颈动脉CT血管造影(CT angiography，CTA)可清晰显示颈总及颈内动脉、椎基底动脉等血管结构，并因其安全无创、操作简便的优点，广泛应用于临床动脉斑块、狭窄、动脉瘤等颈部血管疾病检查^[1]。但是CT检查对人体的辐射问题越来越受到人们关注，特别是颈动脉CTA扫描范围覆盖甲状腺、眼晶状体等对射线高度敏感的组织直接受到射线照射，存在一定潜在危害性；以及由对比剂引发的对比剂肾病(contrast media induced nephropathy，CIN)和各种不良反应问题也备受关注^[2]。本研究应用最新的全模型迭代重建(iterative model reconstruction，IMR)技术以及较低的对比剂剂量，在保证图像质量的情况下探讨利用低kV和低mAs技术进行颈动脉CTA的可行性。

1.一般资料:收集浙江大学医学院附属第一医院2016年1月至3月行颈动脉CTA检查且体质量指数(BMI)20~25 kg/m²的患者40例，按照随机数字表法分为常规剂量组和低剂量组，每组20例。常规剂量组男12例，女8例，年龄45~79岁，平均(66.00±8.31) 岁。低剂量组男8例，女12例，年龄41~82岁，平均(62.00±14.52) 岁，两组患者的性别、年龄差异均无统计学意义(P＞0.05, 表 1)，所有患者均签署知情同意书。

表 1(Table 1)

表 1 2组患者一般状况的比较(x± s) Table 1 The comparison of general conditions of two groups(x± s)

表 1 2组患者一般状况的比较(x± s) Table 1 The comparison of general conditions of two groups(x± s)

2.设备与检查方法：采用256层荷兰飞利浦Brilliance iCT检查，检查当日患者禁食4 h，检查前于肘正中静脉留置套管针，检查时取仰卧位头先进，双手置于身体两侧，扫描范围自胸主动脉气管分叉水平至颅顶水平，扫描方向为足向头侧，采用智能跟踪触发技术(bolus tracking)，监测点置于降主动脉气管分叉层面，触发阈值为120 HU，延时4.5 s扫描；应用高压双筒注射器注射非离子型对比剂碘帕醇(370 mg I/100 ml)，用量32 ml，注射速率4 ml/s，注射完毕后以同等速率注射生理盐水50 ml。扫描参数:常规剂量组管电压120 kV，自动mAs技术；低剂量组管电压80 kV，自动mAs并限制最大值为150 mAs。两组螺距0.992，旋转时间0.5 s，层厚0.90 mm，层间距0.45 mm，矩阵512×512。

3.图像处理及评价标准：常规剂量组应用滤波反投影法(FBP)重建，低剂量组分别应用FBP和全模型迭代重建IMR(迭代水平1级)重建，分别传至荷兰飞利浦公司EBW后处理工作站。后处理方法包括多平面重组(MPR)、最大密度投影(MIP)、曲面重组(CPR)及容积再现(VR)。

客观评价标准:利用感兴趣区域(ROI)在3组图像上分别测量主动脉弓、左侧颈总动脉分叉处和右侧颈动脉颅内段血管CT值、标准差SD以及同层面软组织CT值、标准差SD，分别测量3次，取其平均值。ROI放置于所测血管中心并大小一致, 覆盖动脉截面80%，避开骨骼、血管壁钙化及斑块。客观评价采用信噪比(signal to noise ratios，SNR)和对比噪声比(contrast to noise ratio，CNR)。计算公式: SNR=CT_v/SD_v，CNR=(CT_v－CT_s)/SD_s。式中，CT_v为目标血管CT值，CT_s为目标血管邻近肌肉CT值，SD_v为目标血管CT值的标准差，代表图像噪声，SD_s为目标血管邻近肌肉CT值的标准差，代表背景噪声。

主观评价标准:由两位高年资主治医师采取四分法对颈动脉图像质量进行评价^[3]。4分：图像质量良好，血管显示清晰；3分：图像质量尚可，不影响分析；2分：图像质量较差，影响分析；1分：图像质量很差，无法观察血管。意见不一致时两位医师共同阅片，达成一致。

