雙低技術(shù)在低BMI患者冠狀動(dòng)脈CT成像中應(yīng)用

何其舟，劉姝蘭，余 飛，付亞軍，宋震宇，代 平，梁卡麗

（西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院放射影像科，四川瀘州 646000）

CT冠狀動(dòng)脈成像（CT coronary angiography,CTCA）已成為一種精確評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈病變且相對(duì)無創(chuàng)的檢查手段之一[1-3]，但伴隨較高的CT輻射劑量和碘負(fù)荷導(dǎo)致的對(duì)比劑腎病，已受到越來越多的重視。目前，低管電壓技術(shù)是降低CT輻射劑量的主要手段之一，碘負(fù)荷攝入減少也逐步用于CTCA檢查中。研究表明對(duì)于低體質(zhì)指數(shù)(BMI)的患者，80 kV管電壓能夠滿足冠狀動(dòng)脈診斷需要[4-5]。因此，降低輻射劑量與碘攝入量是當(dāng)前CTCA研究熱點(diǎn)，本文采用80 kV結(jié)合碘對(duì)比劑320 mg I/mL在BMI≤23 kg/m2中應(yīng)用，探討在保證冠脈圖像質(zhì)量、滿足診斷的前提下有效降低輻射劑量和碘攝入量的可行性。

1 資料與方法

1.1 病例資料

2015年3月至12月,共選擇性收集100例臨床疑有冠狀動(dòng)脈疾病的患者,BMI≤23 kg/m2的自由心率（心律≤5次/min）患者，按數(shù)字表法隨機(jī)分成A、B兩組，每組各50例，其中男性56例,女性44例，年齡33～87歲,平均年齡(61.60±12.5)歲,排除標(biāo)準(zhǔn):碘對(duì)比劑過敏、嚴(yán)重肝腎功能不全、嚴(yán)重心率不齊及心功能不全；不能配合呼吸者。所有患者均在自由心率（心律變異≤5次/min）下完成CTCA檢查，且在檢查前簽署碘對(duì)比劑用藥知情同意書。

1.2 檢查方法

所有檢查者掃描前于右肘正中靜脈埋置18 G留置針，嚴(yán)格訓(xùn)練患者吸氣屏氣；檢查時(shí)患者仰臥于檢查床上，連接好心電電極，檢查前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。掃描設(shè)備采用德國(guó)西門子二代雙源CT(Somatom Definition Flash CT)掃描儀。常規(guī)屏氣下獲得胸部定位像，范圍自氣管分叉處下1 cm至膈面。使用碘對(duì)比劑：A組采用320 mg I/mL碘克沙醇，B組采用350 mg I/mL碘海醇，注射對(duì)比劑量=體重×（0.8 ～ 1.0)mL/kg，注射速率=體重×（0.8～1.0)mL/kg/10 s，均采用Bolus-tracking示蹤技術(shù)，感興趣區(qū)設(shè)置在升主動(dòng)脈根部，觸發(fā)閾值100 HU，延遲時(shí)間4 s。注射完對(duì)比劑后以相同速率注射生理鹽水40 mL。掃描時(shí)采用四維智能在線劑量調(diào)控技術(shù)(CARE Dose 4D)，探測(cè)器準(zhǔn)直寬度2×128 mm×0.6 mm，圖像層厚0.6 mm，卷積核b26f，啟動(dòng)自適應(yīng)前瞻性心電門控序列掃描技術(shù)，根據(jù)屏氣后心電圖中的心率變化自動(dòng)選擇掃描時(shí)相。數(shù)據(jù)采集期相：心率＜75次/min為60%～80%R-R間期，心率≥75次/min為30%～50%R-R間期；80 kV組采用迭代重建(SAFIRE)技術(shù)，120 kV組采用濾波反投影（FBP）技術(shù)，所有數(shù)據(jù)傳輸至工作站(syngovia)。

1.3 圖像評(píng)價(jià)與分析方法

所有病例的圖像均經(jīng)血管容積再現(xiàn)(VR)、最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)等后處理。圖像主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，依據(jù)美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)(american heart association,AHA)對(duì)冠狀動(dòng)脈15段分法命名[6]，若出現(xiàn)中間支則為16段。由2名有經(jīng)驗(yàn)的放射科主治醫(yī)師采用盲法對(duì)圖像進(jìn)行獨(dú)立分析與評(píng)分，存在意見分歧時(shí)，共同協(xié)商決定。冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)[7]：圖像邊緣清晰，無運(yùn)動(dòng)偽影者5分；圖像邊緣略模糊，有輕度運(yùn)動(dòng)偽影者4分；圖像邊緣中度模糊，有中度運(yùn)動(dòng)偽影但無明顯錯(cuò)層，不影響診斷者3分；邊緣模糊，運(yùn)動(dòng)偽影明顯者2分；冠狀動(dòng)脈管腔不能辨認(rèn)無法診斷者1分。3分及3分以上者視為可診斷圖像?？陀^評(píng)價(jià)采用左冠狀動(dòng)脈入口平均CT值、圖像噪聲、信噪比（SNR）和對(duì)比噪聲比（CNR）；即測(cè)量時(shí)將感興趣區(qū)ROI置于冠狀動(dòng)脈左主干開口同一層面的主動(dòng)脈根部，感興趣區(qū)面積根據(jù)情況盡可能大，測(cè)量左冠狀動(dòng)脈入口平均CT值（SI）及標(biāo)準(zhǔn)差（SD）；同時(shí)記錄LM近段的CT值（SI1）和同層前胸壁肌肉的CT值（SI2），兩者之差作為強(qiáng)化對(duì)比度，計(jì)算SNR和CNR，公式為：SNR=SI/SD；CNR=（SI1-SI2）/SD。

