320排CT低管電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑在冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用
2016-01-28 08:25:52李樹(shù)欣譚理連陳德基
中國(guó)老年學(xué)雜志 2015年24期
孫 戈 余 林 李樹(shù)欣 譚理連 陳德基
(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，廣東 廣州 510260)
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320排CT低管電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑在冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用
孫戈余林李樹(shù)欣譚理連陳德基
(廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，廣東廣州510260)
摘要〔〕目的探討320排CT低電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑在冠狀動(dòng)脈成像(CTA)中的臨床應(yīng)用價(jià)值。方法將101例臨床懷疑或確診冠心病的患者體質(zhì)量指數(shù)(BMI)21～26 kg/m2，男56例，女45例，隨機(jī)分成兩組使用東芝320排CT進(jìn)行冠脈CTA檢查。A組(52例)管電壓為100 kVp，對(duì)比劑為碘克沙醇(270 mgI/ml)；B組(49例)管電壓為120 kVp，對(duì)比劑為碘帕醇(370 mgI/ml)。兩組掃描圖像由兩名副高以上的影像醫(yī)師采用雙盲閱片進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)分，并對(duì)照其評(píng)分結(jié)果；另比較兩組患者主動(dòng)脈根部、左冠狀動(dòng)脈及右冠狀動(dòng)脈起始部血管強(qiáng)化CT值、噪聲、信噪比(SNR)、對(duì)比度噪聲比(CNR)、輻射劑量及碘攝入量。結(jié)果兩組間ED及碘攝入量比較差異顯著(P<0.05)，A組均小于B組。兩組血管強(qiáng)化CT值、噪聲、SNR、CNR差異顯著(P<0.05)，除噪聲A組>B組外，其他各項(xiàng)A組均
關(guān)鍵詞〔〕冠狀動(dòng)脈；體層攝影術(shù)；X線計(jì)算機(jī)；低劑量
第一作者：孫戈(1988-)，女，碩士，醫(yī)師，主要從事心血管影像方面的研究。
冠狀動(dòng)脈成像(CTA)檢查因具有快速、準(zhǔn)確、無(wú)創(chuàng)等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于臨床，其所帶來(lái)的輻射問(wèn)題也日益受到重視，國(guó)內(nèi)外為此開(kāi)展了大量的低劑量掃描研究。另外，對(duì)比劑也在不斷更新?lián)Q代，碘濃度及其副作用逐步減低。本研究旨在探討運(yùn)用“雙低”(低電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑)掃描技術(shù)，在保證圖像質(zhì)量滿(mǎn)足診斷需求的前提下，優(yōu)化個(gè)體化掃描方案，最大限度降低患者所接受的輻射劑量及碘攝入量。
1材料與方法
1.1臨床資料2013年3～6月期間，連續(xù)收集臨床懷疑或確診冠心病在本院接受CCTA檢查的患者101例，有以下情況之一者不予入選：體重指數(shù)(BMI)>26 kg/m2或<21 kg/m2；拒絕簽署知情同意書(shū)、曾有對(duì)比劑嚴(yán)重過(guò)敏史及對(duì)比劑使用禁忌證、腎功能不全、嚴(yán)重甲亢、心功能不全及嚴(yán)重心律不齊；心率超過(guò)85次/min；屏氣不佳者。將101例患者按就診順序隨機(jī)分為兩組，A組52例，男27例，女25例，B組49例，男29例，女20例。兩組患者基本情況比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均>0.05)。見(jiàn)表1。
