肺栓塞是心血管疾病中仅次于心肌梗死和脑卒中的第三大常见急症。10%左右的急性肺栓塞患者发生猝死, 其中2/3的患者在症状出现后2 h内死亡^[1-3]。由于肺栓塞的临床症状并不典型，如胸痛和气短，也易发生在其他肺部和心脏疾病中。因此, 对肺栓塞进行准确、快速的诊断对于抢救患者生命具有重要意义^[4]。肺动脉CT血管造影(CT pulmonary angiography，CTPA)是评估肺栓塞的重要手段。然而，随着逐年接受CT检查人数的增加，CT检查的辐射剂量受到广泛关注^[5]。由于CTPA是对整个胸部进行大范围扫描，这可能导致辐射危害。此外，CTPA中使用的碘对比剂对于高龄患者和有基础疾病患者，可能会对肾脏和血管造成损伤。因此，在保证图像质量的基础上, 使用尽可能低的采集参数和对比剂用量, 对降低患者检查风险和维护患者健康具有重要意义。70 kV及以上的管电压设置的CTPA检查已经被验证为是可行的，但是由于机器设置的限制，低于70 kV的研究较少^[6-7]。本研究的目的是通过对比，评估使用60 kV管电压及低剂量碘对比剂的CTPA技术获取高质量图像的能力, 并应用于临床肺栓塞诊断。

1. 病例资料：连续纳入2021年6月至2021年10月在河南省人民医院行CTPA检查的86例成人患者。纳入标准：临床症状疑似肺栓塞的患者；排除标准：受检者患有严重肝肾功能不全或心功能不全；受检者对碘对比剂过敏；受检者无法配合完成检查；孕妇及哺乳期女性；以及体质量指数(body mass index, BMI)＞25 kg/m²的患者。26例患者被排除，最终入组60例患者，其中男性34例、女性26例，年龄38~88岁，平均(62.70 ± 10.54)岁。本研究经过河南省人民医院伦理委员会批准，所有参加研究的受检者均签署知情同意书。按照随机数字表法分为对照组(采用常规剂量方案)以及试验组(采用低剂量方案)，各30例。两组患者性别、年龄和BMI差异均无统计学意义。

2. 检查方案：所有检查均在640层宽体探测器CT(uCT960+天河CT，上海联影)上进行。头足向，扫描范围从肺尖至肺底。扫描参数如下：自动管电流调制(剂量等级为3)，准直宽度80 mm，转速0.5 s/r，视野(FOV)为350 mm，螺距0.894。经肘前静脉注射未稀释恒瑞碘克沙醇(含碘320 mg/ml)。采用实时对比剂追踪技术, 于肺动脉干(气管分叉处)水平取感兴趣区(region of interest, ROI)，触发阈值为100 HU。30例对照组患者按照标准100 kV方案进行扫描，接受常规50 ml，速率为4.5 ml/s的对比剂注射方案。另外30例试验组患者采用60 kV低剂量方案进行扫描, 接受30 ml对比剂混合20 ml生理盐水的对比剂注射方案，注射速率为4.5 ml/s。随后两组均注射40 ml生理盐水冲洗，注射速率为4.5 ml/s。两组均使用恒瑞双通道CT高压注射器打药。

3. 图像后处理及分析：所有数据均传送到联影uWS-CT后处理工作站进行分析处理。所有图像采用Karl迭代重建，重建等级为5，层厚1.0 mm，层间距1.0 mm。运用三维重建、多平面重建、最大密度投影等后处理技术显示肺动脉及分支，进行分析评估。

