多層螺旋CT冠狀動脈成像低輻射劑量的技術(shù)研究

趙吉祥 趙莉

徐州市中心醫(yī)院影像科，江蘇徐州 221009

選擇性冠脈造影是診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)[1]，但其屬于創(chuàng)傷性檢查，術(shù)后血管損傷、血管栓塞、心律失常等并發(fā)癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)較高，因此，國內(nèi)外臨床工作者一直致力于尋求一種安全、可靠、無創(chuàng)的冠脈影像學(xué)檢查方法[2]。CTA以其良好的空間分辨率、無創(chuàng)性和斑塊定量、定性分析優(yōu)勢應(yīng)用日益增多，但根據(jù)統(tǒng)計(jì)，單次CT掃描患者所受輻射劑量高達(dá)10～15 mSv，與之相比，X線胸片拍攝時(shí)輻射劑量僅為0.02～0.04 mSv[3]。輻射劑量與癌癥發(fā)病率存在的線性關(guān)系也已得到明確證實(shí)[4]。因此，低劑量掃描一直是臨床關(guān)注的問題。此次研究針對管電流的優(yōu)化。

1 資料與方法

1.1 一般資料

2016年1月至2017年12月完成對照研究。研究對象為180例疑似冠心病患者，體質(zhì)量指數(shù)（BMI）處于正常范圍內(nèi)（18.5～24.9 kg/m2），腎功能正常且無碘過敏史。在征得患者知情同意后，使用隨機(jī)數(shù)字表法將其分別納入A組、B組、C組及對照組，各45例，四組患者年齡、性別、BMI等一般臨床資料比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 檢查方法

掃描前控制心率，練習(xí)屏氣，在心率穩(wěn)定后開始掃描[5]。使用GE 64層螺旋CT。先行胸部屏氣正、側(cè)位定位像掃描，范圍自胸廓入口至心臟膈面下2～3 cm；而后行冠脈鈣化積分常規(guī)掃描，范圍自氣管分叉下方10～15 mm至心臟膈面；最后行增強(qiáng)掃描，重建層厚0.625 mm，準(zhǔn)直器寬度0.625 mm×4層，范圍與冠脈鈣化積分常規(guī)掃描相同。經(jīng)肘前靜脈注射對比劑（碘海醇370 mgI/mL）20 mL及生理鹽水20 mL，速率5.0 mL/s，同時(shí)對相同層面行電影掃描，記錄時(shí)間密度曲線并根據(jù)峰值時(shí)間確定增強(qiáng)掃描延遲時(shí)間[6]。掃描參數(shù)：機(jī)架轉(zhuǎn)速0.35 s/r，準(zhǔn)直器寬度0.625 mm×64層，管電壓120 kV，重建層厚0.625 mm，視野250 mm×250 mm，矩陣512×512，冠脈成像掃描采用心電門控管電流調(diào)制技術(shù)，對照組最大管電流輸出設(shè)定為700 mA，低管電流輸出350 mA，最大管電流調(diào)制期相為75% R-R間期[7]。A組、B組、C組最大管電流輸出分別設(shè)定為630 mA、560 mA、490 mA，其他掃描參數(shù)與對照組一致。掃描完畢后記錄X線照射劑量，包括單次容積CT劑量指數(shù)（CTDI）及有效劑量（ED），ED=劑量長度乘積（DLP）×k，其中k=0.014 mSv ·mGy-1·cm-1。

1.3 分析方法

將掃描圖像傳輸至后處理工作站，使用容積再現(xiàn)、曲面重組、最大密度投影、多平面重組等技術(shù)顯示冠脈各血管分支、分段及其病變，由2名高年資影像科醫(yī)師在雙盲條件下主觀評價(jià)圖像質(zhì)量[8]，4分：冠脈顯示≥13節(jié)段，3級以上分支可顯示，血管邊緣光滑銳利，管腔內(nèi)對比劑顯示清晰；3分：4項(xiàng)中1項(xiàng)不符；2分：4項(xiàng)中2項(xiàng)不符；1分：4項(xiàng)中僅符合1項(xiàng)；圖像質(zhì)量評分≥3分視為圖像質(zhì)量良好且滿足診斷要求?？陀^圖像質(zhì)量評估指標(biāo)為信號噪聲比（SNR）及對比度噪聲比（CNR），計(jì)算方法參照相關(guān)文獻(xiàn)[9]。對比四組患者主觀圖像質(zhì)量評分、客觀圖像質(zhì)量評分及輻射劑量，分析不同最大管電流方案對圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響。數(shù)據(jù)輸入SPSS 22.0進(jìn)行分析，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量比較