1.2技術(shù)參數(shù)對(duì)比劑注射：經(jīng)患者右側(cè)肘正中靜脈穿刺放置20G套管針。用雙筒高壓注射器(OptiVantage DH，America)，20 ml生理鹽水，以5 ml/s流率試注正常后，待檢查時(shí)，推注碘對(duì)比劑0.9 ml/kg，A組為碘克沙醇(Iodixanol，270 mgI/ml，GE Healthcare Ireland)，B組為碘帕醇(Iopamidol，370 mgI/ml，上海博萊科信誼藥業(yè)有限責(zé)任公司)，注射流率均為5 ml/s，并以相同的流率再注射生理鹽水40 ml。掃描參數(shù)：采用Toshiba 320排CT(AQUILION/ONE，Japan)由頭側(cè)向足側(cè)掃描，掃描范圍由氣管隆突下1 cm到心臟膈面，F(xiàn)OV：200 mm×200 mm～220 mm×220 mm，探測(cè)器寬度320×0.5 mm，球管轉(zhuǎn)速0.35 s/r，矩陣512×512。A組管電壓100 kVp，B組電壓120 kVp，兩組管電流均為500 mA。采用前瞻性心電門(mén)控，將Surestart監(jiān)測(cè)興趣區(qū)放在掃描野中心層面的降主動(dòng)脈，觸發(fā)閾值為350 Hu，呼吸指令后在閾值時(shí)間上再加2 s啟動(dòng)容積掃描。
1.3圖像后處理重組層厚0.5 mm，層間隔0.25 mm，容積數(shù)據(jù)為自動(dòng)重組的最佳期相。將數(shù)據(jù)傳至Vitrea FX圖像后處理工作站，應(yīng)用血管分析軟件重組得到冠狀動(dòng)脈的VR、MPR、MIP、CPR圖像。
1.4輻射劑量及碘攝入量評(píng)價(jià)檢查后，記錄掃描長(zhǎng)度、CT容積劑量指數(shù)(CTDIvol)和劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，計(jì)算有效輻射劑量(ED)，ED=DLP×k，k〔1〕=0.014 mSv·mGy-1·cm-1；根據(jù)患者體重，以0.9 ml/kg計(jì)算對(duì)比劑用量，再按照對(duì)比劑濃度(270 mgI/ml或370 mgI/ml)算出碘攝入量。
1.5圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)分別測(cè)量升主動(dòng)脈(AA)根部、左冠狀動(dòng)脈主干(LM)、右冠狀動(dòng)脈(RCA)起始部管腔內(nèi)及左室心肌(四腔心水平的左室外側(cè)壁)的CT值(Hu)及標(biāo)準(zhǔn)差(SD)，LM、RCA起始部ROI應(yīng)盡可能大且注意避開(kāi)血管壁、鈣化、斑塊和狹窄部位。主動(dòng)脈根部ROI范圍是1.5 cm2，左室心肌的ROI范圍是0.5 cm2。圖像信噪比(SNR)、對(duì)比噪聲比(CNR)根據(jù)以下公式計(jì)算：SNR=管腔強(qiáng)化CT值/噪聲，噪聲以強(qiáng)化血管CT值的標(biāo)準(zhǔn)差表示；CNR〔2〕=(主動(dòng)脈根部CT值-左室心肌CT值)/背景噪聲，背景噪聲以左室心肌CT值的標(biāo)準(zhǔn)差表示。
1.6圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)根據(jù)美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)(AHA)冠狀動(dòng)脈的15段標(biāo)準(zhǔn)〔3〕，僅對(duì)管腔直徑>1.5 mm的節(jié)段進(jìn)行評(píng)價(jià)。每位患者的冠脈影像分別由2名副高以上的影像診斷醫(yī)師采用雙盲法獨(dú)立評(píng)分。以橫斷面為主，3D圖像為參考，分5級(jí)進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)分〔4〕，3分以上的圖像被視為符合診斷要求。分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：5分：血管質(zhì)量?jī)?yōu)秀，血管邊緣光滑銳利，無(wú)錯(cuò)層偽影或血管中斷；4分：血管質(zhì)量好，血管邊緣清晰，有極輕微的噪聲或偽影；3分：血管質(zhì)量一般，血管有輕度搏動(dòng)偽影，血管情況不影響評(píng)價(jià)；2分：血管質(zhì)量欠佳，血管有中度搏動(dòng)偽影或血管中斷，血管情況尚能評(píng)價(jià)；1分：血管質(zhì)量差，血管輪廓模糊不清或有嚴(yán)重搏動(dòng)偽影，血管情況無(wú)法評(píng)價(jià)。
