI/ml，流率3.0ml/s，总量30～60ml，如重度狭窄或闭塞者对狭窄近心端进行局部造影。

4．图像分析：

扫描范围内动脉分为盆腔部、股－腘部及小腿－足部；盆腔部包括髂总动脉、髂内动脉、髂外动脉3段，股－腘部包括股深动脉、股动脉2段，小腿－足部包括腘动脉、胫腓干、胫前动脉、胫后动脉、腓动脉、足底动脉、足背动脉7段，共12段。主观图像质量评价：由2名分别具有5和6年读片经验的影像科医师在双盲情况下独立阅片，以4分法进行评分，3分优秀，血管强化好且均匀，分支丰富，完全能评估血管病变，无硬化伪影或运动伪影；2分良好，血管强化良好且基本均匀，分支较丰富，可评估血管病变，有轻微硬化伪影或运动伪影；1分中等，血管强化不均匀，分支略少，评估血管病变诊断信心较低，硬化伪影或运动伪影不影响图像显示；0分无法诊断，血管强化程度低于HU，分支显影少，或硬化伪影或运动伪影严重影响图像显示。客观图像质量评价：由2名分别具有3和4年读片经验的放射科医师，将感兴趣区分别放置双侧髂外动脉末端、双侧股浅动脉－腘动脉交界处、双侧足底动脉中段血管中心，感兴趣区尽可能大但均避开病变部位，分别测量感兴趣区内的CT值，每支血管测量3次，取其平均值。随后得出A、B两组所有患者3个节段的平均CT值。将面积约1cm2感兴趣区放置在股动脉中段水平的股直肌上，避开周围血管结构，同样测量3次，取其平均值。将股直肌CT值的标准差(SD)作为图像噪声，信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR)计算方法如下：SNR＝CT值靶血管/SD股直肌，CNR＝(CT值靶血管－CT值股直肌)/SD股直肌。A组30例患者的35个患侧肢体(段血管)、B组28例患者的32个患侧肢体(段血管)行DSA检查。与DSA对比，比较2组下肢动脉CTA对50%以上狭窄程度的诊断效能，包括敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断准确率。

5．辐射剂量评价：

记录CT机自动生成的容积CT剂量指数(CTdoseindex,CTDIvol)、DLP；DSA记录剂量面积乘积(doseareaproduct,DAP)。单纯下肢缺乏相应的剂量转换系数，所以本研究计算盆腔部有效辐射剂量(effectivedose,ED)。盆腔部CTA和DSA的剂量转换系数分别为0.mSv/mGy和0.20mSv/Gy。

6．统计学方法：

使用SPSS17.0软件进行数据分析。辐射剂量、对比剂用量、总碘量及客观图像质量采用两样本t检验分析。主观图像质量采用Mann－Whitney秩和检验。敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断准确率使用Fisher精确检验。以P0.05为差异有统计学意义。

1．患者一般资料：

例患者均成功完成肾下腹主动脉－下肢动脉CTA血管成像。扫描长度90～cm，平均(±10)cm，体质指数18～30kg/m2，平均(24.1±1.9)kg/m2，组间年龄(t＝－0.，P＝0.)，组间体质量(t＝－0.，P＝0.)，组间扫描长度(t＝1.，P＝0.)及组间体质指数(t＝－1.，P＝0.)差异均无统计学意义。

2．图像质量：

A组盆腔部、股－腘部及小腿－足部主观评分分别为2.32±0.26、2.54±0.14、2.20±0.36、B组分别为2.39±0.29、2.51±0.34、1.72±0.34，2组间盆腔部、股－腘部主观评分差异无统计学意义(均P0.05)(图1，图2)，A组小腿－足部主观图像质量高于B组，差异有统计学意义(t＝9.10，P0.01)。A组3个解剖分部CT值均明显高于B组，差异均有统计学意义(均P＝0.)，A组下肢动脉平均CT值HU，较B组(HU)提高HU。A组3个解剖分部SNR与B组差异无统计学意义(P值分别为0.，0.，0.)；A组3个解剖分部CNR与B组差异无统计学意义(P值分别为0.，0.，0.)(表1)。

图1

70kV低管电压组，去骨最大密度重组(MIP)图像

图2

kV常规管电压组，去骨MIP图像两组图像均可清晰显示血管主干及主要分支，其中70kV组血管边缘更锐利，分支血管显示更加丰富、清晰

图3

患者下肢CT血管成像患者女，59岁，双下肢发凉、疼痛半年；70kV低管电压；3A.髂血管－股腘段正面观最大密度重组(MIP)图像，显示双侧髂血管－股动脉粥样硬化并多发狭窄、左股浅动脉中上1/2段闭塞、同侧股深动脉主干及分支代偿性增多、增粗并侧支循环建立；3B.左侧股浅动脉闭塞以远(白箭头)，左股深动脉主干及分支代偿性增多、增粗并侧支循环建立情况(黑箭头)；3C.为3B对应左侧股深动脉DSA图像，显示股深动脉分支显影时同侧股浅动脉闭塞段以远显影浅淡(白箭头)，同时可见二者间迂曲增粗的侧支血管(黑箭头)

