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摘要:目的探讨基于光子计数CT的四维CT血管成像(4D-CTA)方案在脑动静脉畸形(AVM)成像中降低辐射剂量的可行性,并评估低辐射剂量方案的图像质量｡方法前瞻性连续纳入2024年5月至2025年11月入住北京协和医院神经外科拟行介入栓塞术,需术前完善动态4D-CTA以进一步观察血管结构的脑AVM患者16例｡收集患者的一般资料,包括性别､年龄及临床症状[癫痫发作､局灶性神经功能障碍(运动障碍､感觉障碍､失语等)､非特异症状(头痛､呕吐等)､无明显症状]｡术前DSA上的脑AVM血管结构影像学资料包括脑AVM位置(幕上､幕下)､最大径､供血动脉来源(前循环､后循环､前循环及后循环)､静脉引流类型(浅表引流､深静脉引流)｡所有患者均通过光子计数CT完成4D-CTA检查并重建脑血流量(CBF)､脑血容量(CBV)及平均通过时间(MTT)三组灌注参数图,其中前8例采用传统方案(光子计数CT系统预置的扫描方案),后8例采用低剂量方案(将能量谱控制功能中的图像质量目标设置为“血管优化”模式,动态扫描于对比剂注射后延迟4s启动,并将时间采样周期延长至1.5s,使总采集时间缩短至41.9s,动态时间点减少至21个,重点覆盖动脉期至静脉引流的关键时间窗口)｡由2名放射科医师独立评估两种方案的图像质量,包括4D-CTA及基于4D-CTA生成的灌注参数图(CBF､CBV､MTT)的信噪比及对比噪声比,并与DSA显示的脑AVM血管结构进行对比;采用4分量表对CBF､CBV､MTT灌注参数图的主观质量进行评价｡采用组内相关系数(ICC)或Cohen′s Kappa分析对2名放射科医师对图像质量的评估结果进行观察者间一致性检验｡结果(1)共纳入16例脑AVM患者,男9例,女7例,年龄9~65岁,平均(38±15)岁,其中传统方案组8例,低剂量方案组8例;传统方案组与低剂量方案组患者的性别､年龄､临床症状分布及脑AVM位置､最大径､供血动脉来源､静脉引流类型的差异均无统计学意义(均P>0.05)｡(2)传统方案组的管电流为140~190mA,中位管电流为168(156,173)mA,低剂量方案组管电流为7~48mA,中位管电流为42(41,44)mA,组间差异有统计学意义(P=0.002)｡传统方案组的辐射剂量为4.8~9.2mSv,中位辐射剂量为8.4(7.0,8.9)mSv,低剂量方案组的辐射剂量为0.3~1.8mSv,中位辐射剂量为1.7(1.5,1.8)mSv,组间差异有统计学意义(P<0.01)｡(3)2名放射科医师基于4D-CTA对脑AVM位置､供血动脉来源及静脉引流类型的分类评估达到高度或几乎完全一致(观察者间一致比例分别为16/16､14/16､15/16,Kappa值分别为1.000､0.667､0.871),对AVM最大径的测量一致性极好(ICC=0.994);4D-CTA及各项基于4D-CTA的灌注参数(CBF､CBV､MTT)图的信噪比与对比噪声比的测量结果均具有良好或极好一致性(ICC为0.762~0.972);CBV与CBF灌注参数图主观质量评分分别为几乎完全一致和高度一致(Kappa值分别为0.828､0.700),MTT灌注参数图主观质量评分一致性中等(Kappa=0.478)｡(4)传统方案组与低剂量方案组4D-CTA图像及基于4D-CTA的CBF､CBV､MTT灌注参数图的信噪比､对比噪声比组间差异均无统计学意义(均P>0.05)｡低剂量方案及传统方案4D-CTA图像均可清晰显示脑AVM的位置､最大径､供血动脉来源及静脉引流类型等结构特征,且与术前DSA结果一致｡低剂量方案组脑AVM患者基于4D-CTA的MTT灌注参数图主观质量评分低于传统方案组[3.0(2.0,3.0)分比3.5(3.0,4.0)分,P= 0.045]｡两组CBF和CBV灌注参数图主观质量评分差异均无统计学意义(均P>0.05)｡结论基于光子计数CT的低剂量4D-CTA成像方案可提供与传统方案质量相当的脑AVM血管结构信息与灌注参数图像｡本研究结果仍需大样本研究验证｡

