下肢浅静脉曲张256层螺旋CT低剂量扫描成像研究

张 静

姜建威 JIANG Jianwei

殷允娟 YIN Yunjuan

侯海燕 HOU Haiyan

下肢浅静脉曲张256层螺旋CT低剂量扫描成像研究

张 静ZHANG Jing

姜建威JIANG Jianwei

殷允娟YIN Yunjuan

侯海燕HOU Haiyan

下肢浅静脉曲张是静脉系统中最重要的疾病之一，严重者会影响患者的工作及生活[1]。在治疗前后患者往往需要行大范围的CT或X线造影检查，接受较多的电离辐射[2-4]。在满足诊断要求的前提下，如何有效减少CT静脉造影（CT venography，CTV）检查的射线剂量是临床亟需解决的问题之一。目前，既往研究主要集中在调节单一因素（管电压或管电流）来降低下肢静脉的辐射剂量[5-6]。而本研究同时调节管电压与管电流，并进行多组比较，探讨如何在降低下肢浅静脉多层螺旋CT静脉造影（multi-slice spiral CT venography，MSCTV）辐射剂量的同时，保证图像质量，为临床下肢静脉曲张患者低剂量扫描提供常规扫描参数。

1 资料与方法

1.1 研究对象 收集2015年7月－2016年2月无锡市第三人民医院因静脉曲张行直接法下肢静脉CT增强扫描的患者55例，其中男25例，女30例；年龄25～91岁，平均（60.5±14.4）岁。检查前测量患者的体重和身高。排除标准：①严重肝、肾功能不全或心功能不全患者；②碘对比剂过敏患者；③下肢浅静脉栓塞，造影剂不能充盈的患者共5例，其中男3例、女2例；④患肢肿胀、皮肤色素沉着等原因，足背静脉穿刺困难，无法完成增强CTV检查的患者共10例，其中男7例、女3例。最终纳入40例患者。依据扫描参数的不同，将连续40 例患者平均分为4 组：I组（标准组）：120 kV，250 mAs；II组（低管电流组）：120 kV，100 mAs；III组（对照组）：100 kV，200 mAs；IV组（低管电压组）：80 kV，300 mAs。患者一般资料见表1。全部患者行CT检查前均签署知情同意书，本研究经医院伦理委员会审核批准。

表1 I～IV组患者一般情况比较（±s）

表1 I～IV组患者一般情况比较（±s）

分组 例数 年龄（岁） 体重指数（kg/m2） 身高（cm）I组 10 59.3±16.5 23.6±2.5 167.0±8.7 II组 10 60.9±12.2 24.3±3.2 170.3±8.2 III组 10 61.6±12.6 24.6±4.0 163.0±5.7 IV组 10 60.1±17.7 23.7±2.9 162.8±8.7P值 ＞0.05 ＞0.05 ＞0.05

1.2 仪器与方法 采用Philips 256层螺旋CT扫描仪。患者取仰卧位，脚踝处用软垫轻度垫高，于下肢足背浅静脉埋置20G静脉留置针，采用15 ml非离子型碘对比剂碘比醇（350 mgI/ml）以1∶10用生理盐水稀释后注射，每条患肢注射对比剂总量约150 ml，注射速度2.5 ml/s，预先设置扫描延迟时间（扫描延迟时间=注射时间－扫描时间）。当球管扫描参数一定时，若扫描范围确定后依据上述公式可得出扫描的延迟时间。本研究中，扫描范围为足背至髂总静脉起始水平。扫描参数：视野 400 mm，球管转速0.75 s/周，螺距0.7，扫描层厚2 mm，间隔 1 mm，扫描方向由足部至头部。

1.3 图像质量评价 将扫描后的原始图像传至Philips EBW4.5工作站，采用AVA软件进行处理，分别应用VR及MIP功能，对下肢血管进行显示处理。

1.3.1 图像质量的客观评价 采用信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）进行评价。信号强度（SI）用下肢静脉的CT值表示，4组图像由1名住院医师在轴面图像上分别测量股静脉入口处大隐静脉CT值（SI1）、膝关节髌骨水平大隐静脉CT值（SI2）、胫腓骨下段水平大隐静脉CT值（SI3），然后分别计算下肢静脉增强后的平均值（SI4），同时测量股直肌的CT值（SI5），背景噪声（BN）采取测量患侧轴面髌骨前方空气密度的方法，并计算标准差。相关计算公式如下：SI4=（SI1+SI2+SI3）/3；SNR=SI4/BN；CNR=（SI4－SI5）/BN。