主观评价：由2名有经验的放射科医生采用5分法评估肺动脉的总体图像质量^[8]。评分标准: 准确观察第6级肺动脉分支5分；准确观察第5级肺动脉分支4分; 准确观察第4级(亚段)肺动脉3分；准确观察第3级(段)肺动脉分支2分；仅能观察叶动脉、左右肺动脉干及肺动脉主干1分。观察并记录影响图像质量的因素。并对肺动脉增强的均匀性进行评分：近端和远端肺动脉增强无差异5分，近端和远端肺动脉增强基本相同4分，近端和远端肺动脉增强略有差异3分，近端和远端肺动脉增强有较大差异2分，近端或远端造影未增强1分。观察并分析血管未增强的原因。当2名医生评分差异＞2分时，共同探讨给出一致意见。

客观评价：由1名有3年放射学经验的医生对客观图像质量进行测量。客观的图像质量测量包括6个ROI的CT值，ROI放置在肺动脉干、左右肺动脉和左右下叶动脉，并尽可能包含整个血管的横截面。当有肺栓塞存在时，ROI的勾画将避开栓子。背景信号强度和背景噪声定义为肺动脉干水平椎旁肌(paravertebral muscle, PM)的CT值^[9]。所有测量均进行3次，记录3次测量的平均值。信号噪声比(signal-to-noise ratio, SNR)计算如公式(1)：

式中，HU_VESSAL为肺动脉的平均CT衰减值；SD_VESSAL定义为肺动脉CT值的标准差。另外，对比噪声比(contrast-to-noise ratio, CNR)的计算如公式(2)：

式中，HU_PM和SD_PM为椎旁肌测量的平均CT衰减值。

有效剂量E通过记录和统计扫描的容积CT剂量指数(volume CT dose index, CTDI_vol)和剂量长度乘积(dose length product, DLP)来计算, 吸收系数k值为0.014 mSv·mGy^-1·cm^-1。本研究只统计CTPA检查的辐射剂量，不包括定位像和对比剂追踪的辐射剂量。

4.统计学处理：应用SPSS 26.0软件进行统计学分析。Kolmogorov-Smirnov检验计量资料是否符合正态分布，其中组间平均CT值、噪声值、SNR、CNR和辐射剂量为正态分布，采用x±s形式表示。运用Mann-Whitney U检验比较2组间平均CT值、噪声值、SNR、CNR和辐射剂量。主观评分方面，采用Cohen′s kappa检验的Kappa值计算评估者间一致性。采用χ²检验验证两组间主观图像质量是否存在差异。P < 0.05为差异有统计学意义。

1. 主观图像质量评分：试验组与对照组CTPA图像主观总体图像质量差异无统计学意义(P > 0.05)，肺动脉均获得良好的增强, 增强情况的评分差异无统计学意义(P > 0.05)。所有评分值均＞3分，可以满足诊断要求。2名医生的评分一致性良好，试验组的Kappa值为0.545，对照组的Kappa值为0.861(P < 0.05)。试验组中肺动脉栓塞影像征象均正确表现为肺动脉或分支内的充盈缺损，可见附壁血栓、轨道征，部分表现为血管截断征象(图 1)。

注：红色箭头为左右肺动脉及其分支多发充盈缺损。VR. 容积再现；CPR. 曲面重建；MIP. 最大密度投影；CTPA. 肺动脉CT血管造影 图 1 试验组51岁男性肺栓塞患者典型CTPA图像 A. VR图像；B. CPR图像；C. MIP图像 Figure 1 Typical CTPA images of a 51-year-old male patient in the experimental group A. VR image; B. CPR image; C. MIP image

2. 客观定量分析：试验组与对照组在肺动脉干和左右下肺动脉的平均衰减值差异无统计学意义(P > 0.05)，左右肺动脉的平均衰减值差异有统计学意义(t = 2.75、3.91，P < 0.05)。试验组与对照组的平均背景噪声差异无统计学意义(P > 0.05)。两组患者的各血管分支CT图像衰减值和图像噪声见表 1。试验组患者的CTPA典型图像见图 2。

表 1(Table 1)

