本文關(guān)鍵詞：低輻射劑量CT肺動脈成像的臨床應(yīng)用研究

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【摘要】：第一部分70 kVp管電壓、40 mL對比劑CT肺動脈成像的可行性研究[目的]以100 kVp管電壓、標(biāo)準(zhǔn)對比劑用量(60 mL)以及濾波反投影重建算法(FBP)CT肺動脈成像(CTPA)作為對照組,通過評估圖像質(zhì)量、輻射劑量及診斷準(zhǔn)確性,探討70 kVp管電壓、40 mL對比劑聯(lián)合大螺距技術(shù)及迭代重建算法技術(shù)(SAFIRE)CTPA的可行性。[材料和方法]80例臨床檢驗(yàn)指標(biāo)D-二聚體數(shù)值增高或胸痛的疑似肺栓塞患者(男50例,女30例,年齡21-88歲,平均年齡57歲)行CTPA檢查,隨機(jī)將所有患者分為兩組,其中40例患者(男23例,女17例,年齡23～85歲,平均年齡58歲)進(jìn)行70 kVp CTPA檢查,另外40例患者(男27例,女13例,年齡21-88歲,平均年齡56歲)行100 kVp CTPA檢查。70 kVp CTPA組：管電壓為70 kVp,螺距為3.2；100 kVp CTPA組：管電壓為100 kVp,螺距為1.2。其余掃描參數(shù)兩組均一致：準(zhǔn)直器為64×2×0.6mm,旋轉(zhuǎn)時間為0.28 s,參考管電流為150 mAs。平掃及增強(qiáng)掃描均采用實(shí)時曝光劑量調(diào)節(jié)(Care Dose 4D)。雙筒高壓注射器以4 mL/s的速率經(jīng)肘靜脈注射對比劑碘普羅胺(Iopromide,300mg I/mL, Bayer Schering, Berlin, Germany),70 kVp組的患者接受40 mL對比劑的注射,而100 kVp組的患者接受60mL對比劑的注射,隨后以相同的速率注入40 mL生理鹽水。70 kVp組的數(shù)據(jù)采用基于原始數(shù)據(jù)域迭代重建算法(SAFIRE)進(jìn)行圖像重建；100 kVp組的數(shù)據(jù)采用濾波反投影重建算法(FBP)進(jìn)行圖像重建。測量每名患者肺動脈主干(MPA)、右肺動脈干(RPA)、左肺動脈干(LPA)、任一支右上葉肺動脈(RULA)、任一支右下葉肺動脈(RILA)、任一支左上葉肺動脈(LULA)、任一支左下葉肺動脈(LILA)、肺動脈主干分叉平面患者體外空氣及背部脊柱旁肌肉的CT值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD)。MPA的感興趣區(qū)(ROI)面積設(shè)為2 cm2, RPA和LPA的ROI面積設(shè)為0.5-0.8 cm2,葉肺動脈的ROI面積則盡可能大地包括充滿對比劑的肺動脈管腔。肺動脈主干分叉平面背部脊柱旁肌肉的ROI面積設(shè)為1 cm2左右,而肺動脈主干分叉平面體外空氣的ROI面積則設(shè)為2 cm2左右,將肺動脈主干分叉平面體外空氣的標(biāo)準(zhǔn)差作為圖像噪聲。計(jì)算每支肺動脈的信噪比(SNR)和對比噪聲比(CNR)。測量每位患者肺動脈主干平面的胸廓橫徑以及前后徑。由兩位有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師分別獨(dú)立對肺動脈圖像質(zhì)量以5分法進(jìn)行主觀評分。對于診斷準(zhǔn)確性的評估,所有CTPA圖像由兩名放射科醫(yī)師在不清楚患者病史及掃描方式的情況下分別獨(dú)立觀察,醫(yī)師記錄患者是否存在肺栓塞,并記錄栓子的位置和數(shù)量(每位患者中心性栓子的評估需評估9段肺動脈,包括MPA、RPA、LPA、右肺上、中、下葉動脈及左肺上動脈、舌段動脈、下葉動脈,而外周性栓子的評估需評估20段外周動脈,包括每側(cè)肺上葉3個段／亞段動脈、中葉／舌段2個動脈分支、下葉5個段動脈；即每組需評估中心性肺動脈360段,外周性肺動脈800段),意見不一致時,在清楚患者病史,臨床資料及其他影像學(xué)檢查結(jié)果的情況下,兩讀者共同商議并由高年資放射科醫(yī)師評估分析,將兩讀者觀察CTPA栓子的商議結(jié)果,及結(jié)合高年資放射科醫(yī)師評估兩讀者意見不一致圖像的最后結(jié)果作為評估肺栓塞診斷準(zhǔn)確性的參考標(biāo)準(zhǔn)。計(jì)算每位讀者每組檢測栓子的真陽性、假陰性、假陽性及真陰性；并計(jì)算兩位放射科醫(yī)師觀察兩組肺栓塞的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值、診斷準(zhǔn)確性及各值95%的可信區(qū)間(CIs)。記錄每名患者的CT容積劑量指數(shù)(CTvolume dose index,CTDIvol)及劑量長度乘積(dose-length product,DLP),并計(jì)算每名患者的有效劑量(effective dose,ED)。