1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS18.0軟件進(jìn)行t及χ2用Kappa檢驗(yàn)判斷2名評(píng)價(jià)者評(píng)分的一致性。
2結(jié)果
兩組患者掃描長(zhǎng)度及對(duì)比劑用量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見(jiàn)表2，CTDIvol、DLP、ED及碘攝入量，“雙低”A組低于“常規(guī)”B組(P<0.05)。兩組圖像管腔強(qiáng)化CT值、噪聲、SNR、CNR結(jié)果，除噪聲A組>B組外，其他各項(xiàng)A組均
組別n男性〔n(%)〕年齡(歲)平均心率(次/min)體重(kg)BMI(kg/m2)A組5227(52)59.72±10.2168.21±7.8061.46±8.0023.34±1.85B組4929(59)59.51±12.0068.59±7.9962.92±9.6923.63±2.03t或χ2/P值0.538/0.4630.136/0.892-0.205/0.838-1.960/0.053-0.752/0.454
組別n掃描長(zhǎng)度(cm)CTDIvol(mGy)DLP(mGy·cm)ED(mSv)對(duì)比劑量(ml)碘攝入量(g)A組52120.62±13.3122.43±12.39270.11±154.323.28±2.1653.51±1.0014.15±0.27B組49121.31±10.4436.98±21.43442.22±249.66.19±3.4956.63±1.2520.95±0.46t/P值-0.289/0.773-4.208/0.00-4.194/0.00-4.194/0.00-1.960/0.053-12.35/0.00
組別nAACT值(Hu)SDSNRLMCT值(Hu)SDSNRRCACT值(Hu)SDSNRCNRA組52401.88±41.0223.51±5.3818.02±4.64389.92±43.5224.15±6.0317.23±4.93375.54±45.925.45±5.7715.69±4.8116.16±4.59B組49475.94±65.1817.38±4.0228.09±7.24437.53±58.7419.16±4.7824.43±7.45426.16±56.7319.25±4.2322.99±5.2423.65±7.37t值P值-6.8750.006.4540.00-8.8740.00-4.6470.004.5960.00-5.7490.00-4.8460.006.1290.00-7.030.00-6.1770.00
表4兩組患者CCTA圖像質(zhì)量節(jié)段評(píng)分結(jié)果〔n(%)〕
組別n冠狀動(dòng)脈節(jié)段數(shù)(段)5分段數(shù)段數(shù)4分階段段數(shù)3分階段段數(shù)2分階段段數(shù)1分階段段數(shù)A組52653519(79.5)105(16.1)22(3.4)5(0.7)2(0.3)B組49598482(80.6)94(15.7)18(3.0)3(0.5)1(0.2)χ2/P值0.246/0.6200.030/0.8620.130/0.7180.342/0.5580.252/0.615
3討論
