引用本文： 李萬江, 張凱, 彭禮清, 李真林. 70kV顱腦CT灌注成像的可行性研究. 華西醫學, 2015, 30(10): 1910-1913. doi: 10.7507/1002-0179.20150546 復制
顱腦CT灌注成像是一種高效、無創且能定量測量腦組織的血流量、血容量、平均通過時間等灌注參數的影像學檢查方法[1]。顱腦CT灌注成像技術不僅對腦組織缺血性改變有較高的臨床診斷價值 [2]，而且還可以對顱內腫瘤性病變進行定性評估[3]。然而，限制CT灌注成像在臨床的應用輻射劑量太高，而且連續多次的掃描使得患者的累積劑量明顯增加[4]。國內外放射醫務工作者一直致力于通過各種手段降低患者灌注檢查的輻射劑量，比如迭代重建技術、降低掃描的時間分辨率、降低管電壓或管電流等[5-6]，這些研究均取得了不錯的成果。西門子雙源CT推行最新70 kV管電壓技術，是迄今為止所有CT設備中最低的管電壓[7]。若使用70 kV管電壓技術用于CT顱腦灌注檢查，患者的輻射劑量必將會有所降低，但使用70 kV管電壓技術能否保證灌注參數的準確性且圖像質量能否滿足診斷要求？本文基于此假設，初步研究70 kV低管電壓技術對顱腦灌注參數及輻射劑量的影響。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2013年10月－2014年2月擬行CT灌注檢查的患者，將這些患者按檢查時間分為A、B兩組，分別從A、B兩組中篩選出15例經CT檢查未見顱腦疾病患者的圖像數據進行分析。其中男17例，女13例；年齡37～68歲，平均（55.0±13.2）歲。兩組患者性別、年齡差異均無統計學意義（P＞0.05）。所有患者均無碘對比劑過敏及嚴重的心腎功能不全等增強CT檢查的禁忌證。
1.2 CT掃描參數
兩組患者均行西門子128層雙源CT（Siemens Definition flash）4D搖籃床掃描模式進行掃描。標準頭部前后位擺放患者的頭部，同時對患者的頭部進行固定，選擇具有一定傾斜角度的頭架，使聽眉線垂直于檢查床，以避免患者的眼睛晶狀體在檢查過程中受到較大的輻射。A組掃描劑量為管電壓80 kV，管電流200 mAs；B組掃描的劑量為管電壓70 kV，管電流200 mAs。灌注掃描范圍包括顱底以上為100 mm，掃描時間分辨率為1.5 s，總共掃描28次，層厚5 mm，球管旋轉時間0.28 s，準直器選擇32.0 mm×1.2 mm。經肘前靜脈使用高壓注射器以6 mL/s速度注入碘帕醇（含碘370 mg/mL）42 mL，對比劑注射完畢后再以5 mL/s的速度注入20 mL生理鹽水。
1.3 灌注數據處理及圖像質量評價
將A、B兩組灌注數據傳入西門子后處理工作站[syngo MMWP（VE40A），Siemens Healthcare]進行處理，利用去卷積法計算出腦血流量灌注圖、血容量灌注圖、平均通過時間灌注圖。在A、B兩組患者頭部的額葉室旁、尾狀核、殼、丘腦、顳枕葉選取大小為80 mm2的感興趣區進行測量，分別測量出感興趣區內腦血流量值、腦血容量值、平均通過時間值（圖 1）。同時測量丘腦及額葉室旁腦白質的CT值和標準差計算出圖像的對比噪聲比（CNR）和信噪比（SNR）。其中CNR=（丘腦平均CT值-腦白質平均CT值） /標準差，SNR=腦組織平均CT值/標準差。由2名高年資神經影像學診斷醫生采用雙盲法對A、B組灌注圖像進行主觀評分，依據在最大密度投影圖像上灰白質的分界、腦室、腦溝及圖像的銳利度將圖像質量分為5個等級，分別評定為1～5分，1分=圖像質量差，無法滿足診斷要求；2分=圖像質量較差，基本可以滿足診斷要求；3分=圖像質量尚可，可以滿足診斷要求；4分=圖像質量較好，能很好地滿足診斷要求；5分=圖像質量好，完全能滿足診斷要求。評分≥3分的圖像滿足診斷要求。主觀評分取兩位醫生評分的平均值。