1.4 輻射劑量

輻射劑量?jī)H為冠狀動(dòng)脈CTA的輻射劑量，不包括定位和檢測(cè)峰值時(shí)的輻射劑量；每例患者的輻射劑量主要通過三個(gè)參數(shù)來表示：CT容積劑量指數(shù)（CT dose index volume,CTDIvol）、劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP）、有效輻射劑量（ED）［ED=DLPXk(k=0.014 mSv.mGy/cm2］[8]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

2 結(jié)果

2.1 所有受檢者一般資料的比較

A組和B組按數(shù)字表法隨機(jī)分布，受檢者的年齡、心率、BMI及掃描Z軸范圍、采集時(shí)間窗（TI）結(jié)果比較，經(jīng)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)顯示兩組均無差異；A組和B組用藥量分別為（47.52±4.41）ml與（47.64±3.70）ml，獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)無差異（t=0.14,p=0.89）。

2.2 A組和B組冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果比較

兩組100例冠狀動(dòng)脈血管可供評(píng)價(jià)的節(jié)段數(shù)共1 516節(jié)段（表1）。A組可評(píng)價(jià)的節(jié)段數(shù)為760個(gè)，其中43節(jié)段因管壁嚴(yán)重鈣化(19個(gè))、呼吸偽影(15個(gè))、血管閉塞后顯影不清(9個(gè))不能滿足診斷予以排除。B組可評(píng)價(jià)的節(jié)段數(shù)為756個(gè)，其中37段因管壁嚴(yán)重鈣化(15個(gè))、呼吸偽影(12個(gè))、血管閉塞后顯影不清(10個(gè))不能滿足診斷予以排除；A組與B組圖像質(zhì)量滿足臨床診斷分別為96.4%、95.1%；兩組圖像質(zhì)量評(píng)分比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，分別為(4.52±0.55)分與(4.51±0.56)分，兩組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.319，P=0.750)，見圖1。

表1 A組與B組冠狀動(dòng)脈節(jié)段數(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果(單位:段)

2.3 A組和B組CTCA的輻射劑量評(píng)價(jià)

兩組輻射劑量比較見表2，A組輻射劑量CTDI-vol、DLP、ED均較B組明顯降低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),（mGy）DLP（mGy.cm）

表2 A組與B組CTCA掃描參數(shù)及輻射劑量的比較（±s）

表2 A組與B組CTCA掃描參數(shù)及輻射劑量的比較（±s）

ED(mSv)0.89±0.23 3.79±1.05 20.26 0.00分組A組B組n 50 50 t P CTDIvol（mGy）5.39±1.35 23.09±5.87 22.51 0.00 DLP（mGy.cm）64.02±17.00 272.28±75.71 20.68 0.00

2.4 A組和B組CTCA的圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)

兩組圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)見表3，其中A組平均CT值與圖像噪聲均高于B組，其差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-10.67、7.1,P ＜0.05）；而A組SNR及CNR 稍低于B組，但差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.70，3.00，P＞0.05），見圖1。

3 討論

隨著CT技術(shù)的發(fā)展，無創(chuàng)性CTCA檢查應(yīng)用越來越廣泛，但其檢查產(chǎn)生的CT輻射劑量及碘對(duì)比劑的不良反應(yīng)，也成為公眾關(guān)注的焦點(diǎn)。目前降低CTCA輻射劑量的途徑有前瞻性心電門控掃描、低管電壓、低管電流、心電自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)、體型適應(yīng)性電流調(diào)制、降低Z軸長(zhǎng)度、增大螺距以及迭代算法技術(shù)等[9]。這些技術(shù)均有效降低了CTCA的輻射劑量；而碘對(duì)比劑使用卻因在實(shí)際工作中出于對(duì)檢查成功率及圖像質(zhì)量的保證的考慮，使用濃度和劑量均偏高，從而導(dǎo)致對(duì)比劑腎病的發(fā)生率增高；本文研究對(duì)BMI≤23 kg/m2的患者，與常規(guī)檢查方式對(duì)比，采用低管電壓80 kV結(jié)合低濃度碘對(duì)比劑（320 mg I/mL）和迭代重建技術(shù)行CTCA檢查，獲得了滿足臨床診斷要求的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量，同時(shí)降低了輻射劑量和碘攝入量。

