256層螺旋CT低管電壓冠狀動(dòng)脈成像技術(shù)的應(yīng)用研究

王振平，羅是是，袁 利，趙應(yīng)滿，李建軍

(海南省人民醫(yī)院放射科，海南 ?？?570311)

256層螺旋CT低管電壓冠狀動(dòng)脈成像技術(shù)的應(yīng)用研究

王振平，羅是是，袁 利，趙應(yīng)滿，李建軍

(海南省人民醫(yī)院放射科，海南 ?？?570311)

目的探討降低管電壓對(duì)體質(zhì)指數(shù)(BMI)在正常范圍內(nèi)的患者進(jìn)行256層螺旋CT冠狀動(dòng)脈(CTA)檢查的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法將90例BMI在正常范圍內(nèi)并進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的患者隨機(jī)分成兩組，A組50例，管電壓采用120 kV，B組40例，管電壓采用100 kV，采用回顧性心電門控掃描。分別對(duì)兩組檢查圖像的血管強(qiáng)化程度、重建血管清晰度以及輻射劑量進(jìn)行對(duì)比分析評(píng)價(jià)。結(jié)果90例患者均成功完成檢查。兩組之間圖像質(zhì)量分級(jí)差異和圖像信號(hào)噪聲比差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，B組冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)CT值均較A組增高(P＜0.001)，B組CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)和平均有效劑量(ED)較A組顯著減低，有效劑量由(16.25±2.35)mSv降至(7.89±0.67)mSv，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=21.75，P＜0.001)。結(jié)論對(duì)BMI在正常范圍內(nèi)的患者，冠狀動(dòng)脈CTA采用100KV檢查，可明顯降低輻射劑量，并獲得滿足臨床診斷的冠狀動(dòng)脈圖像。

冠狀動(dòng)脈成像；X線計(jì)算機(jī)；體層攝影術(shù)；輻射劑量

多層螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像技術(shù)已成為無(wú)創(chuàng)性檢查冠狀動(dòng)脈的的重要方法。但是，隨著冠狀動(dòng)脈CT成像的廣泛應(yīng)用，在帶來(lái)精確檢查信息的同時(shí)也帶來(lái)了越來(lái)越大的射線輻射風(fēng)險(xiǎn)，如何在保證冠脈256層螺旋CT冠狀動(dòng)脈(CTA)圖像質(zhì)量的前提下，盡可能降低受檢者的輻射劑量，是近年來(lái)CT臨床研究的重要方向之一[1-2]。本研究初步探討降低管電壓對(duì)體質(zhì)指數(shù)(BMI)在正常范圍內(nèi)的患者進(jìn)行CTA檢查的臨床應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2012年5～9月間在我院接受256層螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像患者90例，其中男性53例，女性37例，年齡32～81歲，平均57.5歲。BMI值 18～25。將90例患者隨機(jī)分為兩組，A組50例，管電壓采用常規(guī)掃描120 kV，B組40例，管電壓100 kV。掃描前對(duì)患者進(jìn)行屏氣訓(xùn)練，所有患者檢查前均未應(yīng)用B受體阻滯劑降低心率，心率75～93次/min，平均83次/min。

1.2 256層螺旋CT掃描技術(shù)及后處理方法 采用256層螺旋CT(Philips Brilliance iCT)掃描儀，掃描范圍：氣管分叉下方1 cm至膈肌。采用對(duì)比劑跟蹤觸發(fā)技術(shù)，觸發(fā)閾值為180 Hu。采用回顧性心電門控螺旋掃描技術(shù)，CT掃描參數(shù)：A組管電壓120 kV，B組管電壓100 kV；管電流800～1 000 mAs，層厚0.90 mm，間隔0.45 mm。對(duì)比劑采用碘普羅胺(370 mgI/ml)，60～70 ml，流速5 ml/s，隨后等速注入40 ml生理鹽水。CT圖像重建采用濾過(guò)反投影(Filtered backprojection，F(xiàn)BP)算法，將獲得的CTA原始數(shù)據(jù)及ECG傳入EBW4.5工作站進(jìn)行三維重建，選擇冠狀動(dòng)脈顯示最佳時(shí)相。三維重建方法包括容積再現(xiàn)(Volume rendering，VR)技術(shù)，曲面重建(curved multiplanner reformation，CPR)和最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)。

