不同心率對于640層螺旋CT冠狀動脈成像質(zhì)量及相關(guān)輻射劑量的影響

廣東省中醫(yī)院珠海醫(yī)院影像科(廣東 珠海 519015)

黃樂生 劉金豐 劉海龍 黃培楷 羅妮苑 劉天柱 雷 鳴 彭廣宇 胡小露

不同心率對于640層螺旋CT冠狀動脈成像質(zhì)量及相關(guān)輻射劑量的影響

廣東省中醫(yī)院珠海醫(yī)院影像科(廣東 珠海 519015)

黃樂生 劉金豐 劉海龍 黃培楷 羅妮苑 劉天柱 雷 鳴 彭廣宇 胡小露

目的探討不同心率在640層螺旋CT冠狀動脈CTCA中對血管圖像質(zhì)量的影響以及輻射劑量變化。方法選取91例患者，男性51例，女性40例，平均年齡58歲。分成三組，A組30例，心率≤65次/分；B組30例，65次/分＜心率≤80次/分；C組31例，心率＞80次/分。掃描完成后選取最佳時相進行容積再現(xiàn)(VR)、最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)及曲面重建(CPR)進行血管重建，根據(jù)4分法對血管圖像質(zhì)量分級并進行統(tǒng)計學分析，記錄各組的輻射劑量程度乘積(DLP)。結(jié)果三組的血管圖像質(zhì)量在可評價比例及優(yōu)良率無統(tǒng)計學意義，心率與血管圖像質(zhì)量等級呈負相關(guān)。A組DLP為(3.37±2.12) mGy. cm，B組為(4.78±1.92)mGy.cm，C組為(6.11±2.79)mGy.cm，三組的輻射劑量有差異，經(jīng)檢驗，有統(tǒng)計學意義，心率與輻射劑量呈正相關(guān)。結(jié)論640層螺旋CT冠狀動脈CTCA在高心率患者能較好的顯示圖像，同時輻射劑量也增加，應(yīng)該在情況允許的條件下盡可能降低心率至65次/分以下，在獲得優(yōu)良血管圖像質(zhì)量的同時降低輻射劑量，有利于冠狀動脈CTCA的可持續(xù)發(fā)展，以便讓更多患者從中獲益。

640層螺旋CT；心率；血管圖像質(zhì)量；輻射劑量

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病是危害人類的重大疾病，在過去十年間冠心病及其引起的死亡率及并發(fā)癥在逐年上升 ,早期診斷冠心病至關(guān)重要。冠狀動脈動脈造影是診斷冠心病的金標準，但其為有創(chuàng)性檢查，存在一定的風險[1]。近年來由多排CT的不斷發(fā)展，使冠狀動脈CT血管成像成為冠心病的早期篩查的一項重要手段，但是存在著較高的輻射劑量和所引起的生物效應(yīng)，而且不同心率對圖像質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響，制約冠狀動脈CT血管成像(CT coronary ar tery，CTCA)的發(fā)展。640層容積掃描CT的出現(xiàn)，因其探測器Z軸寬度達160mm，能覆蓋整個心臟，球管旋轉(zhuǎn)一周，即能在一個心動周期內(nèi)對整個心臟完成數(shù)據(jù)采集，從而降低因為心臟跳動而引起的冠脈血管CT成像的圖像質(zhì)量的影響，同時也有效的降低因連續(xù)掃描而引起輻射劑量的升高。本文選取91例患者，探討在640層螺旋CT容積掃描中不同心率對冠狀動脈血管圖像質(zhì)量的影響，以及所引起的輻射劑量的變化，意在分析640層CT容積掃描在冠狀動脈CTCA中的價值所在。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取91例患者的冠脈CTA，由心率的不同分成三組。A組30例，心率≤65次/分；B組30例，心率＞65次/分，≤80次/分；C組31例，心率＞80 次/分?；颊吣挲g平均為58歲，其中男51例，女40例。臨床表現(xiàn)有胸悶、胸部不適、心電圖顯示T波改變或ST段抬高等冠心病表現(xiàn)，部分為無癥狀而就診患者。排除標準包括嚴重腎功能不全、明確碘過敏史、心臟起搏器植入、屏氣配合不佳、冠狀動脈搭橋術(shù)后患者。