脑动静脉畸形(arteriovenous malformation,AVM)是脑动脉与静脉间缺乏正常毛细血管床而直接相连所产生的异常血管团,其血管结构复杂,典型解剖结构包括供血动脉､畸形血管团及引流静脉[1]｡脑AVM的诊断､分级及治疗方案均依赖高质量的影像学评估[2]｡此外,AVM介导的高速､低阻分流的血流动力学可改变脑组织灌注状态[3],与破裂出血风险及癫痫､局灶性神经功能障碍等临床症状相关[4-5]｡因此,需对脑AVM患者的血管解剖结构与灌注改变进行综合评估｡

四维CT血管成像(four-dimensional CTA,4D-CTA)在传统CTA的基础上加入了时间维度,通过对同一部位的多期连续扫描准确捕捉血流从动脉至静脉的动态变化,使其可同时显示血管结构并可基于时间-密度曲线计算脑血流灌注参数[6]｡目前研究显示,4D-CTA在评估脑AVM血管解剖结构及指导术后随访方面具有重要价值[7-8],经其获取的灌注参数具有预测脑AVM破裂风险的潜力[4]｡然而,目前基于常规能量积分探测器CT的4D-CTA累积辐射剂量较高,限制了其在临床的广泛应用[9]｡开发辐射剂量更低､安全性更高且可保障图像质量的脑AVM影像学检查方案具有重要临床价值｡

作为一项新型影像学技术,光子计数CT可通过半导体探测器直接将X射线光子转化为电信号,避免了传统闪烁体探测器中可见光散射引起的光学串扰现象,结合更小尺寸的探测器像素设计,可获得更高的空间分辨率[10]｡此外,光子计数CT具备对单个X射线光子进行独立计数和能量分级的能力,可规避传统CT中高能光子权重过高的问题,充分利用携带更多对比度信息的低能光子,可大幅提高脑组织密度分辨率[11]｡得益于电子噪声的消除与X射线光子利用效率的提升,光子计数CT可在维持图像质量的前提下,降低辐射剂量[12]｡然而,光子计数CT2024年在中国正式投入临床应用,目前常规使用的扫描序列多为设备出厂预设的标准化方案,在实际应用中需针对预设参数进行调整方可匹配临床上对辐射剂量及图像质量的需求[13]｡目前临床上尚缺乏针对脑AVM的低剂量4D-CTA方案｡

本研究旨在探讨基于光子计数CT的4D-CTA成像方案在脑AVM成像中降低辐射剂量的可行性,并比较低辐射剂量方案与传统方案的图像质量,以期为脑AVM的临床影像学评估提供低辐射且可靠的成像方案｡

1 对象与方法

1.1 对象

前瞻性连续纳入2024年5月至2025年11月入住北京协和医院神经外科拟行介入栓塞术,需术前完善动态4D-CTA以进一步观察血管结构的脑AVM患者16例｡本研究方案经北京协和医院医学伦理委员会审核批准(伦理审批号:I-24PJ0346)｡所有患者或家属签署了研究知情同意书｡

纳入标准:(1)经常规(非4D)CTA或MR血管成像明确诊断为脑AVM;(2)临床资料完整;(3)本次就诊前未接受脑AVM相关治疗;(4)经神经外科医师评估需术前完善动态4D-CTA以进一步观察血管结构; (5)拟于本院行介入栓塞术,可获取术前DSA影像学资料｡

排除标准:(1)既往有脑部手术史､严重颅脑外伤史;(2)严重肾功能不全无法耐受增强CT;(3)术前DSA或4D-CTA存在严重运动伪影,导致血管结构显示不清或影响测量｡