1.3 圖像分析 記錄每例患者檢查時(shí)自動(dòng)生成的容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，并通過(guò)公式計(jì)算出患者有效輻射劑量ED(DLP×0.014)。測(cè)量冠狀動(dòng)脈內(nèi)造影劑CT值，在薄層圖像上測(cè)量左右冠狀動(dòng)脈血管近段CT值，并取平均值及標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，選取的ROI大小為5 mm2，盡量在動(dòng)脈中心區(qū)域測(cè)量。計(jì)算出血管的對(duì)比噪聲比(CRN)，計(jì)算公式為CRN=(冠狀動(dòng)脈平均CT值-同層面肌肉平均CT值)/SD。由2位高年資影像醫(yī)師獨(dú)立評(píng)級(jí)圖像質(zhì)量，意見不一致時(shí)行協(xié)商確定。影像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)采取3分制(1=不能診斷；2=可見偽影，基本滿足診斷要求；3=無(wú)偽影)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS.11統(tǒng)計(jì)分析軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，計(jì)量資料采用均數(shù)+標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示，總體評(píng)分比較采用χ2檢驗(yàn)；應(yīng)用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)比較兩組冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量、輻射劑量以及冠狀動(dòng)脈管腔CT值差異，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

90例患者均成功完成檢查，圖像質(zhì)量符合診斷要求，無(wú)1級(jí)圖像。兩組之間圖像質(zhì)量分級(jí)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，兩組VR及CPR重組圖像肉眼觀察差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見圖1、圖2)。B組(100 kV)患者圖像CRN較A組(120 kV)增加，但二者間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；B組冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)CT值均較A組顯著增高(P＜0.01)，CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)和平均有效劑量(ED)較A組顯著減低，平均有效劑量降低約50%，差異均有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)，見表1。

圖1 120 kV組患者，BMI 22.6，心率80次/min

圖2 100 kV組患者，BMI 23，心率78次/min

表1 兩組患者的圖像質(zhì)量和輻射劑量比較(±s)

表1 兩組患者的圖像質(zhì)量和輻射劑量比較(±s)

組別A組B組t值P值例數(shù)50 40平均CT值425.81±73.53 586.19±118.73 7.86＜0.001 CRN 23.67±5.81 24.36±7.77 1.12＞0.05質(zhì)量評(píng)分(分) 2.67±0.49 2.65±0.49 0.19＞0.05 CTDIvol(mGy) 66.49±11.89 32.34±2.16 17.88＜0.001 DLP(mGy×cm) 1157.29±199.03 571.44±43.81 18.12＜0.001 ED(mSv) 16.25±2.35 7.89±0.67 21.75＜0.001

3 討論

隨著多層螺旋CT技術(shù)的發(fā)展，冠狀動(dòng)脈CTA檢查已成為冠心病的首選篩查手段[1]。但是，目前冠脈CTA多采用回顧性心電門控成像,小螺距、薄層厚的數(shù)據(jù)采集技術(shù)，使得冠脈CTA成像時(shí)輻射劑量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其他部位的檢查，輻射劑量多在10～20 mSv。2006年，美國(guó)心臟病委員會(huì)認(rèn)為10 mSv的CT輻射劑量就會(huì)使受檢患者患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)增加[2]，因此，在保證圖像質(zhì)量前提下盡量減少患者所接受的輻射劑量就顯得尤為重要。

降低冠脈CTA輻射劑量方法較多,包括前置濾線器應(yīng)用、減低管電壓、減低管電流、增加螺距、ECG電流調(diào)整技術(shù)的應(yīng)用、前瞻性門控掃描技術(shù)及迭代重建算法等措施[1，3]。根據(jù)X線的基本特性，輻射劑量和球管的電壓成平方呈反比關(guān)系，因而有學(xué)者提出降低管電壓的方法更適用于CTA[4-5]。目前，有關(guān)低電壓技術(shù)冠狀動(dòng)脈成像的研究尚不多見[6-7]。本研究中使用100KV對(duì)高心率患者進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CT掃描，結(jié)果明顯降低了輻射劑量，ED由(16.25±2.35)mSv降至(7.89±0.67)mSv，兩組間平均有效劑量差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)。

