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能谱CT最佳单能量技术优化头颈部CTA图像质量的研究

2025-07-16 61 上传者：管理员

摘要：目的：探讨能谱CT最佳单能量技术提高头颈部CTA图像质量的价值。方法：选取2023年1月21日-2024年1月20日医院收治的70例疑似头颈部血管疾病患者，均实施能谱CT头颈部减影CTA检查，寻找最佳单能图像（45 KeV、75 KeV），测量不同能级下的图像客观指标、图像质量评分。结果：头颈部数字减影血管造影（DSA）结果为金标准，CTA检查检出真阳性34例，灵敏度94.44%、准确性95.71%、特异度为97.06%。CTA检查最佳单能量技术（75 KeV下）主动脉弓CT值、颈总动脉末端CT值、大脑中动脉M1段CT值、SNR、CNR高于45 KeV下结果，P<0.05;CTA检查最佳单能量技术（75 KeV下）图像质量高于45 KeV下结果，P<0.05，表明75 KeV下能谱CT检查可促使血管显影更清晰、图像噪声降低、对比度增强。结论：能谱CT最佳单能量技术（75 KeV）在头颈部血管疾病诊断中准确率较高，且可以提高CTA图像质量，降低对比剂用量约30%、碘摄入量约25%，为临床诊疗提供参考。

关键词：
CTA图像质量
大脑中动脉
头颈部
最佳单能量技术
能谱CT
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头颈部血管病变是导致脑卒中等严重疾病的常见原因,其发病率较高,致死率和致残率也较高｡流行病学数据显示,头颈部血管病变在中老年人群中尤为常见,早期检出并进行干预治疗是防治脑卒中的关键｡传统计算机断层血管成像(computedto⁃mographyangiography,CTA)技术作为一种无创､动态的血管显像技术,已经被广泛用于头颈部血管疾病诊断中｡然而,传统CTA技术在图像质量上存在一定局限性,如噪声､伪影等,这些因素可能影响医生对病情的评估[1-3]｡能谱CT(spectralCT)作为一种新型CT技术,能够提供更多影像学信息,有助于提高图像质量｡能谱CT使用稀土陶瓷､钨酸镉作为探测器的组成部分,具有更好的透气性､更高的纯度以及更高的稳定性,可以有效提升图像质量,降低辐射剂量,提高血管成像的清晰度[4-6]｡最佳单能量技术是能谱CT的一个重要应用方向,它可以通过选择最佳的单能量水平来减少图像噪声,提高血管对比度,从而优化头颈部CTA图像质量[7-9]｡此外,能谱CT最佳单能量技术还可以通过优化扫描参数,如降低管电压､管电流等,来减少辐射剂量,亦可通过优化X射线的能量分布,提高图像对比度和分辨率,从而提高诊断准确性[10-12]｡鉴于此,本研究于2023年1月21日-2024年1月20日在医院选择70例疑似头颈部血管疾病患者进行研究,旨在分析能谱CT最佳单能量技术优化头颈部CTA图像质量的价值｡具体研究目的:①评估能谱CT最佳单能量技术在提高头颈部CTA图像质量方面的效果;②比较不同能级下的图像客观指标和图像质量评分;③探讨该技术在降低对比剂用量和碘摄入量方面的潜力,为临床诊疗提供参考｡报道如下｡

1、资料与方法

1.1一般资料

选取2023年1月21日至2024年1月20日本院收治的70例疑似头颈部血管疾病患者,均开展能谱CT头颈部减影CTA检查｡70例受检者中男38例､女32例,年龄45~82岁,平均(62.11±4.24)岁,BMI21~28kg/m2,平均(24.11±0.85)kg/m2｡合并症:高血压､糖尿病､高血脂､其他患者人数分别为22､18､16､14,疑似疾病类型:颈动脉狭窄､椎动脉狭窄､脑动脉瘤患者人数分别为32､20､18｡本研究经医院医学伦理委员会批准｡

1.2纳排标准

纳入标准:①受检者及其家属均知情同意;②病历资料完整;③患者情绪稳定,无明显情感障碍,可积极配合完成检查;④符合CTA检查适应症｡

排除标准:①碘对比剂过敏;②心脑血管疾病;③合并精神与心理疾病;④病历资料不完善;⑤严重脏器组织损伤;⑥意识障碍无法配合检查;⑦甲亢等代谢性疾病;⑧既往头颈部手术史｡

