基于身体指数计算主动脉和肝脏CT增强碘对比剂用量的临床研究

发布时间：2017-10-08 09:15

  本文关键词：基于身体指数计算主动脉和肝脏CT增强碘对比剂用量的临床研究

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【摘要】：第一部分各身体指数与主动脉和肝脏CT增强的相关性研究研究目的探讨上腹部CT增强扫描时,身高(HT)、全体重(TBW)、体重指数(BMI)、去脂肪体重(LBW)、体表面积(BSA)和血容量(BV)与主动脉和肝脏强化程度的相关性。材料与方法1.患者纳入和排除标准纳入标准：(1)临床症状及实验室检查怀疑上腹部疾病、超声或CT平扫未能提供足够的诊断信息者；(2)有原发肿瘤需要排除肝转移者；(3)患者无碘过敏、充血性心率衰竭、肾功能不全(血清肌酐水平1.5mg/dL)等病史。排除标准：(1)肝硬化或严重脂肪肝(肝脏CT值40HU)等肝脏弥漫性病变；(2)肝切除、脾切除影响肝脏血流者,(3)多发肝转移瘤影响CT值测量者,(4)对比剂注射技术失败,呼吸伪影或CT扫描过程中机器故障。符合纳入和排除标准113名广东地区成年患者构成本研究群体,患者平均年龄55.6岁(范围20 -85岁),其中男性60例,女性53例。2.MDCT扫描方案检查设备为GE Light-Speed64排CT,扫描参数如下：探测器准直,64×0.625mm;螺距,0.981；管电压,120kV;管电流,300mAs;球管旋转时间,0.5s/圈；矩阵515×512；图像重建层厚,5mm；重建间隔,5mm;FOV,30-50cm。对比剂采用浓度为370mgI/mL碘帕醇。所有患者对比剂注射量均为90mL,注射速率3.5mL/s,然后以相同注射速率注入15mL生理盐水。扫描范围从膈顶至肝脏下缘。动脉期扫描在膈顶层面的主动脉内设置阈值150HU,对比剂注射10s后跟踪扫描,主动脉内CT值达到阈值后,延迟5s自动行肝动脉期扫描,间隔30s后行门静脉期扫描,再间隔110s行平衡期扫描。肝动脉期和门静脉期图像用于影像评价。3.图像定量评价：由2位经过训练的5年以上腹部CT诊断经验的放射医师分别测量腹主动脉、肝实质的平扫和增强的CT值,结果取平均值。主动脉的CT值在CT平扫和增强的肝动脉期图像上测量,测量点取肝顶、肝门、肝下缘三个层面血管的中心,兴趣区大小50-100mm2；肝实质的CT值根据Couinaud分段在平扫和门静脉期图像上测量,测量面积150-250mm2,结果取平均值。主动脉、肝实质增强的CT值用ΔHU表示。4.统计学分析：统计学分析采用SPSS 19.0统计学软件。男女性患者年龄、HT、TBW、LBW、 BSA、BV及主动脉、肝脏CT值比较,用双尾的学生t检验比较正态分布数据,用Mann-Whitney U检验比较非正态分布数据。TBW60kg组和TBW≥60kg组、BMI25组和BMI≥25组患者主动脉、肝脏平均AHU比较,亦采用双尾的学生t检验或Mann-Whitney U检验。P0.05有统计学差异。各身体指数(包括HT、TBW、BMI、LWB和BV)与每克碘主动脉、肝脏的增强值(△HU/gI)的相关性强弱采用线性回归分析。采用Pearson相关系数(r)评价正态分布数据的相关性的强弱,用Spearman's rho (rs)相关系数评价非正态分布数据的相关性的强弱。结果：1.患者临床资料：男性患者HT、TBW、LBW、BSA和BV明显高于女性患者(所有P0.05)。男性患者BFP低于女性(P0.05)；男女性患者年龄、BMI无明显统计学差异(P=0.836,0.077)。2.主动脉、肝实质强化值(ΔHU)主动脉和肝脏的平均AHU为277.7HU和61.1HU,男性患者主动脉、肝脏的平均AHU(分别是266.8HU、59HU)均低于女性(分别是290HU、63.5HU)(所有P0.05)。