4.辐射剂量指标：记录扫描的辐射剂量，不包括定位像和监测对比剂扫描时的辐射剂量，记录每例患者的容积CT剂量指数(CT dose volume index，CTDI_vol)、剂量长度乘积(dose length product，DLP)，并计算有效剂量(effective dose，E)。E=k×DLP，k 值为组织权重因子，mSv·5mGy^-1·5cm^-1。参考欧盟委员会(Commission of the European Communities，CEC)推荐的成人颈部权重因子，k取0.005 9。

5.统计学处理：计量资料以x± s表示。采用SPSS 20.0软件进行分析。3种重建方式得到的3段血管的CT值、噪声、SNR、CNR经方差齐性检验后采用单因素方差分析，两两比较采用LSD检验；对年龄、体质量指数、辐射剂量的比较经正态性检验符合正态分布，采用独立样本t检验；图像质量主观评价之间的差异采用Mann-Whitney U秩和检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

1.图像客观质量评价:3段颈动脉CT值、噪声、SNR和CNR见表 2~4。由表 2~4可知，3种重建图像组间比较，主动脉弓处CT值、SNR及CNR差异均有统计学意义(F=27.32、60.19、54.44，P < 0.05)；左颈总动脉分叉处CT值、SNR及CNR差异均有统计学意义(F=17.83、13.68、35.94，P < 0.05)；右颈动脉颅内岩骨段CT值、SNR及CNR差异均有统计学意义(F=8.39、31.78、65.47，P < 0.05)。低剂量组IMR重建图像主动脉弓、左颈总动脉分叉处、右颈动脉颅内岩骨段CT值较常规剂量组FBP重建图像CT值增加，差异均有统计学意义(t=-6.47、-5.76、-3.66，P < 0.05)；低剂量组IMR重建主动脉弓、左颈总动脉分叉处、右颈动脉颅内岩骨段3段颈动脉SNR、CNR明显高于常规剂量组，差异均有统计学意义(t=-7.54、-3.55、-5.31、-7.13、-5.28、-8.35，P < 0.05)。

表 2(Table 2)

表 2 主动脉弓处不同重建方式CT值、噪声、SNR和CNR的比较(x± s) Table 2 The comparison of CT value, noise, SNR, and CNR in the aortic arch(x± s)

表 2 主动脉弓处不同重建方式CT值、噪声、SNR和CNR的比较(x± s) Table 2 The comparison of CT value, noise, SNR, and CNR in the aortic arch(x± s)

表 3(Table 3)

表 3 左颈总动脉分叉处不同重建方式CT值、噪声、SNR和CNR的比较(x± s) Table 3 The comparison of CT value, noise, SNR, and CNR in left carotid artery bifurcation(x± s)

表 3 左颈总动脉分叉处不同重建方式CT值、噪声、SNR和CNR的比较(x± s) Table 3 The comparison of CT value, noise, SNR, and CNR in left carotid artery bifurcation(x± s)

表 4(Table 4)

表 4 右颈内动脉颅内岩骨段不同重建方式CT值、噪声、SNR和CNR的比较(x± s) Table 4 The comparison of CT value, noise, SNR, and CNR in right carotid artery of rock bone(x± s)

表 4 右颈内动脉颅内岩骨段不同重建方式CT值、噪声、SNR和CNR的比较(x± s) Table 4 The comparison of CT value, noise, SNR, and CNR in right carotid artery of rock bone(x± s)

2.图像主观质量评价：常规剂量组FBP重建和低剂量组IMR重建颈动脉图像质量、血管边缘形态整体满意；低剂量组FBP重建图像质量评分较低，平均(2.40±0.75) 分，与常规剂量组FBP重建的(3.25±0.64) 和低剂量组IMR重建的(3.45±0.60) 分比较，差异均有统计学意义(Z=-3.330、-3.995, P < 0.05)。

3.辐射剂量：两组容积CT剂量指数(CTDI_vol)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(E)比较，差异均有统计学意义(t=20.12、18.68、18.10, P < 0.05，表 5)，低剂量组有效剂量较常规剂量组降低73.0%。

表 5(Table 5)

表 5 两组容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)和有效剂量(E)的比较(x± s) Table 5 The comparison of CTDIvol, DLP and E of two groups(x± s)

表 5 两组容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)和有效剂量(E)的比较(x± s) Table 5 The comparison of CTDIvol, DLP and E of two groups(x± s)