X線與人體組織發(fā)生的光電效應(yīng)強(qiáng)弱決定了物質(zhì)的X線衰減程度的高低，管電壓降低，X線光子能量也隨之減低，圖像的噪聲增大，然而降低管電壓卻使得光子能量(keV)更接近含高原子序數(shù)的組織或結(jié)構(gòu)，使X射線因?yàn)楣怆娦?yīng)增加而被高原子序數(shù)的物質(zhì)(如骨骼、碘造影劑等)更大比例吸收，CT值亦升高[8]。本研究結(jié)果表明，使用100 kV掃描，圖像對(duì)比噪聲比較120 kV組有所升高，但兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，兩組間圖像質(zhì)量評(píng)分差異亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義P＞0.05)。100 kV組冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)CT值較120 kV掃描組升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)。因此，在CT血管造影檢查中，降低管電壓不僅可以降低X線的輻射劑量,而且還可以為進(jìn)一步較少對(duì)比劑的用量提供了依據(jù)。Nakaura等[9]對(duì)腎功能衰竭患者采取80 kV、高管電流的腹部動(dòng)態(tài)增強(qiáng)CT掃描方案，其對(duì)比劑劑量可以降低40%。本研究尚未涉及低管電壓掃描中減少對(duì)比劑用量的應(yīng)用，需要進(jìn)一步進(jìn)行研究。

本研究在體質(zhì)指數(shù)(BMI)正常范圍的較高心率患者冠狀動(dòng)脈CTA成像中采用100KV低管電壓，初步應(yīng)用結(jié)果顯示能夠較大幅度減低患者所受輻射劑量,并獲得滿足臨床診斷的冠狀動(dòng)脈圖像，具有一定的臨床應(yīng)用價(jià)值。然而，在本研究中尚未涉及更低KV成像圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)，低管電壓技術(shù)在前置門控冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用以及低管電壓增加的線束硬化偽影是否影響冠脈的評(píng)價(jià)等問(wèn)題需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

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Application of 256-slice spiral CT coronary angiography in low tube voltage setting.

WANG Zhen-ping,LUO Shi-shi,YUAN Li,ZHAO Ying-man,LI Jian-jun.
Department of Radiology,the People's Hospital of Hainan Province, Haikou 570311,Hainan,CHINA

Objective To evaluate the clinical application of low kV scanning in CT coronary angiography by 256-slice spiral CT in patients with normal body mass index(BMI).MethodsNinety patients with normal BMI undergoing 256-slice spiral CT coronary angiography were randomly divided into two groups:group A(50 patients)of conventional scanning tube voltage 120 kV and group B(40 patients)of tube voltage with 100 kV.Scanning was performed with retrospectively ECG-gated technique.Image quality,contrast noise ratio(CNR),volume CT dose index(CTDIvol), and effective dose(ED)of two groups were evaluated and compared.ResultsAll the 90 patients were successfully inspected.There was no significant difference in the image quality score and the CNR between the two groups(P＞0.05). The CT values of coronary in group B were significantly higher than those in group A(P＜0.001).The average CTDIvol, DLP and the mean ED in group B were significantly reduced compared with group A(t=21.75,P＜0.001),with the mean ED of(16.25±2.35)mSv in group B and(7.89±0.67)mSv in group A.ConclusionFor patients with normal BMI,CT coronary angiography at 100 kV can significantly reduce the radiation dose and ensure image quality．

Coronary angiography;X-ray computed;Tomography;Radiation dose

R445

A

1003—6350（2015）13—1923—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0693

2014-12-06)

國(guó)家臨床重點(diǎn)?？平ㄔO(shè)項(xiàng)目(編號(hào)：2013-2014)

王振平。E-mail：wang_zp2013@163.com