在亚组的比较中,TBW60kg患者的主动脉和肝脏ΔHU值(分别是68HU)高于≥60kg的患者(分别是265HU、55.9HU)(所有P0.05),BMI25的患者主动脉和肝脏ΔHU值(分别是279.4HU和62.4HU)高于BMI≥25的患者(分别是269.8HU和55.0HU)(P=0.275和0.004)。15例患者肝脏AHU低于50HU,男性比例(18.3%,11/60)明显高于女性(7.5%,4/53)。3.各身体指数与主动脉、肝脏的△HU/gI相关性：HT、TBW、BMI、LBW、BSA和BV与主动脉△HU/gI值的相关系数(r)分别是-0.417、-0.511、-0.272、-0.559、-0.552和-0.550,HT、TBW、 BMI、LBW、BSA和BV与肝脏△HU/gI值的相关系数(r)分别是-0.347、-0.679、-0.505、-0.625、-0.68和-0.576。结论：1.广东地区成年患者给予固定碘对比剂量时,主动脉、肝脏强化值随TBW增加而减低。男性、TBW≥60kg、BMI≥25患者主动脉和肝脏平均AHU值分别低于女性、TBW60kg、BMI25的患者。2.给予固定碘对比剂量时,广东地区患者肝动脉期主动脉△HU/gI值与LBW的负相关性最明显,门静脉期肝脏△HU/gI值与BSA的负相关性最明显。3.主动脉、肝脏CT增强扫描时,可采用LBW或BSA作为个性化调整碘对比剂量的身体指数。第二部分基于TBW、LBW和BSA计算主动脉及肝脏CT增强碘对比剂用量的比较研究研究目的：1.探讨TBW、LBW和BSA中,哪-个主动脉和肝脏CT增强扫描最佳的碘对比剂用量计算参数。2.探讨以TBW、LBW和BSA为指数,广东地区患者肝脏增强50HU所需要的平均碘剂量。材料与方法：1.患者分组及对比剂注射方案患者纳入和排除标准同第-部分。220例符合纳入和排除标准的广东地区患者(男性,121例,女性99例,平均年龄55.1岁)随机分成三组,TBW组(75例)、LBW组(72例)和BSA组(73例),碘用量分别是600mgI/TBW(kg)、 780mgI/LBW(kg)和22gI/BSA(m2)。2.CT扫描技术所有患者都进行了上腹部CT平扫和三期增强扫描。检查设备和扫描参数、CT平扫和增强扫描方案均同第-部分。3.定量分析测量主动脉、肝脏在平扫和增强图像上的CT值并计算增强值(ΔHU),测量和计算方法同第-部分。主动脉、肝脏ΔHU值的标准差、范围和95%的可信区间来评价三组强化值的变异程度。计算基于三个参数的调整的肝脏最大强化值(aMHE)。aMHE通过计算得出：aMHE=△HU/I(g)/BI,BI(body index)是身体指数即TBW(kg)、LBW(kg)和BSA(m2)。再根据I(g)=BI(△HU/aMHE)的公式,以TBW(kg)、LBW(kg)和BSA(m2)为参数计算肝脏增强50HU所需要的平均碘剂量。4.统计学分析用单因素方差分析(AVONA)比较三组患者年龄、HT、TBW、BMI、BFP、 LBW、BSA、BV、对比剂量和主动脉、肝实质AHU值,结果有统计学差异时(P0.05),采用LSD检验进行两两比较。男女性别比较用x2检验。采用Pearson相关系数(r)分别评价TBW、LBW、BSA与三组主动脉和肝实质AHU/gI值、肝脏aMHE的相关性。用简单线性回归分析评价TBW、LBW、BSA分别与三组主动脉和肝实质△HU/gI值、肝脏aMHE的相关程度。结果：1.临床资料分析：三组患者年龄、性别、HT、TBW、BMI、BFP、LBW、BSA、BV、对比剂注射容积没有统计学差异(所有P0.05)。2.主动脉、肝脏的平均AHU值：TBW组、LBW组和BSA组肝动脉期主动脉的平均AHU分别是283.6HU、280.1HU和284.1HU,门静脉期肝脏的平均AHU分别是65.8HU、63.7HU和66.3HU(所有P0.05)。LBW组肝动脉期主动脉、门静脉期肝脏平均强化值的标准差、强化值的范围和95%CI均小于TBW组和BSA组。3.