1.2 资料收集

收集所有患者的一般资料,包括性别､年龄及临床症状[癫痫发作､局灶性神经功能障碍(运动障碍､感觉障碍､失语等)､非特异症状(头痛､呕吐等)､无明显症状]｡术前DSA上显示的脑AVM血管结构影像学资料包括脑AVM位置(幕上､幕下)､最大径､供血动脉来源(前循环､后循环､前循环及后循环)､静脉引流类型(浅表引流､深静脉引流)｡

1.3 4D-CTA扫描方案分组及灌注

参数图生成

1.3.1扫描方案:所有患者均于德国西门子医疗光子计数CT系统(NAEOTOM Alpha)上完成4D-CTA检查｡前8例入组患者(例1至8)采用NAEOTOM Alpha系统预设的脑灌注扫描方案,为传统方案组;随后连续入组的8例患者(例9至16)采用在该传统方案基础上改进的低剂量扫描方案,为低剂量方案组｡扫描开始前,两组患者均取仰卧位,头部固定于专用头托,经一次定位扫描获取前后位定位像以确定扫描范围并锁定体位｡经肘静脉以4~5ml/s的流速注射35~50ml非离子型碘对比剂(浓度为400mgI/ml),并以20ml等渗盐水冲管｡

传统方案:基于NAEOTOM Alpha系统预置的“dynamic spiral adult head quantum”扫描方案｡该方案将管电压设为70kV,并启用多项联合应用辐射暴露降低技术(combined applications to reduce exposure,CARE)｡在能谱质量控制(CARE keV)功能中,图像质量目标采用系统默认的“软组织增强(soft tissue with contrast)”模式,该模式下的质量参考管电流为165mA,以满足脑部动态灌注及血管显示的常规临床需求｡在此基础上,自动管电流调制(CARE dose 4D)功能可基于患者年龄､体质量､解剖厚度及组织密度动态调整实际的管电流｡动态扫描于对比剂注射后立即启动,总采集时间为58s,时间采样周期为1.2s,共获取36个动态时间点数据,进行全脑范围内的连续动态采集｡

低剂量方案:低剂量方案在传统方案基础上实施多维度剂量缩减策略｡由于降低管电流并不影响血管对比度或血管异常的检测[14],故本研究将CARE keV图像质量目标设置为“血管优化(vascular optimized)”模式(质量参考管电流为45mA)以降低单次曝光剂量,启用CARE Dose 4D功能动态调整管电流｡由于降低采样频率对灌注参数及临床决策的影响较轻微[15],故本研究对动态采集时序进行了针对性优化:动态扫描于对比剂注射后延迟4s启动,并将时间采样周期延长至1.5s,使总采集时间缩短至41.9s,动态时间点减少至21个,重点覆盖动脉期至静脉引流的关键时间窗口｡

4D-CTA扫描完成后,系统将生成该次扫描的参数报告,包括管电流及剂量长度乘积｡通过以下公式计算4D-CTA的辐射剂量:辐射剂量=剂量长度乘积×k｡其中k为特定解剖部位的转化系数,头部CT扫描k值通常取0.0021[16]｡

1.3.2 基于4D-CTA的灌注参数图生成:使用syngo.CT软件(德国西门子医疗)中的神经灌注(Neuro Perfusion)模块对传统方案组及低剂量方案组的4D-CTA图像进行统一处理｡(1)进行自动运动校正;(2)软件依据非脑AVM病变侧大脑中动脉M1段时间-密度变化自动计算动脉输入函数(arterial input function,AIF),依据上矢状窦后部时间-密度变化自动计算静脉输出函数(venous output function, VOF),同时记录各体素的时间-密度变化曲线(time-density curve,TDC);(3)软件利用上述3个函数计算全脑各体素参数的灌注:脑血容量(cerebral blood volume,CBV)=TDC曲线下面积/VOF曲线下面积;脑血流量(cerebral blood flow,CBF)为通过去卷积算法计算AIF与TDC得到的残留函数的峰值;平均通过时间(mean transit time,MTT)=CBV/ CBF[17];(4)利用全脑各体素的灌注参数,生成基于4D-CTA的CBF､CBV､MTT3组灌注参数图｡