表 1 两组肺动脉分支CT值及背景噪声(HU，x±s) Table 1 CT values and background noise of pulmonary artery branches in test and control groups (HU, x±s) 组别 例数 CT值 背景噪声 肺动脉干 左肺动脉 右肺动脉 左下肺动脉 右下肺动脉 椎旁肌 试验组 30 479.68±115.13 479.16±99.22 508.36±112.59 469.90±109.67 461.51±106.82 48.93±13.54 14.85±3.56 对照组 30 421.92±157.75 395.24±131.39 377.13±141.37 416.08±130.39 410.22±116.61 52.65±7.30 14.59±2.92 t值 1.59 2.75 3.91 1.70 1.75 1.30 0.30 P值 0.117 0.008 0.0002 0.094 0.086 0.200 0.762

表 1 两组肺动脉分支CT值及背景噪声(HU，x±s) Table 1 CT values and background noise of pulmonary artery branches in test and control groups (HU, x±s)

注：MIP. 最大密度投影；CTPA. 肺动脉CT血管造影 图 2 试验组85岁女性的典型肺动脉CTPA图像 A. 轴向图像；B. 左肺动脉MIP图像；C. 右肺动脉MIP图像 Figure 2 Typical CTPA images of an 85-year-old female patient in the test group A. Axial image; B. MIP image of left pulmonary artery; C. MIP image of right pulmonary artery

试验组在左肺动脉的CNR和右肺动脉的SNR与CNR较对照组高，差异有统计学意义(t= 0.04、2.41、3.08，P < 0.05)。在试验组中，其他各肺动脉血管分支的SNR与CNR均较对照组差异无统计学意义。2组患者各动脉分支信号噪声比和对比噪声比见表 2。

表 2(Table 2)

表 2 两组肺动脉分支信噪比及对比噪声比(x±s) Table 2 SNR and CNR of pulmonary artery branches in test and control groups(x±s) 组别 例数 肺动脉干 左肺动脉 右肺动脉 左下肺动脉 右下肺动脉 SNR CNR SNR CNR SNR CNR SNR CNR SNR CNR 试验组 30 24.80±8.04 30.13±12.60 24.01±6.48 31.12±11.94a 21.33±6.89a 32.18±12.61a 26.80±9.07 29.98±12.09 26.40±9.29 29.49±12.11 对照组 30 23.27±7.71 25.28±12.87 20.70±8.10 23.52±10.82 17.12±6.04 22.19±10.93 26.20±9.54 24.42±9.73 24.32±9.72 24.29±9.67 注：SNR；信噪比；CNR：对比噪声比。a与对照组相比，t=0.04、2.41、3.08，P < 0.05

表 2 两组肺动脉分支信噪比及对比噪声比(x±s) Table 2 SNR and CNR of pulmonary artery branches in test and control groups(x±s)

3. 造影剂剂量及辐射剂量：对照组造影剂为：320 mg/ml × 50 ml = 16 g，试验组造影剂为：320 mg/ml ×30 ml = 9.6 g。在试验组中CTPA检查的平均有效剂量为1.24 mSv，约为对照组常规剂量扫描条件下3.46 mSv的1/3，差异有统计学意义(t = 21.65，P < 0.05，表 3)。

表 3(Table 3)

表 3 两组辐射剂量结果(x±s) Table 3 Radiation doses of test and control groups(x±s) 组别 例数 CTDIvol (mGy) DLP (mGy·cm) E (mSv) 试验组 30 2.12 ± 0.15 88.97 ± 6.45 1.24 ± 0.09 对照组 30 6.20 ± 0.92 247.74 ± 38.95 3.46 ± 0.54 t值 23.31 21.65 21.65 P值 <0.001 <0.001 <0.001 注：CTDIvol.容积CT剂量指数；DLP. 剂量长度乘积；E.有效剂量

表 3 两组辐射剂量结果(x±s) Table 3 Radiation doses of test and control groups(x±s)

