能譜CT雙低劑量高清共軛采集在冠狀動(dòng)脈狹窄診斷中的價(jià)值

呂仁鋒， 徐哲， 王拓， 譚曉天

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·低kV低濃度對(duì)比劑專題·

能譜CT雙低劑量高清共軛采集在冠狀動(dòng)脈狹窄診斷中的價(jià)值

呂仁鋒， 徐哲， 王拓， 譚曉天

目的：探討能譜CT使用低管電壓和低濃度對(duì)比劑結(jié)合高清共軛采集技術(shù)對(duì)冠狀動(dòng)脈CTA檢查的圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。方法：選擇臨床擬診冠心病及支架術(shù)后行冠狀動(dòng)脈CTA復(fù)查的患者152例，隨機(jī)分成A、B兩組，各76例。A組：使用管電壓100 kVp，對(duì)比劑濃度270 mg I/mL，128層40 mm的高清(HD)共軛容積數(shù)據(jù)采集。B組:使用管電壓120 kVp，對(duì)比劑濃度為320 mg I/mL，采用128層40 mm的標(biāo)準(zhǔn)(STD)共軛容積數(shù)據(jù)采集。兩組其它掃描參數(shù)不變。對(duì)兩組圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，并記錄和計(jì)算圖像主動(dòng)脈根部對(duì)比噪聲比(CNR)、冠狀動(dòng)脈各段CT值的均值及冠狀動(dòng)脈顯示節(jié)段數(shù)，計(jì)算兩組的輻射劑量(ED)和人均碘攝入量，對(duì)兩組間上述指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果：A、B組圖像質(zhì)量評(píng)分分別為(3.52±0.48)和(3.12±0.56)分，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.01，P<0.05)； A組圖像CNR高于B組(t=4.18，P<0.05)；兩組冠狀動(dòng)脈各段CT值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均>0.05)，均可滿足診斷需求；A組冠狀動(dòng)脈可評(píng)價(jià)節(jié)段數(shù)為1064，B組為1032；A、B組的ED值分別為(2.72±0.58)和(3.59±0.62) mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=9.66，P<0.05)；A組人均碘攝入量[(234.42±10.23) mg I/kg]低于B組[(294.32±12.07) mg I/kg，t=33.09，P<0.001]。結(jié)論：能譜CT冠狀動(dòng)脈成像中，使用100kVp和低濃度等滲對(duì)比劑結(jié)合高清共軛采集技術(shù)，可有效降低輻射劑量，減少人體碘攝入量，同時(shí)提高整體圖像質(zhì)量，對(duì)冠狀動(dòng)脈狹窄病變的診斷提供了一定的幫助。

體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)； 輻射劑量； 對(duì)比劑； 冠狀動(dòng)脈

64層螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于臨床，是冠心病篩查及支架術(shù)后復(fù)查的首選方法[1]。但是空間分辨率的高低、金屬偽影及部分容積效應(yīng)仍影響支架內(nèi)部及鈣化斑塊的顯示，不利于狹窄病變的診斷。本研究采用低管電壓和低濃度對(duì)比劑結(jié)合高清共軛采集模式，擬探討其在冠狀動(dòng)脈狹窄診斷中的價(jià)值。

材料與方法

1.一般資料

選擇性選取2013年12月-2015年3月臨床擬診冠心病及支架術(shù)后接受冠狀動(dòng)脈CTA檢查的受檢者196例，納入標(biāo)準(zhǔn)：體重指數(shù)(BMI)<28 kg/m2，無(wú)心腎功能低下及碘對(duì)比劑過敏者。44例冠狀動(dòng)脈CTA未見異常者排除本研究，最終納入研究共152例[BMI (20.5～27.3) kg/m2，平均(23.5±2.6) kg/m2]。隨機(jī)分為A、B兩組 。A組(n=76)，男48例，女28例，年齡32～85歲，平均(56.2±11.5)歲。B組(n=76)，男37例，女39例，年齡36～78歲，平均(54.1±11.8)歲。所有患者均簽署碘對(duì)比劑知情同意書。

2.檢查方法及參數(shù)