1.2 檢查方法采用東芝640 層Aqui l ion one CT進行檢查，檢查前測量血壓及心率，對靜息狀態(tài)下心率高于70次/分的患者，無倍他樂克禁忌癥的，檢查前1個小時給予倍他樂克25～50mg，最大劑量不超過100mg?；颊呷⊙雠P位，無青光眼及低血壓者，舌下含服1mg硝酸甘油，正確連接心電監(jiān)護檢測心率，掃描前對其進行嚴格的屏氣訓練，對不能配合良好患者使用腹壓帶。用MEDRAO雙筒高壓注射器經(jīng)肘靜脈注入對比劑碘海醇(350mgI/ml)40～60ml，流速為4.0～5.5ml/s，繼以相同流速注射生理鹽水30ml。掃描范圍為氣管隆突下1cm至心臟膈面1cm。采用Sure Star t軟件智能觸發(fā)掃描，觸發(fā)點定于掃描野中央層面胸主動脈，觸發(fā)閾值280HU或個體化手動觸發(fā),注入藥物14秒后開始掃描。管電壓為120千伏，管電流為60～370毫安，機架掃描一周為0.35秒，掃描范圍12cm～16cm。所有患者采用前瞻性心電門控，心率低于65次/分，采集時相為R-R間期為70%-80%,心率高于65次，采集時相為30%-80%。

1.3 圖像后處理掃描結(jié)束后，機器自動重建75%期相及默認最佳期相圖像。連續(xù)觀察各個層面,如不能滿足需要，則進入個性化重建。首先瀏覽心電信號，進行心電圖編輯及微調(diào)毫秒來選擇冠狀動脈顯示最清晰層面重組圖像。將數(shù)據(jù)傳至Vi t reaFX3.0后處理工作站行容積再現(xiàn)(VR)、最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)及曲面重建(CPR)，利用血管探針與斑塊分析軟件分析判斷血管有無狹窄及斑塊形成。

1.4 圖像質(zhì)量評價根據(jù)橫斷位及重建圖像將冠狀動脈圖像質(zhì)量分為4級評分標準[2]：1分為圖像質(zhì)量優(yōu)，無運動偽影；2分為圖像質(zhì)量良，輕微偽影；3分為圖像質(zhì)量中，明顯偽影，但仍可作出診斷；4分為圖像質(zhì)量差,不能用于診斷。根據(jù)美國心臟病學會(Amer ican Hear tAssociat ion, AHA)[3]冠狀動脈的15段分段標準分段，評價直徑1.5mm以上的冠狀動脈段。由2名有經(jīng)驗的影像診斷醫(yī)師對重建好的圖像獨立分析并對圖像質(zhì)量評級，并達成一致意見。

1.5 輻射劑量的統(tǒng)計每位患者行冠狀動脈CTCA時，根據(jù)掃描參數(shù)自動生成到容積CT 劑量指數(shù)[CT dose index volume，CTDIvol(mGy)]和劑量長度乘積[dose length product，DLP(mSv/ cm)]，由DLP 乘以特定的轉(zhuǎn)換系數(shù)k來估計有效劑量[e f fec t ive dose，ED(mSv)]，轉(zhuǎn)換系數(shù)k值采用參考

歐盟委員會關(guān)于C T的質(zhì)量最新標準指南[5]，k=0.014mSv·mGy-1.cm-1。

1.6 統(tǒng)計分析采用統(tǒng)計分析軟件SPSS13.0處理所得數(shù)據(jù)。比較各組心率患者的年齡、體重、體重指數(shù)及各組相關(guān)參數(shù)的管電壓、管電流用單因素方差分析,比較各組冠狀動脈血管段的優(yōu)良率、可評價性用卡方檢驗，心率與血管段得分的關(guān)系用雙變量相關(guān)分析，對放射劑量的指標劑量長度乘積采用秩和檢驗，心率與有效輻射劑量的關(guān)系采用雙變量相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.1 各組心率患者一般資料和管電壓及管電流，見表1。

2.2 血管各段評分標準見表1，共1137段，其中1132段可評價，5段不可評價，見表2。

2.3 輻射劑量見表3。

從表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)經(jīng)過檢驗，心率患者的一般資料、管電壓、管電流之間差別不大，無統(tǒng)計學意義。從表2的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明三組不同心率患者的血管段圖像質(zhì)量優(yōu)良率及可評價比例差別不大，經(jīng)檢驗，無統(tǒng)計學意義。三組患者的心率與血管段評分等級有統(tǒng)計學意義，心率與圖像質(zhì)量的等級呈負相關(guān)，即心率越快，圖像的質(zhì)量降低。從表3的數(shù)據(jù)中看出三組中在鈣化積分掃描上的劑量長度乘積差別不大，經(jīng)檢驗，無統(tǒng)計學意義。但在觸發(fā)掃描及總劑量上三組數(shù)據(jù)差別較大，經(jīng)檢驗P＜0.001，有統(tǒng)計學意義，心率與劑量長度乘積呈正相關(guān)，心率越快，劑量長度乘積越大。

