256層螺旋CT iDose4技術(shù)在BMI指導下降低冠脈成像輻射劑量的可行性

耿麗莉 李海波 褚麗娟 吳桂春 田貴森

冠狀動脈CT血管成像已成為篩查冠心病的主要手段。但CCTA較高的射線劑量會增加癌癥發(fā)病危險[1-3]，因此實行低劑量管理尤為重要。飛利浦256層CT獨有iDose4技術(shù)（第四代迭代重建）能有效地抑制低劑量偽影并且去除噪音。本研究旨在探討iDose4技術(shù)與體重指數(shù)（BMI）指導下的低劑量技術(shù)有效結(jié)合，在維持客觀噪聲不變的基礎(chǔ)上降低不同個體射線劑量的可行性。

方 法

1.臨床資料

搜集2012年5月至2012年12月間，在本院接受256層螺旋CT冠狀動脈成像檢查的患者74例。排除標準：含碘對比劑過敏患者，嚴重肝腎功能不全或者心功能不全，冠狀動脈搭橋患者，肥胖患者［即體重指數(shù)（BMI）＞27］。連續(xù)選取37例患者進行固定電流、電壓（120kV、700mAs）的回顧性心電門控掃描（A組），其中男25例，女12例，年齡（43～73）歲，平均（55.41±7.91）歲，身高（155～183）cm，平均（167±7.7）cm，體重（47.5～90）kg，平均（68.5±10.18）kg；連續(xù)選取37例患者采用BMI指導下管電壓、管電流的回顧性心電門控掃描（B組），其中男24例，女13例，年齡（33～76）歲，平均（54.86±9.92）歲，身高（150～178）cm，平均（167±7.6）cm，體重（40～83）kg，平均（66.4±9.92）kg（表1）。所有患者檢查前均被告知檢查詳情并填寫知情同意書。兩組患者年齡、身高、體重差異無統(tǒng)計學意義。

表1 BMI 指導下管電壓、管電流的選擇方法

2.檢查方法

掃描設(shè)備為Philips Brilliance iCT。A組采用常規(guī)管電壓120kV，管電流700mAs的回顧性心電門控掃描，B組患者依據(jù)表1采用BMI指導下管電壓、管電流。對比劑濃度：A組選用370mgI/ml，B組270～320mgI/ml；注射劑量為50～80ml，注射速度4.5～6.0ml/s，依據(jù)患者體重進行個體化定量。重建方式：A組采用常規(guī)濾波反投影（BFP）重建成像；B組采用高級迭代重建 -iDose4重建成像。

3.圖像質(zhì)量評估

所有患者的冠狀動脈影像經(jīng)血管分析軟件進行影像質(zhì)量評估。參考文獻[5-7]，客觀評價采用信號噪聲比（SNR）和對比度噪聲比（CNR）。信號強度(SI)用冠狀動脈強化的CT值表示，在軸位圖像上分別測量左前降支中段（SI1）、左回旋支中段（SI2）、右冠狀動脈中段（SI3）的CT值，然后計算冠狀動脈強化的平均值（SI4），同時測量胸大肌的CT值（SI5）。背景噪聲(BN)采取測量主動脈噪聲，取其標準差（SD）來表示。SNR和CNR通過以下公式算出：SI4=(SI1+SI2+SI3)/3；SNR=SI4/BN；CNR=(SI4-SI5)/BN。

主觀評價由兩名資深影像診斷醫(yī)師以雙盲法對冠狀動脈影像進行評估，以1～4分進行圖像質(zhì)量評價。4分：軸位掃描血管邊緣銳利，管腔清晰，未見運動偽影，VR圖像上無階梯偽影；3分：血管邊緣模糊，管腔對比顯影尚可，存在較小的運動偽影，VR圖像上無階梯偽影；2分：血管運動偽影邊緣距離血管中心小于5mm,VR圖像上可見輕微的階梯偽影；1分：血管顯示不清，無法進行診斷。

4.射線劑量評估

記錄每例患者檢查時由計算機自動生成的容積CT劑量指數(shù)[CTDIvol(mGy)]，用CTDIvol×SL（掃描長度）得出劑量長度乘積[DLP(mGy/cm)]。有效劑量[ED(mSV)]=DLP×K,其中K為換算因子，在冠狀動脈掃描時K的取值為0.014[8]。

5.統(tǒng)計學處理

結(jié) 果

1.圖像質(zhì)量

1.1 客觀評價：兩組統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較見表1。A組患者冠狀動脈平均CT值（SI4）略低于B組，但差異無統(tǒng)計學意義（t=0.308，P＞0.05）（圖1）；A組信號噪聲比(SNR)和對比度噪聲比(CNR)低于B組，但差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；A組患者的背景噪聲（BN）略高于B組，但兩者差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）（圖2）。

1.2 主觀評價：A組患者圖像質(zhì)量評分均值為3.57分，B組患者圖像質(zhì)量評分均值為3.76分，兩者差異無統(tǒng)計學意義（t=1.286，P＞0.05）（圖3）。

