低管電壓 迭代重建對高BMI患者冠脈CTA的可行性

康書朝　崔　鳳?　葉　斌

低管電壓 迭代重建對高BMI患者冠脈CTA的可行性

康書朝崔鳳?葉斌

目的 探討iCT使用低管電壓、迭代重建（iDose4）對高體重指數(shù)患者（25kg/m2≤BMI＜30kg/m2）行冠狀動脈CTA檢查的可行性。方法 采用飛利浦256層iCT對體重指數(shù)在25kg/m2≤BMI＜30kg/m2的60例患者行冠狀動脈CTA檢查，分為兩組，每組各30例（A組100kV，iDose4；B組 120kV，F(xiàn)BP）。由2名資深影像醫(yī)師以5分制對2組圖像質(zhì)量進行主觀評價及測量圖像的CT值和噪聲（SD），并計算相應(yīng)的信噪比（SNR）、對比信噪比（CNR）并進行分析。結(jié)果 A組、B組CT值差異有統(tǒng)計學(xué)意義；SD值、SNR、CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 對體重指數(shù)在25kg/m2≤BMI＜30kg/m2患者行冠狀動脈CTA檢查，低管電壓聯(lián)合迭代重建（100kV，iDose4）完全可以獲得滿足臨床診斷需求的影像信息，該檢查方法具有可行性。

體層攝影術(shù) BMI 冠狀動脈血管 迭代重建

多層螺旋CT冠狀動脈成像（MSCTCA）是一種微創(chuàng)的、有效的、安全的對冠狀動脈血管疾病進行評價的檢查手段。越來越多的患者選擇MSCTCA檢查，但同時也增加患者所受電離輻射致癌的風(fēng)險，尤其是高體重指數(shù)患者為了保證圖像質(zhì)量及診斷準(zhǔn)確率，需要高kV掃描，從而增加了輻射劑量。文獻報道［1］，在濾波反投影法（FBP）重建下，依據(jù)BMI與管電壓的關(guān)系，建議掃描方案如下：BMI≤25kg/m2（100kV），BMI＞25kg/m2（120KV）。本文探討低管電壓（100kV）聯(lián)合迭代重建（iDose4）技術(shù)對高體重指數(shù)患者（25 kg/m2≤BMI＜30 kg/m2）行冠狀動脈CTA檢查的可行性。

1　臨床資料

1.1一般資料 收集2013年5月至2014年5月本院行MSCTCA檢查的25kg/m2≤BMI＜30kg/m2的60例患者的影像學(xué)資料，分為兩組各30例。A組掃描條件為100kV，iDose4重建；B組掃描條件120kV，F(xiàn)BP重建。其中男27例，女33例；年齡范圍40～85歲，平均年齡68.5歲。

1.2檢查方法（1）掃描前準(zhǔn)備：掃描前行常規(guī)碘過敏試驗，并測量患者身高，體重，血壓，心率值，計算出患者BMI［BMI=體重（kg）÷身高2（m）］。囑患者平靜休息，疏導(dǎo)患者緊張情緒并指導(dǎo)患者屏氣訓(xùn)練，一般采取平靜吸氣后屏氣，這樣可以減少屏氣前后心率過大變動。掃描前5min給予0.5mg硝酸甘油舌下含服，擴張冠狀動脈，使末梢血管顯影更清晰。（2）掃描技術(shù)及參數(shù)：采用Philips Brilliance 256 iCT，采用回顧性心電門控心臟掃描模式，機架轉(zhuǎn)速0.27r/s，128×0.625mm探測器，層厚0.9mm，層間距0.45mm，螺距0.16～0.20，矩陣512×512，視野（FOV）250mm，管電流600mAs，雙筒高壓注射器，非離子型對比劑碘海醇350mgI/ml，以4.5～5.0ml/s注射0.8ml/ kg造影劑，完畢后同速率注射生理鹽水40ml，使用智能跟蹤觸發(fā)技術(shù)，感興趣區(qū)設(shè)于氣管分叉下1.5cm處降主動脈，閾值120HU，達到閾值后延遲4.5s自動觸發(fā)掃描，掃描范圍從氣管分叉下1.5cm至心臟隔面下2cm。（3）圖像后處理方法：將原始數(shù)據(jù)傳輸至飛利浦星云工作站，根據(jù)不同的心率，選取圖像最佳的時相行R—R間期重建，然后對冠狀動脈進行容積再現(xiàn)（VR），最大密度投影（MIP），多平面重建（MPR），曲面重組（CPR）等重建圖像。