3 討 論

3.1 心率與圖像質(zhì)量CT技術(shù)的不斷發(fā)展，尤其當64排螺旋CT出現(xiàn)后，使冠狀動脈CTCA檢查代替冠狀動脈造影檢查成為一種可能，是一種安全、簡單、可靠的無創(chuàng)性檢查，無須住院，花費少，可比較準確的區(qū)分軟硬斑塊，對血管腔的狹窄度大于50%的具有較高的敏感性及特異性[5]，適用于懷疑冠心病患者的篩查。但是在64排螺旋CT無法實現(xiàn)單個心動周期血管成像，Z軸的寬度無法覆蓋整個心臟，心率的變化及心臟的運動仍然是挑戰(zhàn)血管成像的重要因素，仍然是一個影響圖像質(zhì)量的重要因素[6]。臨床上通過服用倍他樂克來降低心律，使心律在70次/分以下，但是對于一些倍他樂克禁忌癥、竇性心律不齊、心律失常及服用倍他樂克后無效的患者，又或者在掃描的過程中患者出現(xiàn)心律失常，又或情緒緊張、屏氣、對比劑的注射出現(xiàn)心率增快和心律失常，冠狀動脈動脈的運動速度發(fā)生相應(yīng)的變化，嚴重的影響圖像的質(zhì)量。在本次研究中，C組患者的心率大于80次/分，血管的圖像質(zhì)量在可評價的比例與A、B兩組無統(tǒng)計學意義。640層螺旋CT的分辨率為175ms，低于雙源CT的83ms[7]，理論上降低了對高心率患者的冠狀動脈的顯示能力。但是640層螺旋CT的Z軸寬度達16厘米，能覆蓋整個心臟。非螺旋掃描模式，根除了階梯偽影，避免了傳統(tǒng)掃描模式的不穩(wěn)定因素，容積時間分辨率的提高使640層CT可在1-2s內(nèi)完成必要數(shù)據(jù)的采集，能在單個心動周期完成對心臟的采集，而且數(shù)據(jù)采集期間檢查床靜止不動，由此避免了因多扇區(qū)數(shù)據(jù)采集于不同心動周期，而冠脈處于不同相位出現(xiàn)對位和配比偏差的問題，使得多扇區(qū)重建提高時間分辨力的優(yōu)勢能夠充分的應(yīng)用，從而有效的解決因心動過速、心律不齊而導致圖像質(zhì)量的下降問題[8]。雖然640層螺旋CT具備以上所述因素使高心率患者冠狀動脈CTCA具有較好的血管圖像質(zhì)量，但各組心率與血管段評分仍然有差別，心率與圖像質(zhì)量的等級呈負相關(guān)，即心率越快，圖像的質(zhì)量降低。低心率的圖像質(zhì)量佳，有利于提高診斷醫(yī)師對冠狀動脈狹窄度分析的自信心。

表1 各組心率患者一般資料和管電壓及管電流

表2 各組心率患者血管段評分（n.%）

表3 各組心率患者的掃描輻射劑量

3.2 心率與劑量關(guān)系一方面螺旋CT冠狀動脈CTCA已經(jīng)成為快速、準確診斷冠心病的首選非侵襲性檢查方法[9]，另一方面存在輻射劑量問題以及遠期存在的癌癥風險[10]，那么如何在兩者之間找到一個平衡點，如何在保證圖像質(zhì)量而又降低病人的輻射劑量，已成為國內(nèi)外研究方向的熱點及重點[11-13]，也是我們每個放射工作者在日常工作中所關(guān)注的重要問題。在本次研究當中采用前瞻性心電門控觸發(fā)模式，僅在預置期相曝光，其它期相無須曝光。本次研究A組的輻射劑量長度乘積為(3.37±2.12)mGy.cm，低于其他兩組(4.78±1.92)mGy. cm，(6.11±2.79)mGy.cm。心率與輻射劑量長度乘積呈正相關(guān)，心率越快，輻射劑量越高。A組患者心率低于65次/分，采集期相為70～80%，只需采集一次心跳內(nèi)的數(shù)據(jù)。B組心率在65～80次/分之間，采集期相為30～80%，需要采集2個心動周期。C組心率高于80 次/分，采集期相為30～80%，需要采集3個以上心跳周期。還可根據(jù)同步心電圖R-R間期變化決定是否增加采集的心跳數(shù)，一旦相鄰R-R 間期變化幅度超過20%，軟件將自動增加采集的心跳數(shù)以獲得更多的容積數(shù)據(jù)來保證圖像質(zhì)量。因此，在臨床工作中，對于擬行冠狀動脈CTCA的患者，在患者情況許可的條件下，盡量將心率降至65次/分以下，而且盡量減少心率的波動，以便減少輻射劑量。