1.3方法

纳入研究70例受检者均实施能谱CT检查,选择GE256能谱CT扫描仪(DiscoveryCT750HD,GE)对头颈部(Smartprep触发延扫描,监测点为降主动脉,触发阈值100HU)进行CTA扫描检查,设置管电压(80与140kVp瞬时高速切换)､管电流(280mA~480mA)､旋转时间(0.5s)､螺距(0.984:1)､层厚(5mm)､层间距(5mm)等参数后对主动脉弓至颅顶范围进行扫描,平扫后注射碘海醇350mgI/mL(流速4.0~4.5mL/s,用量0.8mL/kg),通过18G静脉套管与右肘正中静脉相连,利用阈值触发方式扫描,触发感兴趣区放在主动脉弓,阈值120HU,到达阈值后延迟2~3秒进行扫描,对比剂注射完后以相同速率注射40mL生理盐水｡能谱CT扫描完成后,采用自适应统计迭代重建算法重建薄层40%ASIR的能谱增强数据图像,层厚与层间距均为0.625mm,传至AW4.7工作站,调入能谱后处理软件,以大脑中动脉为感兴趣区,颞叶脑实质为背景,最佳对比噪声比,分析工具自动获得最佳单能量keV值,分析45KeV､75KeV下图像质量｡

1.4观察指标

1.4.1CTA检查最佳单能量技术与DSA检查结果对比及诊断效能

以头颈部数字减影血管造影(DSA)结果为金标准,分析不同能量下CTA检查检出率､诊断效能(包括灵敏度､特异度､准确性)｡

1.4.2分析不同能级下图像客观指标､图像质量评分

由临床经验15年以上影像学医师2名独立评价,结果存在争议者共同讨论,明确具体情况｡主观评价[8]:评分方法设定为5个等级,1分血管显示差,血管壁显著粗糙;2分血管显示较差,血管壁粗糙;3分血管质量一般,血管壁轻度粗糙;4分血管质量良好,血管壁基本光滑;5分血管质量优秀,血管壁光滑､锐利｡

1.5统计学方法

采用Epidata录入数据并建立数据库,使用SPSS20.0统计软件进行统计分析,符合正态分布的计量资料采用均数±标准差(x±s)表示,非正态分布的计量资料采用中位数(四分位间距)表示,计数资料采用频数(n)､百分比(%)表示｡统计推断部分,两组数据符合正态分布且方差齐性的计量资料采用t检验,不符合正态分布或方差齐性的采用秩和检验,计数资料采用卡方检验,计数资料小于5采用确切概率法,以P<0.01表示差异有统计学意义｡

2、结果

2.1CTA检查最佳单能量技术与DSA检查结果对比以头颈部数字减影血管造影(DSA)结果为金标准,CTA检查最佳单能量技术(75KeV)检出真阳性34例,灵敏度为94.44%,准确性为95.71%,特异度为97.06%｡见表1｡

表1检出率对比[n(%)]

2.2图像客观指标对比

CTA检查最佳单能量技术(75KeV)主动脉弓CT值､颈总动脉末端CT值､大脑中动脉M1段CT值､SNR､CNR升高,P<0.05｡见表2｡

表2图像客观指标对比(x±s)

2.3图像质量评分对比CTA检查最佳单能量技术(75KeV)图像质量更优,P<0.05｡见表3｡

表3图像质量评分对比[n(%)

2.4不同病变类型在不同能级下的表现

颈动脉狭窄､椎动脉狭窄､脑动脉瘤不同能级下主动脉弓CT值､颈总动脉末端CT值､大脑中动脉M1段CT值､SNR､CNR存在差异(P<0.05)｡见表4｡

表4不同病变类型在不同能级下的表现(x±s)

3、讨论

头颈部血管病变发病率高,严重者可引起脑卒中,致死､致残率高,尽早检出颈动脉血管壁的基础病变并进行干预治疗是防治脑卒中的关键｡在医学影像诊断领域,计算机断层血管成像(computedtomographyangiography,CTA)作为一种无创､动态的血管显像技术,已经被广泛用于头颈部血管疾病诊断中｡能谱CT则以其灵活的能谱选择性和优越的图像质量成为CTA技术的重要工具,在CTA检查中应用能谱CT最佳单能量技术,可以显著提高对头颈部血管疾病诊断准确率[9]｡