1.3圖像分析 （1）圖像質(zhì)量主觀評價分析：60例患者的左冠主干血管、回旋支、前降支和右冠動脈分別統(tǒng)計，共240支血管。參考Hong等［2］分級評分方法對圖像進行評價：①無運動偽影（血管顯示清楚）為5分。②有輕度偽影（部分血管節(jié)段有輕度模糊）為4分。③中度偽影（約50%血管路徑有雙邊征）為3分。④重度偽影（血管全程出現(xiàn)模糊和雙邊征或有血管中斷）為2分。⑤無法診斷（血管結(jié)構(gòu)分不清）為1分。每個病例由2名主治醫(yī)師分別進行圖像評價。（2）圖像質(zhì)量客觀評價分析：在軸位圖像上于主動脈根部（左主動脈開口附近）上、中、下3層測量血管腔內(nèi)CT值及SD，同時測量鄰近脂肪組織的CT值，計算SNR：SNR=CT值/SD；CNR：CNR=（血管腔CT值-脂肪組織CT值）/SD。測量時盡量保持ROI大小，位置一致，并避開血管壁上的鈣化和斑塊。

1.4統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件。計量資料以（x±s）表示，采用配對樣本t檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1冠狀動脈CTA主觀圖像質(zhì)量比較 見表1。

表1　冠狀動脈CTA主觀圖像質(zhì)量比較（n）

2.2冠狀動脈CTA客觀圖像質(zhì)量比較 見表2。

表2　冠狀動脈CTA客觀圖像質(zhì)量比較（x±s）

3　討論

心臟是快速搏動的中空器官，心血管腔內(nèi)的血液具有較高的流速和流量，冠狀動脈包繞著心臟分布，分支繁多，走形曲折，內(nèi)徑纖細，隨著心臟搏動而運動。因此高質(zhì)量的冠狀動脈血管成像對患者個體條件及配合程度有較高的要求，患者年齡、體重、體型（體重指數(shù)）、心功能狀態(tài)、血流動力學(xué)特點及腎功能等因素成為影響冠狀動脈血管成像圖像質(zhì)量的重要因素。高體重指數(shù)患者脂肪組織多，心肌肥厚，會使圖像噪聲增加，動脈內(nèi)腔顯示不清，CTCA圖像質(zhì)量明顯下降，甚至造成診斷準(zhǔn)確率下降，為保證圖像質(zhì)量，需要適當(dāng)增加kV或者mAs，使患者接受輻射劑量增加。另外，對于高體重指數(shù)患者，為保證單位面積血管與周圍組織的對比度，必須保證血管腔內(nèi)碘的濃度，需要使要用更多的造影劑，更快的注射速率，一方面加重腎臟排泄的負擔(dān)，另一方面也加大對比劑血管外滲的概率，給患者造成一定的傷害。

自CT應(yīng)用以來，輻射劑量一直是人們關(guān)注的焦點，在保證圖像質(zhì)量的前提下，如何降低輻射劑量，提高檢查的安全性是研究的熱點。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展進步，迭代重建算法重新進入CT領(lǐng)域，已有大量文獻研究［3-5］證明飛利浦第四代迭代算法iDose4能夠?qū)崿F(xiàn)同樣圖像質(zhì)量下顯著降低輻射劑量，故研究人員設(shè)計低劑量、迭代算法重建圖像組與常規(guī)劑量、濾波反投影法重建圖像組兩組不同的參數(shù)對圖像質(zhì)量進行比較，結(jié)果顯示，評價兩組圖像質(zhì)量的指標(biāo)SD，SNR，CNR差異無統(tǒng)計學(xué)意義，兩種方法獲得的圖像質(zhì)量無差異。Tobias［6］等報道，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39%，本資料使用100kV，iDose4重建圖像（見圖1）比120kV，F(xiàn)BP重建圖像（見圖2）獲取同等質(zhì)量的圖像，卻能大幅度降低輻射劑量，表明使用100kV，iDose4重建方法明顯優(yōu)于120kV，F(xiàn)BP重建方法。

