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目的:第一部分:通过能量CT模体研究GSI扫描降低CTPA对比剂剂量及上腔静脉线束硬化伪影的可行性。第二部分:探讨低辐射剂量低碘摄入量个体化GSI扫描结合高权重ASIR-V对CTPA成像的临床应用价值。材料与方法:第一部分:采用GE Revolution CT对PH-75(Kyoto Kagaku)能量CT模体扫描,模体尺寸为30cm×20cm×18cm,用以模拟中等体型患者。(1)将体模1~8号孔洞分别插入8 mg I/ml碘棒、12 mg I/ml碘棒、软组织(肝脏等价材料)棒及5个水等价棒,对模体进行2组扫描,A组采用常规CTPA扫描参数,120k Vp、300m A、0.5s/r、螺距1.531:1、层厚5mm、40%ASIR-V、重建1.25mm Stnd图像,重复扫描3次;B组采用GSI扫描,管电压80~140k Vp瞬切、管电流280m A,余扫描参数同A组,将55 ke V~70ke V(间隔5ke V)单能量分别结合40~80%ASIR-V(间隔10%)进行重建,获得20组图像,在AW4.7后处理工作站测量A、B组(共计21组)图像中8mg I/ml、12 mg I/ml碘棒、软组织(肝脏等价材料)棒CT值及SD值,计算SNR、CNR值,对各组图像进行主观评分,比较各组图像质量,获得最佳单能量(ke V)与ASIR-V组合,统计分析碘对比剂降低幅度。(2)根据上述(1)中碘浓度降低幅度配置高浓度(85mg I/ml模拟上腔静脉硬化伪影的对比剂浓度)及低浓度(55mg I/ml)对比剂碘棒,置入模体孔洞,采用(1)扫描参数再次对模体进行扫描,获得C组(120k Vp)、D组(GSI)图像数据,D组重建60ke V结合(40%~80%)ASIR-V图像,共计6组图像。在AW4.7后处理工作站测量6组图像85mg I/ml、55 mg I/ml对比剂、软组织(肝脏等价材料)棒CT值及SD值,计算伪影指数(AI)、SNR、CNR值,对各组图像进行主观评分,统计分析各组图像质量,获得D组图像中对比剂CT值与C组相同的单能量(ke V)与ASIR-V组合。第二部分:前瞻性收集在我院行CTPA检查患者127例,其中男65例,女62例,年龄30~87岁,平均(63.22±11.51)岁。按对比剂摄入量随机分为常规组(A组,63例)和低剂量组(B组,64例)。A组扫描参数:管电压120k Vp,300m A,0.5s/r,螺距1.531:1,扫描层厚5mm,注射对比剂60ml,流速4.5ml/s,采用前置40%ASi R-V重建1.25mm Stnd图像。B组扫描参数:采用GSI模式,管电压80~140k Vp瞬切,基于患者体质量指数(BMI)设定不同的管电流,BMI≤20kg/m2,200m A;20kg/m2<BMI≤23kg/m2,240m A;23 kg/m2<BMI≤25kg/m2,280m A;BMI>25kg/m2,320m A,转速0.5s/r,螺距1.531:1,扫描层厚5mm,对比剂用量根据病人体重规范化注射(130mg I/kg),流速(ml/s)=实际注射量(ml)/7s。用mono数据对4组单能量55ke V~70ke V(间隔5ke V)结合5种权重40%~80%ASIR-V(间隔10%)进行重建,共获得20组1.25mm Stnd图像。测量A、B组图像肺动脉主干、左右叶肺动脉分支、左右两侧斜方肌及上腔静脉硬化伪影处CT值、SD值,计算信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)及伪影指数(AI)。记录两组剂量长度乘积(DLP)、CT剂量指数(CTDIvol)及对比剂注射量。由两位观察者采用双盲法对各组图像进行5分制评分。采用SPSS24.0进行统计学分析,比较评分一致性、主客观图像质量、辐射剂量及对比剂用量。结果:第一部分:(1)B组组内两观察者主观评分一致性较好(kappa=0.762),组内各组图像质量主观评分差异有统计学意义(H=37.88,p<0.05),其中60ke V+80%ASIR-V图像最优,为4.0(4.0,5.0)分,与A组为4.0(4.0,4.0)分相比,差异无统计学意义(P=0.347)。A组(8、12mg/ml碘棒、软组织棒)CNR、SNR分别为(12.88±1.53,19.43±2.50,4.49±0.49)、(10.76±1.71,14.93±2.83,3.73±0.36),B组60ke V+80%ASIR-V(8、12mg/ml碘棒、软组织)CNR、SNR分别为(26.83±3.99,40.53±5.75,7.05±0.86)、(21.04±4.44,31.93±6.01,5.99±0.85)。两组各碘棒及软组织SNR、CNR相比,差异均有统计学意义(p<0.05)。60ke V 8mg I/ml碘棒与120k Vp 12mg I/ml碘棒CT值相近,对比剂降低约34%。(2)C组图像对比剂(85mg I/ml)CT值为1954.98±8.62HU,AI为14.64±2.58;D组图像对比剂(55mg I/ml)CT值为2069.51±8.25HU,D组图像(40%~80%ASIR-V)的AI分别为16.12±4.62,13.76±5.05,11.49±4.55,6.99±3.99,4.21±3.65,差异有统计学意义(p<0.05)。D组组内图像主观评分差异有统计学意义(H=48.83,p<0.05),其中60ke V+80%ASIR-V图像主观评分最高为4.0(4.0,5.0)分,两观察者主观评分一致性较好(kappa=0.715)。D组图像中随着ASIR-V权重值的增加,硬化伪影随之减小。第二部分:A组主肺动脉、左肺叶动脉、右肺叶动脉CNR、SNR值分别为(21.84±6.55,22.35±4.99)、(21.83±6.54,23.06±6.28)、(21.25±6.01,20.68±5.76),主观评分为3.84±0.75;B组组内图像主客观评价中,60ke V+80%ASIR-V图像质量最好,其主肺动脉、左肺叶动脉、右肺叶动脉CNR、SNR值分别为(41.14±11.37,32.32±6.51)、(40.77±11.05,28.97±5.93)、(40.19±11.29,26.51±6.02),主观评分为4.89±0.31。A组与B组(60ke V+80%ASIR-V)图像主观评分差异有统计学意义(p<0.05)。A组伪影指数为63.38±34.39,B组(60 ke V+80%ASIR-V)伪影指数为19.73±15.37,B组伪影指数明显低于A组(P<0.05)。A组有效剂量(ED)为5.01±0.34m Sv,B组ED为3.31±0.57m Sv,与A组相比,B组ED降低约33.93%。A组碘摄入量为21.00±0.00g,B组碘摄入量为9.04±1.40g,与A组相比,B组碘摄入量降低约56.95%。结论:第一部分:通过能量CT模体研究,采用GSI(60ke V+80%ASIR-V)扫描,在对比剂降低约34%的情况下,能够保证CTPA图像质量,同时能够减低硬化伪影的影响。第二部分:采用个体化GSI单能量结合高权重迭代重建算法进行CTPA成像,能够显著降低对比剂用量与辐射剂量,其中60ke V单能量结合80%ASIR-V重建图像最佳,具有很高临床应用价值。