使用GE Discovery 750HD 64排螺旋CT掃描。A組：管電壓100 kVp，對(duì)比劑為威視派克270 mg I/mL，采用128層40 mm高清算法(HD)容積數(shù)據(jù)采集。Z軸方向0.312 mm重組間隔得到128層/轉(zhuǎn)共軛軸位圖像。B組:管電壓120 kVp，對(duì)比劑為碘克沙醇320 mg I/mL，采用128層40 mm標(biāo)準(zhǔn)算法(STD)容積數(shù)據(jù)采集，Z軸方向0.312 mm重組間隔得到128層/轉(zhuǎn)共軛軸位圖像。圖像重建使用自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代算法(adaptive statistical iterative reconstruction，ASiR)，A組40%,B組30%。兩組其余掃描參數(shù)相同：管電流100～650 mA，準(zhǔn)直寬度0.625 mm×64i，機(jī)架轉(zhuǎn)速0.35 s/r，掃描范圍自氣管分叉至心底部，所有受檢者心率控制為65次/分。兩組對(duì)比劑注射方案相同：對(duì)比劑總量(mL)=0.8×體重(kg)，鹽水總量30 mL，流率4.5～5.0 mL/s，小劑量團(tuán)注15 mL對(duì)比劑于升主動(dòng)脈根部監(jiān)測(cè)峰值時(shí)間，增加5 s進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA掃描。

3.圖像分析

將冠狀動(dòng)脈CTA數(shù)據(jù)在AW 4.5工作站上分別采用容積再現(xiàn)(VR)、曲面重組(CPR)和多平面重組(MPR)等進(jìn)行圖像重組。由2名影像診斷醫(yī)師采用4分制評(píng)估兩組圖像質(zhì)量，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：圖像層次明顯，冠狀動(dòng)脈節(jié)段數(shù)為15個(gè)；CT值在300～350 HU，血管邊緣清晰強(qiáng)化均勻；支架內(nèi)部及鈣化邊界顯示清楚；圖像放大2倍后依然清晰)，0～4分，每符合一項(xiàng)加1分。

以主動(dòng)脈根部連續(xù)3個(gè)層面的CT值的標(biāo)準(zhǔn)量作為圖像噪聲，按公式(1)計(jì)算對(duì)比噪聲比(contrast-noise-ratio,CNR)：

(1)

記錄右冠狀動(dòng)脈中段、左主干、左冠狀動(dòng)脈前降支、回旋支中段連續(xù)三個(gè)層面的CT值并取平均值。按照美國(guó)心臟協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)將冠狀動(dòng)脈分為15個(gè)節(jié)段：右冠狀動(dòng)脈分為1～4段，左主干為5段，左前降支為6～10段，左回旋支為11～15段，記錄兩組冠狀動(dòng)脈可診斷節(jié)段數(shù)。

按公式(2)計(jì)算有效輻射劑量(effective dose，ED):

ED= DLP×k

(2)

DLP為劑量長(zhǎng)度乘積，k為換算因子，本研究中取值為0.014 mSv/(mGy·cm)。同時(shí)按公式(3)計(jì)算人均對(duì)比劑碘攝入量：

(3)

記錄72 h血清肌酐絕對(duì)值，>44 umol/L為對(duì)比劑腎病。

4.統(tǒng)計(jì)方法

結(jié) 果

A、B兩組圖像質(zhì)量評(píng)分分別為(3.52±0.48)和(3.12±0.56)分，兩者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (t=5.01，P<0.05)。A組圖像對(duì)支架內(nèi)部及鈣化病變的顯示優(yōu)于B組(圖1～2)。

A組圖像的CNR(15.6±5.2)高于B組(12.5±3.9)，且兩者差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.18，P<0.05)。

兩組冠狀動(dòng)脈各段CT值均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均>0.05，表1)。A組冠狀動(dòng)脈可評(píng)價(jià)節(jié)段數(shù)為1064(93%)，B組為1032(90%)，均可滿足診斷需求。

表1 A組和B組冠狀動(dòng)脈各段的CT值及比較 (HU)

A、B兩組的ED值分別是(2.72±0.58)和(3.59±0.62)mSv，A組較B組降低了24% (t=9.66，P<0.05)。

A組人均碘攝入量[(234.42±10.23) mg I/kg]低于B組[(294.32±12.07) mg I/kg，t=33.09，P<0.001]。兩組血清肌酐絕對(duì)值[(7.23±1.51)和(7.34±1.62) umol/L] 無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(t=0.44，P>0.05)。