1.4 4D-CTA参数及基于4D-CTA的

灌注参数图评估

由2名放射科医师(1名具有3年工作经验的住院医师,1名具有10年工作经验的主治医师)在未知患者临床信息的情况下独立评估4D-CTA及基于4D-CTA生成的灌注参数图,包括CBF､CBV及MTT｡2名医师意见不一致时,经商讨并向另1名具有25年工作经验的放射科主任医师咨询,以确定最终结果｡

1.4.1 4D-CTA的信噪比及对比噪声比:将两组脑AVM患者的4D-CTA原始图像均上传至北京协和医院医学影像存储传输系统(picture archiving and communication systems,PACS),并于该系统配套的客户端软件Centricity(美国通用电气医疗系统公司)中进行分析｡分别在AVM的供血动脉管腔内及对侧大脑半球同层面无明显血管走行的正常深部脑白质区域,手动勾画面积约10mm²的圆形感兴趣区(region of interest,ROI),软件自动计算ROI内的平均CT值及标准差｡供血动脉ROI的平均CT值为4D-CTA的血管信号(对于存在多支动脉供血的脑AVM患者,则分别于所有供血动脉内勾画ROI,将所有供血动脉ROI内CT值的平均值作为4D-CTA血管信号)｡深部脑白质ROI的平均CT值为4D-CTA的背景信号,深部脑白质ROI的CT值标准差为4D-CTA的图像噪声｡按以下公式计算4D-CTA的信噪比及对比噪声比:4D-CTA信噪比=血管信号/图像噪声,4D-CTA对比噪声比=(血管信号-背景信号)/图像噪声[18]｡

1.4.2 基于4D-CTA的灌注参数图信噪比及对比噪声比:在syngo.CT软件中对两组脑AVM患者的CBF､CBV､MTT灌注参数图进行分析｡在无脑AVM侧大脑额中回皮质及深部脑白质分别手动勾画约10mm2的圆形ROI,软件自动计算ROI内灌注参数(CBF､CBV､MTT)的平均值及标准差｡额中回ROI灌注参数平均值为灌注参数图的灰质信号,深部脑白质ROI的灌注参数平均值为灌注参数图的白质信号,深部脑白质ROI的灌注参数值的标准差为灌注参数图的参数噪声｡按以下公式计算灌注参数图的信噪比与对比噪声比:灌注参数图信噪比=灰质信号/参数噪声,灌注参数图对比噪声比=(灰质信号-白质信号)/参数噪声[19]｡

1.4.3 血管结构评估:在Centricity软件中逐层观察低剂量方案组和传统方案组脑AVM患者的4D-CTA图像以评估脑AVM的血管结构｡评估项目及分类标准参考Spetzler-Martin系统[20],具体如下:首先确定AVM血管团所在位置(幕上､幕下),并于血管团的最大截面测量其最大径长度(<3cm､3~6cm､>6cm),随后于4D-CTA动脉期观察供血动脉来源[前循环(大脑前动脉及大脑中动脉)､后循环(大脑后动脉及基底动脉)],于静脉期观察引流类型(仅存在浅表静脉引流,或存在向大脑内静脉或基底静脉等的深部静脉引流)｡为减少记忆偏倚,在完成4D-CTA评估后,间隔1周以上再进行术前DSA评估,具体项目及分类标准与4D-CTA相同｡最终以DSA为“金标准”[21]验证4D-CTA评估结果｡见图1｡