圖1
額葉室旁（1a）、尾狀核（2a）、殼（3a）、丘腦（4a）、顳枕葉（5a）感興趣區的CT灌注檢查像
a. 最大密度投影圖像 b. 腦血流量灌注圖 c.腦血容量灌注圖 d. 平均通過時間灌注圖
1.4 輻射劑量評價
利用西門子雙源CT設備自帶輻射評估軟件記錄A、B兩組患者灌注檢查后接受的輻射劑量。記錄的輻射參數值包括CT劑量指數（單位mGy）、CT劑量長度乘積（單位mGy·cm），根據公式E=DLP×W計算出兩組患者的吸收劑量，單位為mSv，其中E為吸收劑量，DLP為CT劑量長度乘積，W為組織的權重因子（顱腦為0.002 3）[8]。
1.5 統計學方法
采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析。兩組計量資料采用均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；采用Kappa值評價兩位醫生的主觀評價一致性。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 A組與B組的灌注參數值比較
對A、B兩組患者頭部的額葉室旁、尾狀核、殼、丘腦、顳枕葉選取感興趣區大小為80 mm2進行測量。測量的5個感興趣區內的灌注參數值組間差異無統計學意義。見表 1～3。
表1
A組與B組腦血流量比較[n=15，
表2
A組與B組腦血容量比較（n=15，
表3
A組與B組平均通過時間比較（n=15，2.2 A組與B組圖像質量比較
兩位高年資診斷醫生對圖像主觀評價一致性較好（Kappa值=0.81）。A組（80 kV組）主觀評分為4.53分，B組（70 kV組）主觀評分為4.46分，A組的主觀評分略高于B組，但兩組圖像平均分都＞3分，兩組圖像都能滿足診斷要求 。兩者圖像質量客觀比較結果見表 4。A組圖像僅丘腦的SNR高于B組，差異有統計學意義（P＜0.05）。
表4
A組與B組圖像質量客觀比較（n=15，2.3 A組與B組輻射劑量比較
A組患者的CT劑量指數為244.65 mGy，CT劑量長度乘積2 884 mGy·cm，有效劑量為6.63 mSv；B組患者的CT劑量指數為159.13 mGy，CT劑量長度乘積為1 876 mGy·cm，有效劑量為4.31 mSv。B組患者的CT劑量指數、CT劑量長度乘積、有效劑量較A組患者均降低了35%。
3 討論
隨著CT檢查技術的迅猛發展，越來越多的患者接受CT檢查，有些患者甚至需要多次檢查，這些患者累積的輻射劑量也隨之增加。如今人們也越來越關注CT檢查所帶來的輻射問題[8-10]。根據美國學者Brenner等[11]的研究認為未來約有1.5%～2.0%的腫瘤與CT檢查有關。CT顱腦灌注檢查是經靜脈注入對比劑的同時對選定區域進行連續多次的重復掃描，以獲得該區域內每一個像素的時間-密度曲線，為了保證灌注數據的準確性，CT顱腦灌注檢查的時間至少需要40 s，如果每次掃描的時間分辨率為1.5 s，掃描次數最少為28次。即使在使用較低的80 kV管電壓的情況下，CT顱腦灌注檢查仍然是普通檢查的5～6倍[12-13]。因此，放射科醫務工作者如今最主要的任務是如何在圖像不影響診斷疾病的前提條件下，降低患者CT掃描的輻射劑量。