C組比A、B組患者的輻射劑量長度乘積分別增加81%、27%，如何在保證圖像質(zhì)量的情況下降低高心率患者的輻射劑量也是我們今后研究當中所要注意的問題。文獻指出，心率高于80次/分，時相采集已經(jīng)從心臟舒張期轉(zhuǎn)移到收縮期[14]，高心率患者的冠狀動脈節(jié)段的最佳重建時相主要集中在收縮期R—R間期4 l%為中心的31%～51%，運用前瞻性心電門控技術(shù)，讓采集數(shù)據(jù)時相從30% ～80%縮短到30%～50%，減少前門控掃描在對高心率患者做檢查時的曝光時間，從而降低了射線劑量[15]。

綜上所述，640層螺旋CT冠狀動脈CTCA不同心率與圖像質(zhì)量及輻射劑量密切相關(guān)，在無禁忌癥的條件下給予服用倍他樂克，控制心率在65次/分以下，盡可能讓心率波動在20%以內(nèi)，采用前瞻性心電門控，在獲得高質(zhì)量圖像的同時降低輻射劑量，從而有利于冠狀動脈CT血管成像的進一步發(fā)展，以便讓更多的患者從中受益。

圖1-6 男性，64歲，心率為57次/分，120KV，70MA；圖1為冠狀動脈血管樹，圖2為冠狀動脈VR圖像，圖3為前降支MPR圖像，圖4為前降支CPR圖像，圖5回旋支MPR圖像，圖6回旋支CPR圖像。

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(本文編輯: 張嘉瑜)

The Different Heart Rate Effect of 640 Slice Spiral CT Coronary Artery Imaging in the Image Quality and Radiation Dose related

HUANG Le-sheng, LIU Jin-feng, LIU Hai-long, et al. Department of Radiology of Guangdong Province Traditional Chinese Medical Hospital and Zhuhai Hospital, Zhuhai 519015, China

ObjectiveTo investigate the influence of heart rate and blood vessel image quality and radiation dose changes in 640 slice spiral CT coronary artery imaging.MethodsA total of 91 patients, male 51 cases, female 40 cases, average age is 58 years old. Divided into three groups, 30 cases in group A whose heart rate was equal or greater than 65 beats per m inute; 30 cases in group B and the heart rate of them was greater than 65beats per m inute but less than 80 beats per m inute; 31 cases in group C whose heart rate was greater 80 beats per m inute. After the scan completed, the most optimum phase was chosen for volume rendering (VR), maximum intensity projection (M IP), multi planar reconstruction (MPR) and curved planar reconstruction (CPR) to have vascular reconstruction, vascular image quality was classified according to the 4 points method and it was statistically analyzed. We recorded the radiation dose product of each group(DLP).ResultsThe blood vessel image quality evaluation and the excellent and good rate in the proportion of the three groups had no statistical significance, the heart rate was negatively correlated with the quality grade of blood vessel image. A group DLP was (3.37±2.12) mGy.cm, B group was (4.78±1.92) mGy.cm, C group was (6.11±2.79) mGy.cm, radiation dose of three groups was statistically significant, the heart rate is positively correlated with the radiation dose.Conclusion640 slice spiral CT coronary angiography can show the image better in patients with high heart rate, but also increase the radiation dose, we should reduced heart rate to 65 beats per m inute below as far as possible with the condition perm itted. To obtain excellent vascular image quality by lower radiation dose at the same time, is conducive to the sustainable development of coronary artery CT angiography imaging, so that more patients can be benefitted from it.

640 Slice Spiral CT; Heart Rate; Vascular Image Quality; Radiation Dose

R445.3

A

10.3969/j.i s s n.1672-5131.2016.01.017

2015-12-02

劉金豐