CT檢查的日益增多，使其已成為患者接受輻射及人群接受人為電離輻射的主要來(lái)源，其影響在不斷攀升〔5〕，降低CT輻射劑量也日益得到各方面的重視。美國(guó)心血管CT協(xié)會(huì)(SCCT)在關(guān)于輻射劑量的指南中提出〔6〕，體重≤90 kg或BMI ≤30 kg/m2者可使用100 kVp的管電壓進(jìn)行心臟掃描，而中國(guó)人群大部分都在處于這個(gè)范圍內(nèi)，因此，在進(jìn)行CCTA檢查時(shí)，國(guó)人可以通過(guò)降低管電壓，來(lái)減少輻射劑量。此外，碘對(duì)比劑的選擇和使用也是CTA檢查中至關(guān)重要的一部分，它將直接影響到診斷效果及患者安全。隨著CT低劑量掃描技術(shù)的發(fā)展和新型對(duì)比劑的不斷研制，尤其是低碘等滲對(duì)比劑的出現(xiàn)，使通過(guò)優(yōu)化組合兩方面參數(shù)來(lái)達(dá)到既滿(mǎn)足診斷需求又降低檢查危害的目的成為可能。本研究采用320排CT低管電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑(100 kVp+iodixanol，270 mgI/ml)掃描技術(shù)行冠狀動(dòng)脈檢查，對(duì)如何進(jìn)行優(yōu)化組合做了初步探索。
本實(shí)驗(yàn)“雙低”方案A組采用低濃度對(duì)比劑碘克沙醇(270 mg/ml)，用量為0.9 ml/kg，以5 ml/s的注射流率，在低電壓100 kV的作用下，可以使主動(dòng)脈根部的CT值達(dá)到400 Hu以上，各冠狀動(dòng)脈起始部平均CT值達(dá)到380 Hu以上。Becker等〔7〕研究表明，大約250～300 Hu的冠脈強(qiáng)化效果就可以滿(mǎn)足診斷且有利于鈣化斑塊的顯示。因此，本研究方案所達(dá)到的CT值理論上已能滿(mǎn)足診斷要求。應(yīng)用常規(guī)濃度造影劑，過(guò)高的血管強(qiáng)化會(huì)拉近其與管壁鈣化之間的CT值，影響鈣化的檢出以及狹窄的判讀。另外，過(guò)高程度的血管強(qiáng)化也會(huì)因高密度偽影的干擾，影響非鈣化斑塊的檢出及狹窄的判讀〔8，9〕。所以，并非血管強(qiáng)化越高越利于診斷。本研究方案對(duì)比“常規(guī)”B組，各項(xiàng)CT值雖有所減低，但重建后的可視性評(píng)價(jià)沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，在實(shí)際上也完全可以滿(mǎn)足診斷要求。
碘負(fù)荷與血管的強(qiáng)化程度呈正相關(guān)〔10〕，既往研究〔11〕表明，降低管電壓可以提高CT值，這對(duì)碘負(fù)荷是一種補(bǔ)償。本實(shí)驗(yàn)“雙低”方案一次檢查中平均比常規(guī)方案減少了7 g的碘攝入量，在此低碘負(fù)荷下，之所以能達(dá)到滿(mǎn)足診斷要求的CT值，除低管電壓的影響外，還與對(duì)比劑的化學(xué)性質(zhì)有關(guān)。低濃度對(duì)比劑碘克沙醇(270 mgI/ml)的分子結(jié)構(gòu)為獨(dú)特的非離子型二聚體，滲透壓為290 mOsm/kg，與血漿等滲。作為“低滲”對(duì)比劑的碘帕醇(370 mgI/ml)，盡管其滲透壓(800 mOsm/kg)低于高滲對(duì)比劑，但仍接近血漿滲透壓的3倍。高滲狀態(tài)導(dǎo)致組織液中水分等物質(zhì)流向血管內(nèi)，稀釋了管腔內(nèi)對(duì)比劑濃度，而這種情況不會(huì)在等滲對(duì)比劑中發(fā)生，這是對(duì)低碘濃度的再一補(bǔ)償〔12，13〕。因此，本研究方案在冠脈強(qiáng)化程度方面，可以滿(mǎn)足臨床診斷需求。
圖像噪聲與X線強(qiáng)度的平方根成反比，而X線強(qiáng)度與管電壓二者近似呈冪函數(shù)關(guān)系，當(dāng)管電壓降低時(shí)，其他參數(shù)不變，X線強(qiáng)度明顯減小，這必然造成噪聲加倍。過(guò)大的噪聲可使圖像質(zhì)量變差，不利于結(jié)果判讀。研究顯示〔14〕：維持相對(duì)量的管電流有利于冠脈狹窄的評(píng)估，同時(shí)，提高管電流可以降低噪聲。因此，本研究的電流設(shè)置稍高于同類(lèi)研究。