Wintermark等[14]的研究表明使用80 kV比120 kV用于CT灌注成像能獲得更佳的灌像對比，且患者的輻射劑量也明顯降低。這說明80 kV的管電壓技術用于顱腦灌注檢查也得到很多放射醫務工作人員的認可。西門子128層雙源CT推出最新70 kV 管電壓技術，對于以往80 kV的研究帶來了新的挑戰，因此，本文將以前學者的研究劑量80 kV，200 mAs作為標準來研究70 kV低管電壓技術是否可以用于顱腦CT灌注檢查。而本研究的結果表明，70 kV對于顱腦灌注參數與80 kV比較無明顯差異，這說明70 kV是可以用于顱腦CT灌注檢查。然而在輻射劑量方面，70 kV組能使患者的輻射劑量較80 kV組降低35%。
眾所周知，CT檢查劑量的降低必然導致CT圖像質量的下降[14-15]，圖像質量的客觀評價上雖然70 kV組的SNR、CNR較80 kV組有所下降，但僅丘腦SNR差異有統計學意義（P＜0.05），而CNR和額葉室旁SNR組間差異無統計學意義（P＞0.05）。從本研究結果中的圖像主觀評分也說明適當的降低CT檢查的劑量并不影響診斷醫生對于圖像的評價，這說明圖像質量的下降范圍是可以接受的。本研究也有不足之處，首先是由于倫理道德的限制，我們不可能在同一個患者使用兩組劑量進行研究，這可能導致我們的研究結果會有所偏差。根據國內學者羅沛霖等[16]的研究表明在相同管電壓的條件下，管電流為150 mAs與200 mAs不會影響顱腦的CT灌注參數，也就是說還可能將本研究200 mAs的管電流量降低到150 mAs，這樣就可以進一步地降低顱腦CT灌注檢查的輻射劑量，當然還需要未來更深入的研究。
綜上所述，基于西門子雙源CT最新70 kV管電壓技術和參考以往學者對顱腦CT灌注檢查技術的研究，選擇70 kV管電壓、200 mAs管電流行CT顱腦灌注檢查不會明顯影響顱腦灌注參數值和圖像質量，而且輻射劑量明顯降低。
顱腦CT灌注成像是一種高效、無創且能定量測量腦組織的血流量、血容量、平均通過時間等灌注參數的影像學檢查方法[1]。顱腦CT灌注成像技術不僅對腦組織缺血性改變有較高的臨床診斷價值 [2]，而且還可以對顱內腫瘤性病變進行定性評估[3]。然而，限制CT灌注成像在臨床的應用輻射劑量太高，而且連續多次的掃描使得患者的累積劑量明顯增加[4]。國內外放射醫務工作者一直致力于通過各種手段降低患者灌注檢查的輻射劑量，比如迭代重建技術、降低掃描的時間分辨率、降低管電壓或管電流等[5-6]，這些研究均取得了不錯的成果。西門子雙源CT推行最新70 kV管電壓技術，是迄今為止所有CT設備中最低的管電壓[7]。若使用70 kV管電壓技術用于CT顱腦灌注檢查，患者的輻射劑量必將會有所降低，但使用70 kV管電壓技術能否保證灌注參數的準確性且圖像質量能否滿足診斷要求？本文基于此假設，初步研究70 kV低管電壓技術對顱腦灌注參數及輻射劑量的影響。
1 資料與方法
1.1 一般資料
2013年10月－2014年2月擬行CT灌注檢查的患者，將這些患者按檢查時間分為A、B兩組，分別從A、B兩組中篩選出15例經CT檢查未見顱腦疾病患者的圖像數據進行分析。其中男17例，女13例；年齡37～68歲，平均（55.0±13.2）歲。兩組患者性別、年齡差異均無統計學意義（P＞0.05）。所有患者均無碘對比劑過敏及嚴重的心腎功能不全等增強CT檢查的禁忌證。
1.2 CT掃描參數