多层螺旋CT(MSCT)因扫描速度快, 能够在短时间完成大范围扫描, 越来越普遍应用于临床。但患者必然要接受X射线辐射。如何降低CT辐射剂量一直是研究的热点，Naidich等^[4]在1990年首次提出低剂量CT扫描，但是目前仍没有低剂量的准确定义。日常工作中不能一味追求低剂量，应不断掌握更新的成像技术，并在临床实践中合理使用新技术才符合辐射防护最优化原则。

最新的IMR技术是在iDose的基础上使用的“系统模型”。iDose的特征是“双空间多模型”^[5]，属于部分迭代重建，与传统滤波反投影法相比，图像质量改善程度有限，而IMR为全模型迭代重建技术，基于完整模型，在原始数据域与图像域都进行前向和后向重建，迭代次数显著增加，但是相应的重建时间也有所延长。在低管电压低管电流的情况下使用IMR，能明显降低图像噪声，降低辐射剂量。

射线辐射剂量与管电压的平方成正比关系，与管电流成线性正比关系，降低管电压或者降低管电流均能有效降低X射线的输出量，前者比后者能更有效地降低辐射剂量^[6]。Leipsic等^[7]认为，降低管电压使得X射线穿透作用减弱，探测器接受到的光子减少，导致扫描后图像的噪声相应增加。如果再降低管电流，又会影响图像低对比分辨力, 降低信噪比, 影响图像密度分辨力^[8]。传统的重建方式得到的图像质量难以满足诊断需求。

管电压80 kV降低了X射线束能量(光子能量为43.7 keV)，更接近碘对比剂K层电子的结合能，碘对比剂的衰减增加，图像的CT值更高^[9]，提高了图像对比度。故本研究低剂量组(管电压80 kV)颈动脉血管各段CT值明显高于常规剂量组(管电压120 kV)。

本研究常规剂量组(管电压120 kV)采用FBP重建，与低剂量组(管电压80 kV)采用FBP重建和IMR重建图像进行对照。低剂量组FBP重建图像噪声明显高于另外两种重建图像，虽然常规剂量组可采用IMR重建，减少图像噪声、提高SNR和CNR，但患者接受辐射剂量并没有变化。而低剂量组利用IMR获得的图像相比于FBP重建，噪声明显减少、SNR和CNR明显提高。同时由于颈动脉CTA扫描范围层厚差异大，尤其是颈胸交界处易产生线束硬化伪影，所以仍采用自动mAs技术，能根据不同层厚选择mAs并降低辐射剂量。本研究采用80 kV管电压并限制自动mAs最大值为150 mAs，采用IMR重建经预实验和低剂量组患者扫描，所得到的图像满足诊断要求，并且在减少73.0%辐射剂量的同时提高了SNR和CNR。

同时，随着现代CT机器扫描速度的加快，降低了对对比剂总量的要求，256层CT机架旋转1周的时间可达到0.3 s，颈动脉CTA扫描时间只需约3 s；同时因颈动脉较粗大且受搏动影响较小，对比剂总量受体重影响较小^[10]，可控制在40 ml以下，本研究采用注射速率4 ml/s、总量32 ml的对比剂后注射生理盐水50 ml获得的图像能够满足诊断要求且进一步降低了对比剂可能引起的各种不良反应的风险。

本研究也存在一些局限性。首先，本研究未纳入BMI>25 kg/m²的患者，对这部分患者同时降低管电压管电流扫描并采用IMR重建，获得的图像质量能否满足诊断要求需进一步来验证。其次，纳入的患者数量有限，且平均年龄在60岁以上，对于不同年龄段颈部血管病变是否对图像质量判断有影响还需收集更多病例讨论。第三，IMR迭代水平分为3级，等级越高，降噪能力越强，本研究只应用IMR迭代水平为1级进行实验，对迭代水平1、2、3级之间的差异需进一步研究。第四，本实验对图像质量作出的评价没有与DSA金标准作对比，对诊断的准确度还需进一步研究。

综上所述，颈动脉CTA应用全模型迭代重建(IMR)联合低管电压低管电流扫描，可以获得较好的图像质量，满足临床诊断的需要，同时又能大幅降低受检者辐射剂量。