結(jié)果顯示“雙低”A組圖像噪聲仍略高于“常規(guī)”B組，而SNR和CNR較“常規(guī)”B組均減低，這與國(guó)內(nèi)外單項(xiàng)降低管電壓的研究有所不同，Leschka等〔15〕對(duì)正常體質(zhì)量的患者進(jìn)行雙源CT掃描時(shí)，管電壓100 kVp可獲得較高的CNR診斷圖像；Pflederer等〔16〕相關(guān)報(bào)道，在100 kVp(330 mA)與120 kVp(330 mA)時(shí)SNR沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。這些可能與管電壓降低而碘負(fù)荷恒定有關(guān)：雖然低電壓引起圖像噪聲加大，但低電壓使強(qiáng)化血管的CT值增加得更多，因此SNR或CNR不變或有所增加。而本研究在降低電壓的基礎(chǔ)上進(jìn)一步降低對(duì)比劑濃度，在其他參數(shù)都相同的情況下，即使低碘負(fù)荷在低管電壓(100 kV)下可以得到較高的強(qiáng)化程度，但其依然低于高碘負(fù)荷、高電壓(120 kV)下的CT值，而且在此情況下(100 kV)，噪聲已增加，SNR與CNR降低也在情理之中。本研究結(jié)果雖然顯示“雙低”組噪聲偏高，SNR、CNR偏低，但噪聲、SNR、CNR在數(shù)值上的少量差異對(duì)于BMI處于21～26 kg/m2的患者與常規(guī)組(120 kVp，370 mgI/ml)相比，并未影響到圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)，兩組間圖像質(zhì)量節(jié)段評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
輻射劑量與管電壓的平方呈正比，降低管電壓可顯著降低輻射劑量。夏斌等〔17〕也采用了100 kVp管電壓及前瞻性心電門(mén)控進(jìn)行CCTA掃描，但四維智能在線劑量調(diào)控技術(shù)(CARE Dose 4D)的應(yīng)用，可使管電流根據(jù)患者的身體和臟器的解剖形態(tài)自動(dòng)調(diào)整，輻射劑量進(jìn)一步降低至59.3%。因此，在CCTA掃描時(shí)合理優(yōu)化管電壓、管電流等設(shè)置，對(duì)降低輻射劑量具有重要意義。
一定劑量的碘對(duì)比劑會(huì)給患者帶來(lái)一系列潛在損害，這主要與對(duì)比劑的理化性質(zhì)有關(guān)，其中滲透壓占了重要一部分〔18〕。碘克沙醇為非離子型等滲對(duì)比劑，副反應(yīng)或并發(fā)癥發(fā)生率比“低滲”對(duì)比劑低，特別適合有慢性腎病的患者，以及慢性腎病合并糖尿病患者等〔19〕；同時(shí)，在患者疼痛感和熱感發(fā)生率方面較“低滲”對(duì)比劑也顯著降低〔20〕。另外，又可使患者碘攝取相應(yīng)減少，本實(shí)驗(yàn)中“雙低”組患者在一次檢查中平均比常規(guī)對(duì)比劑組減小了7 g的碘攝入量。因此，低碘等滲對(duì)比劑不但可以滿(mǎn)足CCTA診斷需求，而且可以在一定程度上減少副反應(yīng)及并發(fā)癥的發(fā)生，提高安全性，使患者受益。
總之，低電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑掃描技術(shù)的運(yùn)用，兼顧了圖像質(zhì)量、輻射劑量與碘攝入量三者之間的關(guān)系。應(yīng)用320排CT“雙低”掃描方案進(jìn)行冠狀動(dòng)脈檢查，不僅可以獲得滿(mǎn)足診斷的圖像質(zhì)量，而且可以降低輻射劑量和碘攝入量，值得臨床應(yīng)用推廣。
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〔2014-09-17修回〕
(編輯安冉冉/曹夢(mèng)園)
通訊作者：陳德基(1963-)，男，博士，主任醫(yī)師，教授，主要從事大血管介入治療研究。
中圖分類(lèi)號(hào)〔〕R816.2〔
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔
文章編號(hào)〕1005-9202(2015)24-7067-04；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2015.24.045