1.3.2 图像质量的主观评价 由1名放射科副主任医师和1名主任医师以双盲法对下肢MSCTV的原始轴面图像、MIP、VR图像进行主观评估，以1～5分进行图像质量评价。1分：影像层次非常不清，颗粒粗大，解剖结构模糊，无法达到诊断要求；2分：影像层次不清，颗粒粗大，解剖结构较模糊，无法达到明确诊断要求；3分：影像层次一般，颗粒欠均匀，但尚能显示血管解剖结构，达到诊断要求；4分：影像层次较清晰，颗粒较均匀，血管解剖结构显示较清楚，达到诊断要求；5分：影像层次清晰，颗粒均匀，血管解剖结构显示好，满足诊断要求。

1.4 辐射剂量 分析记录40例患者的容积CT剂量指数（CT dose index，CTDIvol）及剂量长度乘积（dose length product，DLP），并根据公式（1）计算有效剂量（effective dose，ED）。

其中k为转换系数，单位为mSv/（mGy·cm），管电压为120 kV时，k=0.015；当管电压从80 kV增至140 kV时，每增加10 kV，转换系数增加4%。

1.5 统计学方法 采用SPSS 18.0软件，I～IV组的信号强度（SI1～SI4）、SNR、CNR、DLP、ED、主观图像质量评估得分的比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用LSD法；II、III组及III、IV组的ED、SNR、CNR比较采用独立样本t检验；2名阅片者图像评估一致性采用Kappa检验，Kappa≥0.75表示两者一致性好。P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 辐射剂量比较 I～IV组的ED差异均有统计学意义（F=523.41，P＜0.05）；II、III组间ED差异无统计学意义（P＞0.05），其余组间ED比较差异均有统计学意义（P＜0.05）。与I组（标准组）相比，II～IV组ED分别降低58.6%、56.4%和70.3%。见表2及图1。

2.2 图像客观评价 I～IV组的SNR、CNR差异有统计学意义（P＜0.05），见图2。II组与I组的SNR、CNR比较差异有统计学意义（P＜0.05），III、IV组与I组SNR、CNR比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。II～IV组较I组SNR、CNR分别降低了35.9%、37.0%；18.4%、17.8%；5.4%、4.1%。

2.3 图像主观评价 医师A、B对I～IV组图像质量的评估总分分别为46、39、45、45分，46、40、44、44分，差异无统计学意义（F=2.58、1.33，P＞0.05）；II组与I组比较差异均有统计学意义（P＜0.05）；III、IV组与I组比较差异均无统计学意义（P＞0.05）。2名医师对MSCTV图像评估的一致性好（Kappa=0.78，P＜0.05），主观评分5分，见图3。

表2 4组患者的辐射剂量及图像质量比较（±s）

表2 4组患者的辐射剂量及图像质量比较（±s）

分组 CTDIvol（mGy） DLP（mGy·cm） ED（mSv） SI1（HU） SI2（HU）I组 18.0 1773.8±124.5 26.6±1.9 480.2±179.9 666.6±196.4 II组 7.2 736.5±47.2 11.0±0.7 458.5±251.2 634.6±268.7 III组 8.6 844.6±50.8 11.6±0.7 538.8±214.7 887.6±225.7 IV组 6.2 609.7±50.6 7.9±0.8 654.6±285.8 1032.0±425.0分组 SI3（HU） SI4（HU） BN（HU） SNR CNR I组 669.8±136.4 605.5±151.1 3.9±0.6 161.3±59.2 147.0±57.2 II组 720.9±236.1 604.7±196.9 5.4±1.1 103.3±33.1 92.6±32.0 III组 901.1±274.1 775.8±202.3 5.9±1.1 131.6±31.6 120.8±30.5 IV组 998.6±359.8 881.1±263.4 6.0±1.1 152.6±58.2 140.9±56.5