兩組患者均行西門子128層雙源CT（Siemens Definition flash）4D搖籃床掃描模式進行掃描。標準頭部前后位擺放患者的頭部，同時對患者的頭部進行固定，選擇具有一定傾斜角度的頭架，使聽眉線垂直于檢查床，以避免患者的眼睛晶狀體在檢查過程中受到較大的輻射。A組掃描劑量為管電壓80 kV，管電流200 mAs；B組掃描的劑量為管電壓70 kV，管電流200 mAs。灌注掃描范圍包括顱底以上為100 mm，掃描時間分辨率為1.5 s，總共掃描28次，層厚5 mm，球管旋轉時間0.28 s，準直器選擇32.0 mm×1.2 mm。經肘前靜脈使用高壓注射器以6 mL/s速度注入碘帕醇（含碘370 mg/mL）42 mL，對比劑注射完畢后再以5 mL/s的速度注入20 mL生理鹽水。
1.3 灌注數據處理及圖像質量評價
將A、B兩組灌注數據傳入西門子后處理工作站[syngo MMWP（VE40A），Siemens Healthcare]進行處理，利用去卷積法計算出腦血流量灌注圖、血容量灌注圖、平均通過時間灌注圖。在A、B兩組患者頭部的額葉室旁、尾狀核、殼、丘腦、顳枕葉選取大小為80 mm2的感興趣區進行測量，分別測量出感興趣區內腦血流量值、腦血容量值、平均通過時間值（圖 1）。同時測量丘腦及額葉室旁腦白質的CT值和標準差計算出圖像的對比噪聲比（CNR）和信噪比（SNR）。其中CNR=（丘腦平均CT值-腦白質平均CT值） /標準差，SNR=腦組織平均CT值/標準差。由2名高年資神經影像學診斷醫生采用雙盲法對A、B組灌注圖像進行主觀評分，依據在最大密度投影圖像上灰白質的分界、腦室、腦溝及圖像的銳利度將圖像質量分為5個等級，分別評定為1～5分，1分=圖像質量差，無法滿足診斷要求；2分=圖像質量較差，基本可以滿足診斷要求；3分=圖像質量尚可，可以滿足診斷要求；4分=圖像質量較好，能很好地滿足診斷要求；5分=圖像質量好，完全能滿足診斷要求。評分≥3分的圖像滿足診斷要求。主觀評分取兩位醫生評分的平均值。
圖1
額葉室旁（1a）、尾狀核（2a）、殼（3a）、丘腦（4a）、顳枕葉（5a）感興趣區的CT灌注檢查像
a. 最大密度投影圖像 b. 腦血流量灌注圖 c.腦血容量灌注圖 d. 平均通過時間灌注圖
1.4 輻射劑量評價
利用西門子雙源CT設備自帶輻射評估軟件記錄A、B兩組患者灌注檢查后接受的輻射劑量。記錄的輻射參數值包括CT劑量指數（單位mGy）、CT劑量長度乘積（單位mGy·cm），根據公式E=DLP×W計算出兩組患者的吸收劑量，單位為mSv，其中E為吸收劑量，DLP為CT劑量長度乘積，W為組織的權重因子（顱腦為0.002 3）[8]。
1.5 統計學方法
采用SPSS 17.0統計軟件進行數據分析。兩組計量資料采用均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；采用Kappa值評價兩位醫生的主觀評價一致性。檢驗水準α=0.05。
2 結果
2.1 A組與B組的灌注參數值比較
對A、B兩組患者頭部的額葉室旁、尾狀核、殼、丘腦、顳枕葉選取感興趣區大小為80 mm2進行測量。測量的5個感興趣區內的灌注參數值組間差異無統計學意義。見表 1～3。
表1
A組與B組腦血流量比較[n=15，
表2
A組與B組腦血容量比較（n=15，
表3
A組與B組平均通過時間比較（n=15，2.2 A組與B組圖像質量比較