1.4.4 基于4D-CTA的灌注参数图的主观质量评分:参考Forbrig等[18]制定的评估标准,采用4分制量表,基于4D-CTA图像噪声及灌注参数图与血管结构的对应程度对各患者的CBF､CBV､MTT脑灌注参数图分别进行主观质量评分｡图像噪声基于阅片者的主观感受进行评分;灌注参数图与血管结构的对应程度方面,首先在syngo.CT软件中使用“图像融合”功能生成4D-CTA与三组灌注参数图的融合图,观察融合图中畸形团及脑灰白质的显示情况并与4D-CTA图像对照(图2)｡评分标准具体如下:1分为图像噪声严重,灰白质对比度完全丢失,畸形血管团高灌注区无法显示,图像无法用于临床诊断;2分为存在中度图像噪声,灰白质界限显示欠清,畸形血管团高灌注区大致可见但受噪声影响边界模糊;3分为存在轻微图像噪声,灰白质界限易于分辨,畸形血管团高灌注区形态较清晰,可良好对应血管结构;4分为图像噪声极低,灰白质解剖界限清晰,畸形血管团高灌注区形态及边界与4D-CTA显示范围完全契合｡

1.5 统计学分析

使用IBM SPSS Statistics25.0软件对数据进行统计学分析｡采用Shapiro-Wilk检验评估计量资料的正态性,符合正态分布的计量资料以x-±s表示,组间比较采用独立样本t检验,不符合正态分布的计量资料以中位数和四分位数[M(P25,P75)]表示,组间比较采用Mann Whitney U检验;分类变量以例数表示,组间比较采用Fisher确切概率法｡以P<0.05为差异有统计学意义｡

检验效能计算:利用传统方案组与低剂量方案组患者的辐射剂量值计算独立样本的效应量(Cohen′s d),Cohen′s d<0.2为小效应,0.2~0.8为中等效应,>0.8为大效应[22],在显著性水平设定为α=0.05的条件下,评估当前样本量所能提供的统计学检验效能｡

观察者间一致性检验:对于连续变量,采用组内相关系数(intraclass correlation coefficient,ICC)评估观察者间一致性,ICC>0.90为一致性极好,0.75~0.90为一致性良好,0.50~<0.75为一致性中等,<0.50为一致性差[23]｡分类变量采用Cohen′s Kappa分析,等级变量采用平方加权Kappa分析,Kappa值0.81~1.00为几乎完全一致,0.61~0.80为高度一致,0.41~0.60为中等一致,0.21~0.40为一般一致,0.00~0.20为轻微一致[24]｡

2 结果

2.1 一般资料及及脑AVM术前DSA影像学特征

共纳入16例脑AVM患者,男9例,女7例,年龄9~65岁,平均(38±15)岁,其中传统方案组8例,低剂量方案组8例｡16例脑AVM患者的一般资料及术前DSA影像学资料见表1｡

传统方案组与低剂量方案组患者的性别､年龄､临床症状分布及术前DSA显示的脑AVM位置､最大径､供血动脉来源､静脉引流类型的差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表2｡

2.2 两组患者管电流与辐射剂量比较

传统方案组的管电流为140~190mA,中位管电流为168(156,173)mA,低剂量方案组管电流为7~48mA,中位管电流为42(41,44)mA,组间差异有统计学意义(P=0.002)｡传统方案组的辐射剂量为4.8~9.2mSv,中位辐射剂量为8.4(7.0,8.9)mSv,低剂量方案组的辐射剂量为0.3~1.8mSv,中位辐射剂量为1.7(1.5,1.8)mSv,组间差异有统计学意义(P<0.01)｡事后统计效能分析显示,传统剂量方案与低剂量方案间产生了较大的效应量(Cohen′s d=39.64),当前样本量在α=0.05的水平下可提供100%的统计效能｡16例脑AVM患者的4D-CTA方案及其管电流､辐射剂量见表3｡

2.3 观察者间一致性检验

2名放射科医师基于4D-CTA对脑AVM位置､供血动脉来源及静脉引流类型的分类评估达到高度或几乎完全一致(观察者间一致比例分别为16/16､14/16､15/16,Kappa值分别为1.000､0.667､0.871);对AVM最大径的测量一致性极好(ICC=0.994);对4D-CTA及各项灌注参数(CBF､CBV､MTT)图的信噪比与对比噪声比的测量结果均具有良好或极好的一致性(ICC为0.762~0.972);对CBV与CBF灌注参数图主观质量评分分别为几乎完全一致､高度一致(Kappa值分别为0.828､0.700),对MTT灌注参数图主观质量评分一致性中等(Kappa=0.478)｡见表4｡