本研究显示,以头颈部数字减影血管造影(DSA)结果为金标准,CTA检查最佳单能量(75KeV)技术检出真阳性34例,灵敏度为94.44%,准确性为95.71%,特异度为97.06%,证实CTA检查中应用能谱CT最佳单能量技术可明确诊断头颈部血管疾病｡分析:CTA检查的基本原理是利用X射线对血管进行扫描,通过计算机后处理技术对扫描数据进行重建,从而得到血管的三维图像,这种技术能够清晰地显示出血管的形态､走行以及与周围组织的关系,为临床诊断提供重要依据[10]｡能谱CT是一种先进的CT技术,它可以根据不同物质对X射线的吸收特性,通过调节X射线能量实现多能谱成像,在CTA检查中最佳单能量技术的应用可以优化图像质量,减少伪影,增强血管与周围组织对比度[7-9]｡其次最佳单能量技术可以根据被检组织的特性,选择最合适X射线能量进行扫描,从而得到最佳图像质量｡在头颈部血管疾病诊断中,这种技术可以清晰地显示出血管形态和走行,有助于发现微小病变[11];在CTA检查中由于脑组织中存在骨骼等高密度组织,因此极易产生伪影,影响图像质量,而最佳单能量技术可以通过调整X射线能量,减少这些高密度组织对图像干扰,从而减少伪影产生｡另外,最佳单能量技术可以通过调整X射线的穿透深度,增强血管与周围组织对比度,使血管更加清晰可见,对发现脑血管中微小病变有重要作用,在多次进行CTA检查中尤为重要[12]｡

本研究显示,CTA检查最佳单能量技术(75KeV)主动脉弓CT值､颈总动脉末端CT值､大脑中动脉M1段CT值､SNR､CNR升高,P<0.05;噪声对比无差异;CTA检查最佳单能量技术(75KeV)图像质量更优,证实与45KeVCTA检查结果相比,75KeV下能谱CT检查对提升头颈部CTA图像质量效果理想｡首先,75KeV的X线能量相较于45KeV具有更高的穿透力,能够更好地穿透人体组织,使得深部血管结构在图像中更为清晰可见;其次,高能X线在物质中的吸收系数与低能X线不同,75KeV能谱CT可以更好地突出血管结构与周围组织的对比度,减少伪影的产生[13];再者,在较高能量水平下,X线的散射效应减弱,图像噪声降低,有助于提高图像的整体清晰度;此外,高能X线能够减少金属伪影和其他类型伪影的产生,从而提高图像的信噪比,使得真实血管结构更加突出,加之75KeV能谱CT的较低噪声特性有助于保留更多的细节信息,使得图像质量在细节上更为丰富和清晰;最后,对于头颈部复杂的血管结构,75KeV能谱CT的成像技术可以更好地适应不同个体和不同病变的需求,提供更为个性化的诊断信息[14-16]｡

本研究中的最佳单能量技术是指CT成像过程中所采用的单能量水平为75KeV的扫描技术,其可以优化图像对比度,使得不同组织之间的边界更加清晰,提高诊断准确性｡采用最佳单能量技术,可以显著提高SNR和CNR,使得图像更加清晰,对微小病变的检测更加敏感｡

综上所述,能谱CT最佳单能量技术(75KeV)对提升头颈部CTA图像质量效果理想,确保诊断准确性､特异度,值得借鉴,但本研究对比例数少､研究范围窄,导致研究结果可能存在偏倚,无法为临床提供准确､全面参考｡未来随着人工智能和大数据技术的发展,能谱CT在CTA检查中的应用将更加广泛和深入,通过结合最佳单能量技术和人工智能､大数据技术,可以实现头颈部血管疾病的自动识别和诊断｡首先,采用最佳单能量技术获取高质量的CT图像;然后,利用AI技术对图像进行自动分析,提取特征信息;最后,通过大数据技术对图像和诊断结果进行深入分析和挖掘,为疾病的诊断和治疗提供更加准确的依据｡

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