圖1 B組患者冠狀動(dòng)脈CTA圖像(管電壓120 kVp，對(duì)比劑濃度320 mg I/mL，128層標(biāo)準(zhǔn)采集)。a) 右冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后，支架內(nèi)部顯示欠佳(箭)； b) 右冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后，支架內(nèi)部顯示不清(箭)； c) 右冠狀動(dòng)脈CPR圖示支架邊界及內(nèi)部顯示欠佳，對(duì)比度不良(箭)； d) 左前降支CPR圖示鈣化周圍可見偽影，對(duì)管腔內(nèi)部的顯示有影響(箭)。 圖2 A組患者冠狀動(dòng)脈CTA圖像(100 kVp，對(duì)比劑濃度270 mg I/mL，128層高清共軛采集)。a) 右冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后，支架內(nèi)部顯示清晰(箭)； b) 右冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后，支架及內(nèi)部顯示清晰(箭)； c) 右冠狀動(dòng)脈CPR圖示支架及內(nèi)部顯示清晰(箭)； d) 左前降支CPR圖示鈣化邊界清晰，未見鈣化偽影，提高了對(duì)比度(箭)。

討 論

64排螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像已經(jīng)廣泛應(yīng)用于臨床，其對(duì)于冠狀動(dòng)脈病變?cè)\斷的準(zhǔn)確性不斷提高，特別是具有較高的陰性預(yù)測(cè)值(95%～99%)[2]。在目前的臨床實(shí)踐中，冠狀動(dòng)脈成像一般采用高輻射劑量、高濃度對(duì)比劑來(lái)獲得高質(zhì)量的圖像，但伴隨一定的高輻射風(fēng)險(xiǎn)和對(duì)比劑安全問題。以低輻射劑量和低濃度對(duì)比劑獲得高質(zhì)量診斷圖像也是未來(lái)CT血管成像發(fā)展的方向。冠狀動(dòng)脈最佳強(qiáng)化程度為300～350 HU[3]，過高或過低的CT值均不利于血管腔內(nèi)情況的顯示，低劑量成像已經(jīng)很好地應(yīng)用于在多部位血管的顯示中。冠狀動(dòng)脈CTA多使用非離子型對(duì)比劑，濃度為350～370 mg I/mL，滲透壓高于人體血漿滲透壓常引起不良反應(yīng)，其發(fā)生率和嚴(yán)重性與對(duì)比劑的濃度、滲透壓、劑量、注入方式及流率等有關(guān)，安全的對(duì)比劑不僅體現(xiàn)在患者的舒適度上，更對(duì)心腎保護(hù)有著直接作用，選擇合適的對(duì)比劑對(duì)降低對(duì)比劑腎病的發(fā)生率起著重要作用。本研究中，A、B兩組的血清肌酐絕對(duì)值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但低濃度等滲對(duì)比劑(270 mg I/mL)組碘含量攝入減少，一定程度上降低了腎臟的損害。利用射線在物質(zhì)碘中的衰減特性(在低kVp時(shí)CT值增加，對(duì)比度增強(qiáng)),使用100 kVp結(jié)合低濃度等滲對(duì)比劑(270 mg I/mL)已應(yīng)用于臨床冠狀動(dòng)脈成像檢查中。本研究中，100 kVp組(270 mg I/mL)和120 kVp (320 mg I/mL)的冠狀動(dòng)脈各分支血管CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且前者的CNR (15.6±5.2)高于后者(12.5±3.9)，提示采用低管電壓、低濃度等滲對(duì)比劑能保證冠狀動(dòng)脈各分支血管CT值，達(dá)到診斷要求，同時(shí)可提高圖像CNR。