2.4 4D-CTA及灌注参数图图像质量

比较

传统方案组与低剂量方案组4D-CTA图像的信噪比､对比噪声比的组间差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表5｡

传统方案组与低剂量方案组的CBF､CBV､MTT灌注参数图的信噪比及对比噪声比的差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表5｡

2.5 基于4D-CTA与DSA评估的两组患者的血管结构对比

低剂量方案及传统方案4D-CTA均可清晰显示脑AVM的位置､最大径､供血动脉来源及静脉引流类型等结构特征,且与术前DSA图像结果一致｡见表6｡

2.6 基于4D-CTA的灌注参数图主观质量评分

低剂量方案组脑AVM患者基于4D-CTA的MTT灌注参数图主观质量评分低于传统方案组(P=0.045)｡两组CBF和CBV灌注参数图主观质量评分差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表7｡

3 讨论

脑AVM的临床评估依赖于涵盖血管解剖结构与灌注的综合影像学检查｡4D-CTA可捕捉血流从动脉至静脉的动态变化,评估血管解剖及灌注改变｡但传统基于能量积分探测器CT的4D-CTA累积辐射剂量较高,限制了其在临床上的广泛应用｡光子计数CT为一项新型影像技术,其凭借直接信号转换与能量探测机制,在降低辐射剂量方面展现出巨大潜力｡然而,目前临床实践中常规使用的扫描序列多为设备出厂自带的标准化方案[13],尚缺乏专门针对脑AVM优化的光子计数CT 4D-CTA成像方案｡本研究采用了一种基于光子计数CT的脑AVM低剂量4D-CTA扫描方案,并对其评估脑AVM的图像质量进行了验证｡

既往研究显示,针对脑AVM的4D-CTA扫描方案有效辐射剂量为5.2~11.5mSv[7,25],本研究传统方案的中位剂量为8.4(7.0,8.9)mSv,与既往研究结果相似｡本研究低剂量方案组中位辐射剂量为1.7(1.5,1.8)mSv,仅为传统方案组的20%,低于既往研究报道的辐射剂量,提示通过将光子计数CT技术与降低管电流及采样频率的采集策略相结合可实现对脑AVM的低剂量4D-CTA检查｡

低剂量方案的临床可行性需要对图像质量进行系统性验证[26]｡传统能量积分探测器CT强制压低管电流以降低辐射剂量时,X射线光子通量随之骤减,系统固有的电子噪声和量子噪声在图像信号中占据主导地位,导致图像噪声增加及信噪比降低[10]｡Jumriah等[27]使用标准化医用水模体测试不同曝光条件下能量积分探测器CT的图像质量,结果显示,在80kV条件下,管电流降低100mA可使CT图像噪声增高41%(P<0.01),信噪比降低25%(P=0.043)｡与传统方案比较,本研究的低剂量方案将管电流降低约80%[42(41,44)mA比168(156,173)mA, P=0.002],其4D-CTA及主要脑灌注参数(CBF､CBV､MTT)图信噪比和对比噪声比均与传统方案组差异无统计学意义(均P>0.05),这得益于光子计数CT的物理学创新:其采用的半导体探测器可直接将X射线转化为电信号,消除了传统能量积分探测器CT中的电子噪声;此外,其拥有基于单个X射线光子进行独立计数和能量分级的能力,并赋予了对碘对比剂具有更高敏感度的低能光子更高的权重[11]｡电子噪声的消除及X射线光子利用效率的提升,为光子计数CT在低曝光参数条件下保持图像质量提供了物理基础｡然而,本研究对基于4D-CTA生成的灌注参数图的主观质量评分显示,低剂量方案组的MTT灌注参数图主观质量评分低于传统方案组[3.0(2.0,3.0)分比3.5(3.0,4.0)分, P=0.045]｡既往研究表明,MTT可反映血流通过微循环的耗时,其对时间分辨率较为敏感[28],采样周期拉长可导致部分瞬态的血流动力学变化被平滑或遗漏(欠采样),这种时间-密度曲线的细微失真在去卷积算法的计算过程中被放大,最终表现为MTT灌注图像中灰白质对比度的模糊[29]｡在未来的序列优化中,或可引入迭代重建等更先进的图像重建算法[19],以提升MTT灌注参数图的图像质量｡