采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)分析兩組間年齡、CT值、SNR、CNR、圖像噪聲及CTDIvol、DLP、ED及兩組患者胸廓的橫徑和前后徑；采用兩獨(dú)立樣本非參數(shù)檢驗(yàn)分析兩組間主觀圖像質(zhì)量評估的分?jǐn)?shù)；兩組間性別及PE診斷準(zhǔn)確率的比較采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行分析；兩讀者間主觀評估結(jié)果的一致性采用Kappa檢驗(yàn)進(jìn)行分析。[結(jié)果]70 kVp組及100 kVp組患者年齡、性別及胸廓橫徑、前后徑均無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差別。70 kVp組MPA、RPA、LPA、葉肺動脈、肺動脈主干分叉平面患者背部脊柱旁肌肉的CT值及圖像噪聲均較100 kVp組高(P值均0.001)。70 kVp組相應(yīng)肺動脈的SNR及CNR也較100 kVp組高(P值均0.001)。70 kVp組與100 kVp組的圖像質(zhì)量主觀評分無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(1.03±0.16 vs.1.05±0.22, P=0.559)。70 kVp組兩觀察者的一致性好(kappa=0.655,P0.001),100 kVp組兩觀察者的一致性亦為好(kappa=0.640,P0.001)。70 kVp組及100 kVp組的PE發(fā)病率無統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(7 vs.7,P0.99)。80例患者,共720段中心性肺動脈及1600段外周性肺動脈納入分析。兩組中心性栓子及外周性栓子的診斷準(zhǔn)確性無統(tǒng)計(jì)學(xué)差別(P0.05)。70kVp組的患者所接受的輻射劑量較100 kVp組降低了80%,對比劑用量減少了1/3。[結(jié)論]在疑似肺栓塞患者中,采用70 kVp管電壓聯(lián)合大螺距、迭代重建算法及40mL對比劑CT肺動脈成像是可行的,在獲得滿足診斷圖像質(zhì)量的同時,不僅降低了80%的輻射劑量,還減少了1/3的對比劑用量。第二部分基于雙源雙能量CTPA低輻射劑量掃描方案優(yōu)化研究[目的]比較肺栓塞(pulmonary embolism,PE)隨訪患者前后兩次行雙源雙能量不同掃描方案CT肺動脈血管成像(computed tomography pulmonary angiography,CTPA)檢查的圖像質(zhì)量、輻射劑量及診斷準(zhǔn)確性,旨在為臨床選出最佳的雙源雙能量CT掃描參數(shù)。[材料和方法]33例(男25例,女8例,年齡13～69歲,平均年齡35歲)疑似肺栓塞的隨訪患者前后行兩次雙源雙能量CTPA(dual energy pulmonary computed tomography angiography,DE-CTPA)檢查,前后兩次檢查的掃描方案根據(jù)管電壓組合不同隨機(jī)分配。根據(jù)不同掃描方案將兩次DE-CTPA檢查分為兩組,第一組管電壓為80/Sn140 kV,參考管電流為89/38 mAs,第二組管電壓為100/Sn140 kV,參考管電流為89/76 mAs,其余參數(shù)均一致：開啟實(shí)時動態(tài)曝光劑量調(diào)節(jié)(CARE Dose 4D),準(zhǔn)直器為64×2×0.6mm,螺距為0.9,旋轉(zhuǎn)時間為0.28 s。均采用團(tuán)注示蹤法觸發(fā)掃描,監(jiān)測肺動脈主干100 HU延遲6s觸發(fā)掃描,兩組對比劑用量均為80 mL,均通過肘靜脈以4 ml/s的速率注入,隨后以相同的速率注入40 mL生理鹽水。由一名醫(yī)師在原始薄層橫斷面融合圖像上測量每名患者前后兩次檢查肺動脈主干(MPA)、右肺動脈干(RPA)、左肺動脈干(LPA)、任一支右上葉肺動脈(RULA)、任一支右下葉肺動脈(RILA)、任一支左上葉肺動脈(LULA)、任一支左下葉肺動脈(LILA)、肺動脈主干分叉平面患者體外空氣及背部脊柱旁肌肉的CT值和標(biāo)準(zhǔn)差(SD),并計(jì)算圖像的信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)和對比噪聲比(contrast-to-noise ratio,CNR)。采用雙能量Lung PBV軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)圖像后處理及分析,可得到雙能量肺灌注圖像,雙能量肺灌注圖像選擇Fusion Definition中灰階8比特(Bit),PET Rainbow(16 Bit)進(jìn)行功能偽彩圖的分析。兩名放射科醫(yī)師對CTPA圖像以5分法進(jìn)行主觀評分,對雙能量肺灌注圖像以3分法進(jìn)行主觀評分。