64排CT雖然Z軸空間分辨率較16排CT有所提高，但在對(duì)精細(xì)成像要求不斷提高的今天，對(duì)于血管細(xì)節(jié)的觀察、狹窄和支架的評(píng)估、斑塊的準(zhǔn)確測(cè)量還顯得力不從心[4-5]。重建算法、空間分辨率的高低直接影響著重建圖像的質(zhì)量，尤其是對(duì)支架及鈣化斑塊的顯示。常規(guī)64排CT由于采樣率較低，一次采集只能獲取64層數(shù)據(jù)用于重建，圖像放大后由于原始像素同時(shí)進(jìn)行放大，整體圖像可見明顯的階梯狀影像，這對(duì)血管的連續(xù)性、管腔內(nèi)斑塊及支架內(nèi)部顯示情況有嚴(yán)重的影響，特別是對(duì)病變界限及直徑測(cè)量準(zhǔn)確度的影響。寶石探測(cè)器極快的初始速度可使整個(gè)CT系統(tǒng)在更高的轉(zhuǎn)速、更快的采樣速度下實(shí)現(xiàn)精確的信息采集，利用共軛技術(shù)可以一次呈現(xiàn)128幅圖像，實(shí)現(xiàn)了空間分辨率、時(shí)間分辨率的統(tǒng)一[6]。同時(shí)采用高清模式采集可以提高密度對(duì)比度，使斑塊與血管界線、支架內(nèi)部更加清晰的顯示。既往文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)能譜CT高清掃描可以提高30%空間分辨率[7-10]。本研究中，100 kVp組采用雙低劑量結(jié)合高清共軛采集技術(shù)(增加一倍共軛采集卡，使采樣數(shù)據(jù)加倍)，其圖像質(zhì)量評(píng)分為(3.52±0.48)，高于120 kVp組(標(biāo)準(zhǔn)算法容積數(shù)據(jù)采集)；同時(shí)能清晰的顯示支架內(nèi)部及鈣化斑塊的界限，為支架再狹窄及鈣化斑塊邊界的評(píng)價(jià)提供了診斷依據(jù)。

綜上所述，在冠狀動(dòng)脈CTA中，采用能譜CT低管電壓和低濃度對(duì)比劑結(jié)合高清共軛采集技術(shù)不僅能降低輻射劑量還能減少對(duì)比劑的使用，從而降低對(duì)比劑使用帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)能有效地改善圖像的空間分辨率，提高三維圖像的質(zhì)量，提高冠狀動(dòng)脈支架及鈣化斑塊的顯示，為疾病的早期發(fā)現(xiàn)和支架術(shù)后準(zhǔn)確診斷提供較大的幫助。

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Objective:To study the influence of spectrum CT using low tube voltage and low concentration of contrast agent combined with HD conjugate acquisition technology on the coronary CTA image quality and radiation dose.Methods:152 patients with suspected diagnosis of coronary heart disease and undergoing follow-up coronary CTA examination after stent operation were recruited and randomly divided into two groups，with 76 cases in each group.For Group A，100kVp tube voltage,concentration of contrast medium 270mg I/mL，128 slices 40mm of high-definition (HD) conjugate volume data acquisition were adopted.For Group B,tube voltage 120kVp，contrast medium concentration of 320mg I/mL，128 slice 40mm of standard (STD) conjugate volume data acquisition were used.Other scanning parameters remained unchanged.The subjective image quality was evaluated，the aortic root image contrast-to-noise ratio (CNR)，the mean CT value of each segment of coronary artery and coronary CT values and the number of segments were recorded,radiation doses (ED) of the two groups were compared，the mean and standard deviations were calculated,and statistical analysis was made.Results:The two sets of image quality score were (3.52±0.48) and (3.12±0.56) points，the difference was statistically significant (t=5.01,P<0.05).The image contrast-to-noise ratio in group A was higher than that in group B (t=4.18，P<0.05).As for the CT values of each segment of coronary artery,there was no statistical difference in both groups.All could meet the demand of diagnosis (P>0.05).In Group A，coronary artery evaluation segment number was 1064，it was 1032 in group B.ED value of the two groups of images were respectively (2.72±0.58) and (3.59±0.62)mSv，having statistically significant difference (t=9.66，P<0.05).Contrast medium iodine intake per capita of group A [(234.42±10.23)mg I/kg] was lower than that of group B [(294.32±12.07)mg I/kg,t=33.09，P<0.001].Conclusion:Spectrum CT coronary angiography using 100kVp and low concentration and iso-osmolar contrast medium in combination with HD conjugate acquisition technology effectively reduces the radiation dose and iodine intake of the human body，hence improving the quality of the overall image and providing certain help to the diagnosis of coronary artery stenosis disease.

Tomography,X-ray computed; Radiation dose; Contrast medium; Coronary artery

116000 遼寧，大連市中心醫(yī)院放射線科

呂仁鋒(1977-)，男，遼寧大連人，主管技師，主要從事低劑量CT檢查工作。

R814.42; R816.2

A

1000-0313(2015)10-0985-04

10.13609/j.cnki.1000-0313.2015.10.003

2015-08-05

2015-08-31)

Value of spectrum CT double-Low dose conjugate pairs of HD acquisition in the diagnosis of coronary artery stenosis LV Ren-feng，XU Zhe，WANG Tuo，et al.Department of Radiology，Central Hospital of Dalian Medicial University，Liaoning 116000，P.R.China