表1

3．诊断效能：

A组30例患者35个患肢、B组28例患者32个患肢行DSA检查；A、B组CTA与DSA时间间隔分别为(5.2±2.7)、(5.4±3.3)d，差异无统计学意义(t＝－0.，P＝0.)。基于血管分段，A组35个患肢段血管中，DSA诊断段(49.3%)血管狭窄程度≥50%(图3)，段(50.7%)狭窄程度50%，CTA诊断假阳性11段，假阴性6段；B组32个患肢段血管中，DSA诊断段(47.1%)血管狭窄程度≥50%，段(52.9%)狭窄程度50%，CTA诊断假阳性17段，假阴性16段；A、B两组不同狭窄程度构成比间差异无统计学意义(χ2＝0.，P＝0.)。与DSA对比，A组下肢动脉CTA成像的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断准确率分别为97.1%(95%CI93.5%～98.8%)，94.8%(95%CI90.7%～97.3%)，94.8%(95%CI90.7%～97.2%)，97.1%(95%CI93.5%～98.8%)和96.0%(95%CI94.0%～98.0%)。B组下肢动脉CTA成像的敏感度、特异度、阳性预测值、阴性预测值及诊断准确率分别为91.2%(95%CI85.8%～94.7%)，91.6%(95%CI86.7%～94.9%)，90.7%(95%CI85.2%～94.3%)，92.1%(95%CI87.2%～95.3%)和91.0%(95%CI88.0%～94.0%)。狭窄程度50%的病变，A、B组盆腔部、股－腘部诊断效能差异均无统计学意义(均P0.05)；A、B组小腿－足部50%以上狭窄程度敏感度、阳性预测值、阴性预测值、诊断准确率分别为98.6%、95.8%、98.1%、96.7%；90.9%、88.5%、91.0%、89.7%，组间差异有统计学意义(P值分别为0.，0.，0.，0.)，特异度差异无统计学意义(P＝0.)(表2)。

表2

4．辐射剂量：

A、B组DLP分别为(±34)、(±)mGy·cm，A、B组盆腔部DLP分别为(98±14)、(±29)mGy·cm，ED分别为(1.48±0.24)、(3.91±0.79)mSv；DSA平均DAP为(73.45±8.21)Gy·cm2，盆腔部DAP、ED分别为(19.74±3.43)Gy·cm2、(3.95±0.87)mSv。A组盆腔部辐射剂量低于B组和DSA(均P0.01)，B组与DSA辐射剂量差异无统计学意义(P＝0.)，A组ED低于B组62.0%。

5．对比剂量：

A、B组平均对比剂用量分别为53.5、ml，差异有统计学意义(P＝0.)，对比剂总碘量分别为18.7、35g，差异有统计学意义(均P0.01)，A组对比剂用量、对比剂总碘量低于B组46.5%。

文献指出：CT检查中接受10mSv放射辐射剂量，受检者恶性肿瘤的患病率约为1/0。因此在保证图像质量的前提下降低辐射剂量尤为重要。辐射剂量与管电压平方呈正比，与管电流呈正比，故降低管电压已成为降低辐射剂量最有效的方法，但降低管电压的同时会增加图像噪声。本研究通过迭代重建算法、适当提高管电流来降低图像噪声。并与DSA及常规kV下肢动脉CTA比较，证实了70kV低管电压CTA在LEASO诊断的可行性，并且在降低辐射剂量、减少对比剂用量的同时，显著提高了小腿－足部的图像质量。

结合迭代重建算法和适当提高管电流，本研究70kV组3个解剖分部的SNR均25，CNR均21，与kV组差异无统计学意义。降低管电压，由于康普顿散射效应的减少，使得含碘对比剂的CT值提高，增加了血管与周围组织结构对比，使得减少对比剂量成为可能。本研究70kV下肢动脉CTA对比剂用量较kV组减少了46.5%，但CT值却提高了HU，且3个解剖分部SNR、CNR均无明显减低，并且70kV组小腿－足部主观评分优于kV组。究其原因，可能与对比剂注射方案有关，70kV组与kV组分别采用固定对比剂注射时间、固定对比剂注射速度的方案，固定注射时间较固定注射速度能够得到更加均匀一致的图像质量。

本研究以中老年LEASO为研究对象，双肾动脉有不同程度的狭窄，且常伴有肾功能损害，而常规下肢动脉CTA的高对比剂碘量会加重患者的肾脏负担，增加对比剂肾病的发生风险，故降低对比剂量至关重要。文献报道80kV下肢动脉CTA对比剂量减少至1.2ml/kg，本研究在此基础上进一步减少到0.8ml/kg，平均对比剂用量及碘量分别为53.5ml、18.7g，相比kV常规组，减少了46.5%。同时，辐射剂量降低了约62%。

70kV组11段血管狭窄程度被高估，原因主要是管壁钙化(9段)，三维容积重现(3D－VR)阈值调节不恰当(2段)；6段血管狭窄程度被低估，原因是侧支循环建立(3段)，管壁钙化(3段)。kV组17段假阳性、16段假阴性病主要原因是小腿－足部对比剂充盈欠佳所致(18段)，管壁钙化(12段)，3D－VR阈值调节不恰当(3段)。

本研究缺陷：首先，为了便于评价，本研究局限于LEASO，对于其他下肢动脉病变(例如动脉瘤、动脉炎等)未涉及，在今后的研究中，会进一步拓展70kV低剂量CTA的临床应用。其次，相比70kV组，kV组对比剂注射方案有待进一步改进。再者，本研究70kV组CT值仍显著高于kV组，故更低剂量对比剂注射方案有待研究。

总之，70kV管电压结合低对比剂量的下肢动脉CT成像，操作简单、方便，诊断准确率高，是诊断肾下主动脉及下肢动脉病变可靠的检查手段。