對照組、A組、B組主觀圖像質(zhì)量評分、良好率、SNR、CNR比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），C組主觀圖像質(zhì)量評分及圖像質(zhì)量良好率、SNR、CNR均低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 四組患者主客觀圖像質(zhì)量評分比較（分，）

表1 四組患者主客觀圖像質(zhì)量評分比較（分，）

注：與對照組比較，*P＜0.05

組別 例數(shù) 主觀圖像質(zhì)量評分圖像質(zhì)量良好率（n/%） SNR CNR對照組 45 3.81±0.44 45（100.00） 15.48±2.71 13.47±2.18 A組 45 3.75±0.48 45（100.00） 15.06±3.15 13.06±2.24 B組 45 3.52±0.39 45（100.00） 15.19±2.86 13.09±2.17 C 組 45 2.47±0.66* 26（57.78）* 13.40±3.11*11.22±1.95*

2.2 輻射劑量比較

A組、B組、C組CTDI、ED均低于對照組，B組、C組CTDI、ED均低于A組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 四組患者輻射劑量比較（）

表2 四組患者輻射劑量比較（）

注：與對照組比較，*P＜0.05；與A組比較，#P＜0.05

組別 例數(shù) CTDI（mGy） ED（mSv）對照組 45 76.95±6.88 18.26±4.81 A 組 45 68.32±5.17* 16.52±1.24*B 組 45 64.71±5.59*# 14.37±1.65*#C 組 45 59.60±3.28*# 14.06±1.89*#

3 討論

多層螺旋CT冠脈成像的圖像質(zhì)量很大程度上取決于影像的空間和時(shí)間分辨率，由于薄層、小螺距、大范圍掃描策略方為確保圖像質(zhì)量滿足診斷要求的關(guān)鍵，受檢者輻射劑量明顯高于其他部位檢查，因此，如何平衡圖像質(zhì)量與輻射劑量的矛盾一直是困擾臨床工作者的重點(diǎn)問題[10]。

臨床嘗試采用多種方式降低X線輻射劑量，有研究表明，輻射劑量與管電壓的平方呈正比，故適當(dāng)降低管電壓能夠使輻射劑量大幅下降，但管電壓降低所致射線穿透能力不足可對圖像質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，目前該方法僅適用于低BMI患者[11]。亦有學(xué)者指出，控制掃描范圍對于降低輻射劑量有積極作用，但在實(shí)際工作中，掃描范圍過小可能導(dǎo)致病變圖像遺漏，且該方法受操作者主觀影響較大，推廣性受限[12]。

心電門控技術(shù)主要利用心電信號，選擇心臟運(yùn)動最慢時(shí)進(jìn)行掃描，同時(shí)，收縮末期或舒張期采用常規(guī)管電流掃描，而收縮初期則將管電流降低，能夠在抑制心臟運(yùn)動偽影的前提下降低輻射劑量，大大減少X線對人體的潛在損傷[13]。已有報(bào)道指出，心電門控技術(shù)可將患者多層螺旋CT冠脈成像掃描期間所受輻射劑量減少20%以上[14]。管電流易于調(diào)整，但圖像噪聲會隨著管電流的降低而增加，進(jìn)而造成圖像綜合質(zhì)量下降、檢查結(jié)果準(zhǔn)確性受限；增加管電流可顯著減少圖像噪聲，但一方面會增加球管損耗，另一方面也伴隨著輻射劑量的大幅上升[15-16]。此次研究就常規(guī)最大管電流（700 mA）及其90%、80%、70%對圖像質(zhì)量的影響進(jìn)行了對比，發(fā)現(xiàn)最大管電流最小值可設(shè)定為560 mA，此時(shí)主觀圖像質(zhì)量良好率亦為100%，能夠滿足診斷要求，若進(jìn)一步將最大管電流降至490 mA，圖像SNR、CNR大幅下降，已對圖像質(zhì)量造成了明顯影響，亦難以滿足病變診斷需求。隨著最大管電流的下降，受檢者所受輻射劑量逐漸降低，與過往報(bào)道具有一致性[17]。需要注意的是，目前心電門控技術(shù)包括兩種方案，一是前瞻性心電觸發(fā)掃描技術(shù)，二是回顧性心電門控重建技術(shù)，前者對受檢者屏氣時(shí)間要求較高，且所獲數(shù)據(jù)為非連續(xù)性，不利于圖像后處理；后者易因心電信號丟失造成檢查失敗[18]。因此，進(jìn)一步優(yōu)化并選擇合適的心電門控技術(shù)，是日后臨床研究中所需關(guān)注的重點(diǎn)方向。

綜上所述，多層螺旋CT冠狀動脈成像掃描中，采用心電門控技術(shù)并將最大管電流設(shè)定為560 mA能夠在確保圖像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射劑量，從而優(yōu)化檢查安全性、滿足臨床診斷需求，值得推廣應(yīng)用。