對于肺灌注缺損的評估,兩名放射科醫(yī)師分別獨(dú)立觀察所有的雙能量肺灌注圖像,以段為單位,進(jìn)行3分法評分：0分代表正常灌注,1分代表灌注減低,2分代表灌注明顯缺損；記錄肺內(nèi)灌注異常的位置及數(shù)目,并計(jì)算灌注缺損分?jǐn)?shù)。對于診斷準(zhǔn)確性的評估,所有CTPA圖像由兩名放射科醫(yī)師在不清楚患者病史及掃描方式的情況下分別獨(dú)立觀察,醫(yī)師記錄患者是否存在肺栓塞,并記錄栓子的位置和數(shù)量,意見不一致時,在清楚患者病史,臨床資料及其他影像學(xué)檢查結(jié)果的情況下,兩讀者共同商議并由高年資放射科醫(yī)師評估分析,將兩讀者觀察CTPA栓子的商議結(jié)果,及結(jié)合高年資放射科醫(yī)師評估兩讀者意見不一致圖像的最后結(jié)果作為評估肺栓塞診斷準(zhǔn)確性的參考標(biāo)準(zhǔn)。記錄每名患者的CT容積劑量指數(shù)(CT volume dose index,CTDIvol)及劑量長度乘積(dose-length product, DLP),并計(jì)算每名患者的有效劑量(effective dose, ED).,采用配對t檢驗(yàn)比較圖像客觀質(zhì)量(CT值、SNR、CNR及圖像噪聲)及輻射劑量(CTDIvol、DLP及ED),采用配對t檢驗(yàn)比較各組兩名醫(yī)師的肺灌注缺損分?jǐn)?shù),兩組的主觀圖像質(zhì)量評分采用兩相關(guān)樣本非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行分析,兩名醫(yī)師對CTPA圖像及雙能量肺灌注圖像的主觀評估結(jié)果一致性進(jìn)行Kappa檢驗(yàn),兩組CTPA圖像PE的診斷準(zhǔn)確性行卡方檢驗(yàn)。[結(jié)果]第一組的肺動脈平均CT值(363.9±90.7 HU)高于第二組(305.0±100.4HU,P=-0.006),第一組的圖像噪聲(9.6±1.4 HU)比第二組高(7.1±1.3 HU,P0.001)。兩組的平均SNR和CNR均無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(38.9±11.3 vs.44.4±16.3,P=0.099；33.5±10.7 vs.36.6±15.5,P=-0.317)。兩名醫(yī)師評估CTPA圖像及雙能量肺灌注圖像的一致性分別為好(kappa=0.784,P0.001)和非常好(kappa=0.887,P0.001)。各組兩名醫(yī)師的肺灌注缺損分?jǐn)?shù)均無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均0.05)。33例患者行兩次DE-CTPA檢查,共594段中心性肺動脈及1320段外周性肺動脈納入分析。讀者1評估兩組患者的PE診斷準(zhǔn)確率分別為90.7%和97.0%,中心性栓子的診斷準(zhǔn)確率分別為98.3%和99.3%,外周性栓子的診斷準(zhǔn)確率分別為98.5%和99.1%；讀者2評估兩組的PE診斷準(zhǔn)確率分別為93.9%和93.9%,中心性栓子的診斷準(zhǔn)確率分別為98.7%和99.0%,外周性栓子的診斷準(zhǔn)確率分別為97.7%和98.8%,均無顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均0.05)。第一組的ED(1.31±0.35 mSv)低于第二組的ED (2.41±0.57 mSv, P0.001),較第二組輻射劑量降低了45.8%。[結(jié)論]雙源雙能量CT肺動脈成像,采用80/Sn140 kV掃描方案能在降低輻射劑量的同時獲得滿足診斷的圖像質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】：CT肺動脈成像 肺栓塞 輻射劑量 迭代重建算法 對比劑 雙能量CT 肺栓塞 圖像質(zhì)量 輻射劑量 診斷準(zhǔn)確性
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：R563.5;R816.41
【目錄】：

• 中文摘要3-9
• ABSTRACT9-17
• 前言17-24
• 參考文獻(xiàn)21-24
• 第一章 70kVp管電壓、40mL對比劑CT肺動脈成像的可行性研究24-48
• 1 研究目的24-25
• 2 材料與方法25-29
• 3 結(jié)果29-30
• 4 討論30-34
• 5 結(jié)論34-35
• 論文表格及圖片35-44
• 參考文獻(xiàn)44-48
• 第二章 基于雙源雙能量CTPA低輻射劑量掃描方案優(yōu)化研究48-73
• 1 研究目的48
• 2 材料與方法48-53
• 3 結(jié)果53-55
• 4 討論55-58
• 5 結(jié)論58-59
• 論文表格及圖片59-70
• 參考文獻(xiàn)70-73
• 縮寫詞簡表73-74
• 攻讀碩士期間的成果74-75
• 致謝75-77

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本文編號：823977