兩位高年資診斷醫生對圖像主觀評價一致性較好（Kappa值=0.81）。A組（80 kV組）主觀評分為4.53分，B組（70 kV組）主觀評分為4.46分，A組的主觀評分略高于B組，但兩組圖像平均分都＞3分，兩組圖像都能滿足診斷要求 。兩者圖像質量客觀比較結果見表 4。A組圖像僅丘腦的SNR高于B組，差異有統計學意義（P＜0.05）。
表4
A組與B組圖像質量客觀比較（n=15，2.3 A組與B組輻射劑量比較
A組患者的CT劑量指數為244.65 mGy，CT劑量長度乘積2 884 mGy·cm，有效劑量為6.63 mSv；B組患者的CT劑量指數為159.13 mGy，CT劑量長度乘積為1 876 mGy·cm，有效劑量為4.31 mSv。B組患者的CT劑量指數、CT劑量長度乘積、有效劑量較A組患者均降低了35%。
3 討論
隨著CT檢查技術的迅猛發展，越來越多的患者接受CT檢查，有些患者甚至需要多次檢查，這些患者累積的輻射劑量也隨之增加。如今人們也越來越關注CT檢查所帶來的輻射問題[8-10]。根據美國學者Brenner等[11]的研究認為未來約有1.5%～2.0%的腫瘤與CT檢查有關。CT顱腦灌注檢查是經靜脈注入對比劑的同時對選定區域進行連續多次的重復掃描，以獲得該區域內每一個像素的時間-密度曲線，為了保證灌注數據的準確性，CT顱腦灌注檢查的時間至少需要40 s，如果每次掃描的時間分辨率為1.5 s，掃描次數最少為28次。即使在使用較低的80 kV管電壓的情況下，CT顱腦灌注檢查仍然是普通檢查的5～6倍[12-13]。因此，放射科醫務工作者如今最主要的任務是如何在圖像不影響診斷疾病的前提條件下，降低患者CT掃描的輻射劑量。
Wintermark等[14]的研究表明使用80 kV比120 kV用于CT灌注成像能獲得更佳的灌像對比，且患者的輻射劑量也明顯降低。這說明80 kV的管電壓技術用于顱腦灌注檢查也得到很多放射醫務工作人員的認可。西門子128層雙源CT推出最新70 kV 管電壓技術，對于以往80 kV的研究帶來了新的挑戰，因此，本文將以前學者的研究劑量80 kV，200 mAs作為標準來研究70 kV低管電壓技術是否可以用于顱腦CT灌注檢查。而本研究的結果表明，70 kV對于顱腦灌注參數與80 kV比較無明顯差異，這說明70 kV是可以用于顱腦CT灌注檢查。然而在輻射劑量方面，70 kV組能使患者的輻射劑量較80 kV組降低35%。
眾所周知，CT檢查劑量的降低必然導致CT圖像質量的下降[14-15]，圖像質量的客觀評價上雖然70 kV組的SNR、CNR較80 kV組有所下降，但僅丘腦SNR差異有統計學意義（P＜0.05），而CNR和額葉室旁SNR組間差異無統計學意義（P＞0.05）。從本研究結果中的圖像主觀評分也說明適當的降低CT檢查的劑量并不影響診斷醫生對于圖像的評價，這說明圖像質量的下降范圍是可以接受的。本研究也有不足之處，首先是由于倫理道德的限制，我們不可能在同一個患者使用兩組劑量進行研究，這可能導致我們的研究結果會有所偏差。根據國內學者羅沛霖等[16]的研究表明在相同管電壓的條件下，管電流為150 mAs與200 mAs不會影響顱腦的CT灌注參數，也就是說還可能將本研究200 mAs的管電流量降低到150 mAs，這樣就可以進一步地降低顱腦CT灌注檢查的輻射劑量，當然還需要未來更深入的研究。
綜上所述，基于西門子雙源CT最新70 kV管電壓技術和參考以往學者對顱腦CT灌注檢查技術的研究，選擇70 kV管電壓、200 mAs管電流行CT顱腦灌注檢查不會明顯影響顱腦灌注參數值和圖像質量，而且輻射劑量明顯降低。