主动脉、肝脏△HU/gI值与TBW、LBW和BSA的相关性三组肝动脉期主动脉AHU/gI与TBW, LBW和BSA的Pearson相关系数分别是-0.712,-0.711和-0.763(P0.001),与BSA负相关程度最明显。三组门静脉期肝脏AHU/gI与TBW, LBW和BSA的Pearson相关系数分别是-0.552,-0.598和-0.589,与LBW的负相关程度最明显。三组主动脉、肝脏△HU/gI与TBW, LBW, BSA的相关系数比较没有统计学差异。4.肝脏aMHE与BW, LBW和BSA的相关性肝脏的aMHE与TBW轻度正相关(r=0.230),有统计学差异(P=0.047),与LBW(r=0.158)和BSA(r=-0.154)较一致,没有统计学差异(P=0.185和0.192)。肝脏aMHE在TBW、LBW和BSA组分别是109.6HU,81.8HU,3.0HU。5.肝脏强化50HU的碘剂量根据公式I(g)=BI×(△HU/aMHE)公式,基于TBW、LBW和BSA的aMHE计算出肝脏强化50HU所需要的碘剂量分别是0.456gI/TBW(kg)、0.611 gI /LBW(kg)和16.6gI/BSA(m2)。6.BFP和碘剂量对主动脉、肝脏ΔHU值的影响三组BFP23%患者主动脉、肝脏ΔHU值比较均无明显统计学差异(P0.05),但LBW组碘对比剂使用量低于TBW组和BSA组(P=0.032),而且LBW组主动脉、肝脏ΔHU值的变异范围最小。结论：1.广东成年患者基于TBW、LBW和BSA的aMHE计算的肝脏强化50HU所需要的碘剂量分别是0.456gI/TBW(kg)、0.611 gI/LBW(kg)和16.6gI/BSA(m2)。2.肝脏aMHE随着TBW的变化而变化,而不随LBW、BSA变化而变化,说明与TBW相比,根据LBW、BSA计算碘剂量可获得更一致的强化值。3.与TBW和BSA相比,以LBW计算碘剂量患者与患者之间主动脉和肝脏强化值差异更小,是三者中计算主动脉和肝脏CT增强碘剂量的最佳身体指数。第三部分探讨基于LBW计算主动脉和肝脏CT增强的最佳碘剂量研究目的:1.探讨以LBW为身体指数时,不同碘剂量方案对肝脏增强和转移瘤检测的图像质量。2.确定以LBW为身体指数时,满足广东地区成年患者主动脉和肝脏CT增强符合诊断要求的碘对比剂用量。材料与方法：1.临床资料在2014年10-12月期间,连续220例怀疑肝脏转移瘤的患者在本院接受了上腹部CT增强扫描,最终符合纳入和排除标准患者200例,其中男性104例,女性96例,平均55.2岁(19-90岁)。40例患者发现转移瘤,在后来的穿刺(n=6)、手术(n=5)及随访中证实(n=29)。2.CT扫描及对比剂注射协议200例随机分成四组, A组给予碘剂量600mgI/TBW(kg),B、C和D组分别给予碘剂量600,720,780mgI/LBW(kg)。每组50例。检查设备和扫描方法同第一部分。动脉期和门静脉期图像用于本组研究的影像学评价。3.定量分析由两位经过培训的有5年以上工作经验放射医师,在不清楚对比剂协议的情况下独立测量主动脉、肝实质的CT值。主动脉和肝实质的测量方法同第一部分,两位医师测量的结果取平均值。比较各组动脉期主动脉、门静脉期肝脏强化值(ΔHU)的差异。测量平扫、门静脉期图像上转移瘤CT值。转移瘤的强化值(ΔHU)是转移瘤在门静脉图像上CT值减去平扫的CT值。肿瘤-肝脏对比(TLC)定义为门静脉期肝脏CT值减去转移瘤CT值。比较各组肝转移瘤强化值及TLC值。4图像质量评价由两位分别有8年和10年腹部CT诊断经验的放射医师,在不清楚患者临床诊断及碘对比剂用量的情况下,采用5分的评分法对门静脉期肝脏增强图像质量及转移瘤可视化进行评价。肝实质强化质量评分标准如下：1分,无强化；2分,强化差；3分,可以接受；4分,足够的强化；5分,非常明显的强化。门静脉期转移瘤可视化分级标准是：1级,不能接受,肿瘤与肝脏密度差别与平扫相比变化不明显；2级,肝脏强化不佳,肿瘤与肝脏密度差别仍不明显；3级,可以接受,基本满足诊断要求；4级,好,转移瘤与肝脏密度差别明显；5级,优秀,转移瘤与肝脏密度差别非常显著。