图1 CT增强时4组ED比较

图2 4组图像增强扫描时SNR（A）、CNR（B）比较

3 讨论

MSCTV是检查下肢静脉曲张等血管疾病的主要手段。下肢静脉疾病患者在治疗前后往往需要行大范围的CT检查，扫描距离可达100 cm[7]。累积的射线剂量会增加癌症发病风险。既往研究显示，1.5%～2.0%的癌症与CT辐射有关[8]。如何有效减少下肢CTV检查的射线剂量遵循剂量最优化原则是目前临床亟需解决的问题之一。

本研究通过设置标准组（I组）、低管电流组（II组）、对比组（III组）及低管电压组（IV组）进行对比研究，结果发现与标准组相比，低管电压组辐射剂量降低最为显著；同时，下肢静脉增强后股静脉入口处、膝关节髌骨水平以及胫腓骨下段水平大隐静脉CT值的平均值（SI4）在低管电压组明显高于标准组（提高约45.5%），而SNR与CNR仅降低了5.4%和4.1%。故降低管电压使得下肢浅静脉的CT值明显增加，虽然因光子能量降低而导致噪声相对增加，但是SNR与CNR下降并不明显，图像能满足临床诊断要求。但是在低管电流组，SI4较标准组下降不明显，差异无统计学意义（P＞0.05），SNR、CNR分别降低了35.9%、37.0%。因此，随着管电流下降，ED明显下降，但是同时伴随着图像SNR、CNR也明显下降。这是因为管电流的降低在导致SNR降低的同时，会引起密度分辨率的下降，从而导致图像质量明显降低，可能达不到诊断要求。另外，本研究设置了对比组（III组）：低管电压组与其SNR、CNR相近，ED降低约31.9%；低管电流组ED与其差异无统计学意义（P＞0.05），然而SNR、CNR明显降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。由此可知，与降低管电流相比，降低管电压能明显减少辐射剂量，且对图像质量影响更小。2名医师对图像的主观评价分析结果一致，均认为II组与I组比较差异有统计学意义（P＜0.05），这也证实了上述结论。

图3 男，64岁（管电压120 kV，管电流250 mAs），主观评分5分，双下肢重度静脉曲张。A.MIP图；B.VR图；C.大腿CT增强扫描原始轴位图像；D.小腿CT增强扫描原始轴位图像

III、IV组与I组相比，主观评价差异无统计学意义（P＞0.05），提示应用较低的管电压和较高的管电流，同高管电压和管电流相比，可以综合两者的优势和不足，在降低辐射剂量的同时，图像的SNR和CNR降低较少，所得图像均能满足诊断要求，能够较好地降低辐射剂量。

既往研究表明低管电压组血管强化程度明显提高[6,9]，辐射剂量明显降低，而图像质量在可接受范围内。夏巍等[5]的研究结果显示降低管电压能明显降低辐射剂量，而图像质量仍能满足诊断要求。上述结果均与本研究结果一致。然而，夏巍等[5]、Fujikawa等[6]的研究均通过调节单一因素（管电压或管电流）来降低辐射剂量，而本研究同时调节管电流及管电压，并进行多组比较，探讨了在降低辐射剂量的同时如何保证图像质量。本研究为减少对比剂浓度过高产生的线束硬化伪影，将对比剂以10倍比例稀释，得出的增强扫描图像基本消除了对比剂产生的伪影。另外，部分患者在骨盆扫描区域会出现骨骼的线束硬化伪影[10]，本组病例出现13例，占32.5%。由于本组患者均行下肢CTV成像，因此，骨盆区伪影并不影响图像诊断，这可以通过缩小扫描范围得以避免。

本研究同时调节管电压及管电流，并进行多组比较，发现应用较低管电压和较高的管电流（80 kV，300 mAs）在降低辐射剂量的同时，对图像质量影响较小，能够满足临床诊断要求，可作为下肢静脉曲张患者的常规扫描参数。但是本研究的样本量相对较少，各组均未发现因体重指数较大而使检查无法满足诊断要求的患者，为了进一步验证本文的结论，需扩大样本量深入研究。

[1]姜建威, 殷允娟, 常军, 等. 直接法CT静脉造影对下肢静脉曲张的诊断价值. 中国医学影像学杂志, 2013, 21(11): 825-828.

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[5]夏巍, 吴晶涛, 尹肖睿, 等. 低管电压法与低管电流法在降低多层螺旋CT下肢静脉成像辐射剂量中的对比研究. 中华放射学杂志, 2013, 47(4): 368-370.