圖1　100kV，iDose4重建圖像

圖2　120kV，F(xiàn)BP重建圖像

本資料顯示，B組圖像質(zhì)量與A組圖像質(zhì)量無差異，均能滿足冠狀動脈血管的診斷，使用低電壓聯(lián)合迭代算法能完全滿足臨床需求。其中A組1例患者在掃描數(shù)據(jù)采集過程中，心率快且變化大伴心律不齊，前降支有雙邊征（評為2分）及回旋支結(jié)構(gòu)不清（評為1分）。B組1例患者由于氣促，不能徹底屏氣致使前降支和回旋支遠端中斷（均評為2分）。兩組冠狀動脈CTA圖像由于患者配合不佳，質(zhì)量有所下降，并不影響討論結(jié)果。有研究表明：使用低管電壓，可以得到更高的CT值［7］，與本資料測量結(jié)果相一致，A組圖像的CT值明顯高于B組圖像的CT值，差異有統(tǒng)計學(xué)意義，這樣可以在確保圖像噪聲不影響診斷的條件下，使用低管電壓而獲得較高的CT值以增加血管與周圍組織的對比度。在保證一定的CT值要求下，使用低管電壓，就可以減小對注射造影劑速率及總量的要求，進一步減少造影劑對人體的傷害，顯然在一定條件下，低管電壓更適合高體重指數(shù)患者。低管電壓可以減少患者所受輻射劑量，同時冠狀動脈血管可以獲得更高的CT值，增加與周圍組織的對比度，迭代算法可以彌補低管電壓帶來的圖像噪聲過大，改善圖像質(zhì)量，低管電壓聯(lián)合迭代算法更適合高體重指數(shù)患者。

MSCTCA越來越多的應(yīng)用于臨床冠心病的定性、定位和程度判斷的篩查中［8］，因此在確保高體重患者診斷可靠性和避免危害性兩者之間尋求一個平衡點，即良好的圖像質(zhì)量和最低的危害性，這要求操作員應(yīng)熟悉設(shè)備的性能，能根據(jù)患者自身條件，制定最優(yōu)的掃描計劃，選取合理的掃描條件，爭取以最小的代價，得到符合診斷要求的優(yōu)質(zhì)圖像。不足，由于樣本有限，所選擇患者心率不同，配合程度不等，對圖像質(zhì)量有一定的影響，可能研究數(shù)據(jù)有一定的誤差。

［1］ Ripsweden J，Brismar TB，Holm J，et al.Imapct on image quality and radiation exposure in coronary CT angiography:100KVp wersus 120KVp. Acta Radiol，2010，（51）:903-909.

［2］ Hong C，Becker CR，Huber A. ECG-gated reconstructed multidetector row CT coronary angiography:effect of varying trigger delay on image quality. Radiology，2001，（3）:712-717.

［3］ Mieille FA，Gudinchet F，Brunelle F，et al.Iterative reconstruction methods in two different MDCT scanners:Physical metrics and 4-alternative forced-choice detectability experiments-A phantom approach. Phys Med，2013，29（1）:99-110.

［4］ 高宇，迭代重建算法的研究進展.中國醫(yī)療設(shè)備，2013，28（3）:23-25.

［5］ Marin Di， Nelson RC， Schindera ST， et al. Low-tube-voltage，high-tube-current multidetector abdominal CT: improved image quality and decreased radiation dose with adaptive statistical iterative reconstruction algorithm-initial clinical experience. Radiology，2010， 254（1）:145-53.

［6］ Tobias P，Larissak R，et al.Image quality in a low radiation exposure protocol for retrospectively ECG-gated coronaryCTangiography，AJR， 2009，192:1045-1050

［7］ 張超亮，關(guān)玉寶，林翰菲，等.128層MSCT低劑量技術(shù)在冠狀動脈成像的應(yīng)用研究.CT理論與應(yīng)用研究，2012，21（4）:753-759.

［8］ 舒振宇，丁忠祥.低劑量聯(lián)合迭代重建算法在肥胖患者冠狀動脈CT成像中的應(yīng)用價值.醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志，2014，24（10）:1721-1725.

Objective To explore the feasibility of coronary angiography examination，use lower tube voltage and iterative algorithm to reconstruction（iDose4）in patients with higher body mass index（25kg/㎡≤BMI＜30kg/m2）. Methods Totally 60 patients（25kg/m2≤BMI＜30kg/ m2）were divided to two groups，each group 30 cases :Group A tube voltage of 100 kV，iterative algorithm to reconstruction（iDose4）；Group B tube voltage 120kV，fi lter back projection reconstruction image（FBP）. Two experienced radiologists independently evaluate image quality，the diffences of mean CT values，image noise（SD），signal noise ratio（SNR），contrast signal to noise ratio（CNR）were compared and analyzed. Results The CT values of group A and group B were statistically signifi cant difference；SD values，SNR，CNR were no statistically signifi cant difference. Conclusion The image information of patients（25kg/m2≤BMI＜30kg/m2）CTA examination with lower tube voltage（100kV）and iterative algorithm to reconstruction（iDose4）can completely meet the demand of clinical diagnosis，the inspection method is feasible.

Coronary angiography Tomography X-ray computer Body mass index

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