5统计学分析人口统计学数据包括HT、TBW、BMI、BFP、LBW及定量测量数据包括主动脉和肝实质的ΔHU、转移瘤的AHU及TLC值中,符合正态分布的数据均采用单因素方差分析(AVONA),差异有统计学意义时,采用LSD检验进行两两比较；不符合正态分布数据采用Kruskal-Wallis H检验比较,差异有统计学意义时,采用Mann-Whitney U检验两两比较。各组男女比例、转移瘤例数比较采用x2检验。P0.05视为有统计学差异。两位放射医师对图像质量评分及转移瘤可视化分级采用Kruskal-Wallis H检验比较,当有统计学差异时,采用Mann-Whitney U检验两两比较。观察者一致性采用kappa检验。结果：1.临床资料比较：四组患者年龄、性别比、HT、TBW、BMI、BFP、LBW无明显统计学差异(P0.05)。A-D组碘对比剂的使用剂量分别是94.4mL、76.2mL、88mL、93.8mL(P0.05)2.主动脉、肝实质平均AHU值(HU)：A-D组动脉期主动脉平均AHU值分别是277.8HU、238.7HU、261.2HU和275.6HU(P0.001),门静脉期肝实质AHU值分别是65.9HU、49HU、60.2HU和63.9HU(P0.001),B组主动脉和肝脏平均AHU值均低于其他三组(P0.05),C组强化值低于A组和D组(P0.05),而A组和D组肝实质ΔHU无统计学差异(P0.05)。A-D组肝实质强化程度≥50HU以上的例数分别是47(94%),25(50%),46(92%),50(100%)。3.肝转移瘤定量分析结果：A-D组病例中,分别有转移瘤患者10、1 1、9和10例,分别发现转移瘤38、39、41和28个。B组和C组肝转移瘤AHU低于A组和D组(P0.05)。A-D组TLC值分别是50.1HU、34.6HU、42.4HU和50HU。A组和D组TLC值无明显统计学差异(P0.05),B组和C组TLC值与其他各组比较均有统计学差异(P0.05)。4.A-D组肝脏增强图像质量评分分别为4.6、3.5、4.4和4.6分,肝转移瘤可视化评分分别是4.4、3.5、4.2和4.5分。B组评分低于其他三组(P0.05),A、C和D组相互比较无统计学差异。结论1.采用780mgI/LBW(kg)的碘剂量,门静脉期肝脏强化图像质量和肝转移瘤可视化评分最高。TLC值40HU可作为评判肝转移瘤增强图像质量的参数之一。2.以LBW作为计算碘剂量的指数时,获得广东地区所有成年患者足够的主动脉增强值和肝实质≥50HU增强值的碘剂量是780mgI/LBW(kg).
【关键词】：碘对比剂 CT 主动脉 肝脏
【学位授予单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R816
【目录】：

• 中文摘要3-12
• ABSTRACT12-26
• 前言26-29
• 第一部分 各身体参数与主动脉和肝脏CT增强的相关性研究29-64
• 材料与方法30-32
• 结果32-53
• 讨论53-57
• 参考文献57-64
• 第二部分 基于TBW、LBW和BSA计算主动脉及肝脏MDCT增强碘对比剂量的比较研究64-89
• 材料与方法65-67
• 结果67-81
• 讨论81-85
• 参考文献85-89
• 第三部分 探讨基于LBW计算上腹部增强的最佳碘剂量及对肝转移瘤检测的评价89-110
• 材料与方法90-93
• 结果93-101
• 讨论101-105
• 参考文献105-110
• 结论110-111
• 综述111-148
• 参考文献129-148
• 缩写词简表148-149
• 读学位期间成果149-150
• 致谢150-151

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本文编号：993190