2.射線劑量

A組每例患者檢查中由機器自動記錄的CTDIvol值為45mGy，B組CTDIvol均值為(23.23±3.55)mGy。兩組統(tǒng)計數(shù)據(jù)比較見表3。兩組掃描長度差異無統(tǒng)計學意義。B組ED均值明顯低于A組（約49%），差異具有統(tǒng)計學意義（t=28.547，P<0.05）。

表2 A、B兩組圖像質(zhì)量數(shù)據(jù)比較

表3 A、B兩組射線劑量數(shù)據(jù)比較

圖1A. 常規(guī)管電壓、管電流，右冠狀動脈CT值502.8HU。B. BMI指導下管電壓、管電流，右冠狀動脈CT值505.5HU。

圖2A. 常規(guī)管電壓、管電流, 主動脈噪聲（BN）32.9。B. BMI指導下管電壓、管電流, 主動脈噪聲（BN）32.6。

圖3A 固定電流、電壓（120kV、700mAs）。A. BFP重建：CPR、VR、MPR軸位、血管拉直圖像。ED = 8.88mSv。B. BMI指導下管電壓、管電流（100kV、500mAs）iDose4重建：CPR、VR、MPR軸位、血管拉直圖像。ED = 3.23mSv。

圖4 本組中1例小BMI個體（BMI=17.9），管電壓80kV，管電流600mAs，ED=2.09mSv，而圖像質(zhì)量完全滿足診斷要求。

討 論

1. 256層螺旋CT心臟成像降低射線劑量的方法

多層螺旋CT心臟成像時由于采用亞毫秒、薄層、小螺距掃描，導致其射線劑量大于其他部位的檢查。降低射線劑量的方案大體可分為降低射線輸出量和降低射線照射時間，前者包括降低管電壓、降低管電流、ECG電流調(diào)控，后者包括心電前門控技術(shù)，改變螺距等[9-10]。

前瞻性門控技術(shù)可以顯著降低MSCT心臟冠狀動脈檢查中的輻射劑量，但成像時需選擇心率慢且穩(wěn)定的患者，否則會影響采集的圖像質(zhì)量；并且前瞻性門控技術(shù)為單時相掃描,原始數(shù)據(jù)只能在較窄的范圍內(nèi)重組[11-13],因此使用心電編輯、多時相重組等圖像后處理技術(shù)會受到一定限制。

256層螺旋CT回顧性心電門控技術(shù)一次屏氣可以完成全心動周期數(shù)據(jù)的采集，通過回顧性重建，對冠狀動脈多個時相的圖像進行分析。其優(yōu)點是無需控制心率，成功率高，缺點是較高的射線劑量，但可通過降低射線輸出量解決。

2. 射線劑量與管電壓、管電流、碘信號強度及圖像噪聲的關(guān)系

射線劑量與管電壓的平方呈正比，與管電流呈正比[14]。Tobias等[15]報道在其它參數(shù)不變的情況下管電壓由。120kV降到100kV，射線劑量下降大約39%。B組中ED均小于5mSv，平均4.18 mSv，射線劑量較常規(guī)降低約50%。

隨著管電壓的降低，光電效應(yīng)增加，碘信號的檢測效率提高，碘的物體對比固定情況下，管電壓由120kV變?yōu)?00kV，碘信號幅度大約增加17%[12]。據(jù)此可以在不改變血管碘信號對比強度的情況下降低對比劑濃度，一方面可降低對比劑引發(fā)腎病和心臟病的發(fā)作風險，另一方面為患者節(jié)省了檢查費用。B組中對比劑濃度270～320mgI/ml，較A組對比劑濃度為370mgI/ml圖像比較，碘信號強度沒有明顯差異。

降低管電壓及管電流，在降低光子能量的同時增加了噪音。256層螺旋CTiDose4技術(shù)為第四代迭代重建：去除各種低光子偽影，同時不改變噪音頻率譜，從而最有效地抑制低劑量偽影，去除噪音。因此本研究中兩組主動脈噪聲沒有明顯差異。

3. BMI對低劑量管理的指導意義

BMI是國際公認的評定肥胖程度的分級方法。ED和BMI呈平方根關(guān)系，且與噪聲中度相關(guān)[4]。為避免導致肥胖患者射線劑量不足，噪聲過大，而對于消瘦患者射線劑量過大的結(jié)果，本研究將BMI≤27的個體納入，根據(jù)不同BMI分組后綜合應(yīng)用低劑量技術(shù)，一方面使曝光劑量更適應(yīng)于不同個體，另一方面使噪聲得到較均勻控制。本組中1例小BMI個體ED僅為2.1mSv,而圖像質(zhì)量完全滿足診斷要求（圖4）。

綜上所述，256層螺旋CT冠狀動脈血管成像中，iDose4重建技術(shù)與BMI指導下的低劑量技術(shù)的有效結(jié)合，在不降低圖像質(zhì)量的前提下，均衡控制不同個體射線劑量，不但射線劑量較常規(guī)降低了約49%，同時也降低了對比劑濃度，這對于冠心病的篩查、術(shù)前評估、術(shù)后隨訪是切實可行的。

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