[6]Fujikawa A, Matsuoka S, Kuramochi K, et al. Vascular enhancement and image quality of CT venography: comparison of standard and low kilovoltage settings. Am J Roentgenol, 2011, 197(4): 838-843.

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[8]Brenner DJ, Hall EJ. Computed tomography--an increasing source of radiation exposure. N Engl J Med, 2007, 357(22): 2277-2284.

[9]Nakaura T, Awai Kazuo, Oda S, et al. A low-kilovolt (peak) hightube current technique improves venous enhancement and reduces the radiation dose at indirect multidetector-row CT venography: initial experience. J Comput Assist Tomogr, 2011, 35(1): 141-147.

[10]陆皓, 后军民, 任静, 等. CT图像中射线束硬化伪影的分析.中国中西医结合影像学杂志, 2015, 13(6): 711-712.

（本文编辑 张晓舟）

Low-dose 256-slice spiral CT Scanning for Super fi cial Varicosis of Lower Limbs

目的下肢静脉曲张患者在治疗前后需进行大范围CT或X线造影检查，接受的辐射剂量较高。本研究拟评估低剂量CT增强扫描对下肢曲张浅静脉成像的价值。资料与方法前瞻性选择临床拟诊为下肢浅静脉曲张患者40例，根据扫描参数的不同，将连续40例患者随机分为4组：I组（标准组）：120 kV，250 mAs；II组：120 kV，100 mAs；III组：100 kV，200 mAs；IV组：80 kV，300 mAs。对有效剂量（ED）、信噪比（SNR）、对比噪声比（CNR）及图像质量进行评价。结果①I～IV组间年龄、体重指数及身高差异无统计学意义（P＞0.05）。②I～IV组间的ED差异有统计学意义（P＜0.05）。③I～IV组的SNR、CNR差异均有统计学意义（F=3.7、3.6，P＜0.05）。所有图像均能达到诊断要求。结论应用较低管电压和较高的管电流（80 kV，300 mAs）在降低辐射剂量的同时，对图像质量影响较小，能够满足临床诊断要求，可以作为临床下肢浅静脉曲张患者的常规扫描参数。

静脉曲张；下肢；体层摄影术，螺旋计算机；静脉造影术；质量控制；辐射剂量

PurposeThe patients with varicose veins of lower limbs need to undergo extensive CT or X-ray examinations with high doses of radiation before and after treatment. The aim of this study is to investigate the value of low-dose CT contrast-enhanced scan for the super fi cial varicosis of lower limbs.Materials and MethodsForty patients diagnosed as superficial varicosis of lower limbs were selected prospectively. According to the scanning parameters, 40 patients were randomly divided into four groups: group I (standard group) scanned by 120 kV and 250 mAs, group II scanned by 120 kV and 100 mAs, group III scanned by 100 kV and 200 mAs, group IV scanned by 80 kV and 300 mAs. The effective dose (ED), signal noise ratio (SNR), contrast noise ratio (CNR) and image quality were evaluated.Results①There were no signi fi cant differences in age, body mass index and height between the four groups (P＞0.05).② The ED values of the four groups were statistically significant (P＜0.05).③ The differences of SNR and CNR had statistical significance between the four groups (F=3.7 and 3.6,P＜0.05). All images met the diagnostic requirements.ConclusionThe lower tube voltage and the higher tube current (80 kV, 300 mAs) can reduce the radiation dose and have less influence on the image quality, which can meet the clinical diagnostic requirements and can be used as routine scanning parameters for patients with super fi cial varicosis of lower limbs.

Varicose veins; Lower extremity; Tomography, spiral computed; Phlebography; Quality control; Radiation dosage

10.3969/j.issn.1005-5185.2017.04.010

南通大学第三附属医院，无锡市第三人民医院影像科 江苏无锡 214041

姜建威

Department of Radiology, the Third Af fi liated Hospital of Nantong University, the Third People's Hospital, Wuxi 214041, China

Address Correspondence to:JIANG Jianwei

E-mail: Weij85@163.com

无锡市医院管理中心面上项目（YGZXM1520）。

R445.3；R543.6

2016-12-11

修回日期： 2017-02-22

中国医学影像学杂志

2017年 第25卷 第4期：283-286

Chinese Journal of Medical Imaging

2017 Volume 25 (4): 283-286