本研究的低剂量4D-CTA方案在脑AVM的临床影像学评估中展现出潜在的转化价值｡在术前评估方面,4D-CTA可动态显示AVM血管的立体结构,可在术前选择手术入路或制定介入栓塞策略方面与DSA进行互补[2]｡本研究血管结构评估结果显示,低剂量方案可清晰描绘脑AVM的供血动脉来源､血管团位置及静脉引流类型,其对血管解剖结构的呈现效果与传统方案一致,提示低剂量方案可用于脑AVM的血管结构评估｡此外,辐射剂量降低有利于拓展该技术在临床中的适用人群｡对于辐射敏感度极高的儿童与青少年患者,长期多次检查带来的累积辐射暴露增加了潜在的放射生物学风险｡一项研究基于欧洲9个国家276家儿科医院放射科的检查记录及国家癌症登记数据,对948174名1~22岁的儿童及青少年进行辐射剂量与患癌风险分析,结果显示,累积辐射剂量每增加100mGy(换算为头部CT的有效剂量为2.0~3.5mSv),儿童及青少年罹患血液系统恶性肿瘤的超额相对风险为1.96(95%CI:1.10~3.12)[30]｡因此,低剂量4D-CTA方案的开发有利于降低此类高辐射敏感群体潜在的致癌风险｡一项研究对美国梅奥诊所及奥姆斯特德医疗中心就诊的54447例患者进行了10年医疗相关辐射剂量的分析,随机抽样了队列内200例累计接受辐射剂量>100mSv患者的600次CT检查并统计其用途,结果显示,35.7%(214次)的检查用于肿瘤的定期复查及疗效评估,10.0%(60次)的检查用于心血管疾病的长期随访[31]｡而对于脑AVM,未手术的患者需定期随访以动态评估破裂风险[32],治疗后的患者亦需要进行长达数年甚至终身的影像学随访以监测病灶闭塞情况或复发风险[33]｡2024年脑AVM多学科诊疗专家共识指出,受限于辐射剂量及技术尚未普及,目前4D-CTA难以作为脑AVM长期随访的首选,仍推荐采用无辐射的MRI作为术后随访手段[21]｡本研究通过序列优化,将中位有效剂量压缩至1.7(1.5,1.8)mSv｡参照Maurer等[8]应用光子计数CT评估脑AVM患者行介入栓塞术疗效的研究,1次常规静态头部CT平扫的有效辐射剂量约为1.35mSv｡本研究设计的低剂量方案使患者以约等于1次常规静态CT平扫的辐射剂量,获取完整的血流动力学信息,这种辐射代价与诊断收益的平衡表明本研究的低剂量方案在辐射剂量敏感患者及需要长期动态影像学随访的重点人群中的应用具有一定潜力｡

本研究存在一定的局限性:首先,光子计数CT作为一项于2024年投入中国临床应用的前沿影像学技术,其针对特定脑血管病变的定制化扫描方案尚处于探索阶段,加之脑AVM发病率较低[年发病率为(1.1~1.4)/10万[21]],使本研究受限于较小的样本量;其次,由于光子计数CT引进初期缺乏成熟的低剂量序列,且为严格遵循放射防护最优化原则,本研究采用了前瞻性连续入组与顺次序列优化的研究设计,而非严格的随机对照试验;尽管基线分析中组间差异均无统计学意义,但非随机设计仍可能在一定程度上导致选择偏倚;最后,本研究暂未纳入术后随访队列以评估该低剂量方案4D-CTA在脑AVM术后成像中的图像质量｡未来或可在本研究提出的低剂量方案基础上,开展多中心､大样本的随机对照研究,以进一步验证该方案在更广泛人群及长周期疗效监测中的普适性｡

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