本研究用60 kV管电压和低剂量的对比剂对疑似或已知肺栓塞患者进行比较研究。试验组检查方案可以为诊断提供满足诊断需求的CTPA图像，且两组图像的信号噪声比差异无统计学意义。在肺栓塞患者群体中，老年及女性患者占比高，对于这部分人群，降低碘对比剂和辐射剂量可以显著降低肺动脉CTP检查导致的不良反应发生概率，从而进一步保障患者的健康^{[5, 10]}。

降低CT扫描剂量可通过降低管电压和管电流实现。本研究中，试验组的平均有效辐射剂量为1.24 mSv，相较于对照组减少近2/3，也远低于其他研究的2.16和2.56 mSv^[11-12]。同时，试验组中每个患者每次CTPA检查的总体碘摄入量为9.6 g，与近年报道的研究中所使用的10.8和13.5 g基本等效^[13-14]。考虑到本研究人群的平均年龄在60岁以上，且多数患有基础性疾病，可认为降低碘摄入量有较大临床意义^[15]。

此外，即使将碘对比剂剂量减少，试验组的肺动脉衰减仍高于对照组。其原因可能是将管电压降低到60 kV，使X射线光子的平均能量降低到更接近碘的X射线吸收限，由此增加了血管的衰减^[16]。

本研究发现，两组图像的噪声、信号噪声比、对比噪声比相似，所有患者的图像质量均满足诊断要求。这表明试验组和对照组之间客观和主观图像质量相似。在试验组中, 肺动脉干平均衰减为480 HU，足以用于诊断。本研究采用对比剂追踪技术进行扫描时间触发，在两种检查方案中都获得相对清晰的肺动脉图像，仅肺动脉清晰显影, 无肺静脉影或肺静脉轻度显影。值得一提的是，研究中发现患者右肺动脉的SNR与CNR显著高于对照组, 其原因可能是在试验组中由于使用更低剂量的对比剂，使得上腔静脉潴留对比剂在右肺动脉处产生的放射状伪影减少。在主观评估中同样观察到试验组出现上腔静脉放射状伪影图像的比例明显少于对照组，伪影对肺动脉成像的影响也小于对照组。

研究结果表明，使用试验组60 kV管电压配合减半的碘对比剂方案可以应用于肺动脉CT血管造影，且在正常体型及以下患者中并未出现预期的图像噪声过大的现象。试验组和对照组的背景噪声无差异，其原因可能是混合迭代技术对噪声有抑制作用^[17]。有研究表明，采用迭代重建技术对图像处理进行多次迭代，对图像质量具有明显改善作用，可有效保证降低辐射剂量后的图像质量^[18]。

然而，本研究在现阶段仍有一定的局限性。首先，本研究为单中心研究，两组样本量较小。其次，本研究纳入患者的BMI＜25 kg/m²，在60 kV管电压和30 ml对比剂的条件下，大体型患者的图像质量有可能无法接受。第三，对诊断的评估缺乏参考标准，没有评估不同成像参数CTPA的诊断性能。此外，本研究没有考虑患者的心输出量，以调整对比剂的流速，流速的调整可能对不同患者间血管造影的均匀性有积极影响。最后，60 kV管电压是特定设备供应商的技术，此种技术的推广是有限的。

总之，在BMI < 25 kg/m²的正常体型及以下患者群体中采用60 kV和低剂量对比剂的CTPA方案是可行的，其在不损失图像质量的情况下能够大幅度减少辐射剂量和碘对比剂剂量。根据本研究结果，试验组的低剂量方案在临床实践减少患者剂量方面具有参考意义。

利益冲突  署名作者未接受任何赞助，不涉及各相关方的利益冲突

作者贡献声明  闫莉负责构思、采集数据、论文撰写；邹奕轩、王静怡负责设计实验、统计和分析结果以及论文修改；付芳芳负责数据处理及主客观分析；王梅云指导论文的撰写和修改