表3 兩組CTCA圖像質(zhì)量客觀比較（±s）

表3 兩組CTCA圖像質(zhì)量客觀比較（±s）

分組A組B組t值P值n 50 50平均CT值（HU）558.48±101.02 373.41±53.44-10.67 0.00圖像噪聲38.47±11.28 23.09±9.06 7.11 0.00 SNR 15.62±5.67 19.78±5.54 3.70 0.92 CNR 13.33±5.27 16.49±5.28 3.00 0.896

圖1 冠脈CTA VR+CPR

3.1 體質(zhì)量指數(shù)（BMI）與管電壓對(duì)CTCA輻射劑量和圖像質(zhì)量的影響

BMI是國(guó)際公認(rèn)的一種評(píng)定肥胖程度的分級(jí)方法，BMI小的患者對(duì)X線吸收衰減小，圖像噪聲小，獲得圖像質(zhì)量高。Mark等研究表明應(yīng)用50%的劑量配合迭代重建（SAFIRE），要比100%劑量應(yīng)用傳統(tǒng)濾波反投影法（FBP）重建，降低了SD，并提高了CNR。故掃描中使用迭代重建技術(shù)（SAFIRE），使得在保證臨床診斷圖像質(zhì)量的前提下降低管電壓成為可能。本研究發(fā)現(xiàn)對(duì)于BMI≤23 kg/m2的患者采用80 kV掃描，其有效輻射劑量0.89±0.23(mSv)較120 kV的3.79±1.05(mSv)降低了近80.0%。與Abada等［10］研究較一致。降低管電壓，雖然導(dǎo)致X線強(qiáng)度減小，圖像噪聲增加，但對(duì)血管影響不大，因?yàn)檫@種效應(yīng)可以由CT值增加來獲得補(bǔ)償，從而增加了血管與周圍組織的對(duì)比度。因此，雖然本文A組較B組的噪聲增大，SNR及CNR下降，但兩組統(tǒng)計(jì)學(xué)無差異；同時(shí)依據(jù) Karaca［11］研究，在血管成像中 CNR＞8為圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，4＜CNR＜8為圖像質(zhì)量良好，CNR＜4為圖像質(zhì)量較差，類似研究報(bào)道也見于其他血管檢查，如肺動(dòng)脈成像［12］。本文中A組與B組的CNR分別為13.33±5.27和16.49±5.28，均CNR＞8以上，在接受范圍之內(nèi)，其圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良率分別達(dá)到94.4%與95.1%，比較一致，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。因此，低BMI≤23 kg/m2的患者CTCA選擇80 kV管電壓與選擇120kV管電壓成像效果一致，但前者輻射劑量明顯較后者減低。

3.2 低濃度碘對(duì)比劑與低管電壓結(jié)合，對(duì)CTCA圖像質(zhì)量和對(duì)比劑用量的影響

由于管電壓的改變影響碘對(duì)比劑對(duì)X線的吸收衰減。低管電壓與低濃度碘對(duì)比劑相結(jié)合，使在低管電壓下對(duì)比劑中的碘對(duì)X線的吸收效率增加，間接增加了血管強(qiáng)化程度，提高血管圖像質(zhì)量。有文獻(xiàn)報(bào)道，當(dāng)冠脈強(qiáng)化高于300 HU時(shí)即可滿足診斷，因?yàn)槊芏冗^高減小了管腔與管壁鈣化之間的密度差，不利于鈣化斑塊的顯示，同時(shí)還可能因?yàn)椴糠秩莘e效應(yīng)低估非鈣化斑塊的面積而低估管腔狹窄的程度，并且也會(huì)因高濃度偽影的干擾而掩蓋較小的非鈣化斑塊的檢出和CT值的測(cè)量[13-14]。本文A組80 kV結(jié)合對(duì)比劑320 mg I/mL的CT值（558.48±101.02）HU明顯高于B組120 kV結(jié)合350 mg I/mL的CT值（373.41±53.44）HU，且差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但兩者平均CT值均高于300 HU，滿足了臨床診斷的要求；另外，應(yīng)用同樣的注射方式，對(duì)比劑用量0.8～1.0 mL/kg，不僅明顯低于常規(guī)用量1.5～2.0 mL/kg，而且隨著碘對(duì)比劑濃度減低，又降低了碘對(duì)比劑的攝入量，因此，可減少碘對(duì)比劑腎病的發(fā)生率。文中A組與B組碘對(duì)比劑用量分別為（47.52±4.41）mL與（47.64±3.70）mL，均明顯低于CTCA常規(guī)用量60～80 mL，同時(shí)A組對(duì)比劑濃度320 mg I/mL（碘克沙醇）低于B組350 mg I/mL（碘海醇），但兩組圖像質(zhì)量也并未因?qū)Ρ葎舛葴p低而下降；因此，對(duì)于BMI≤23 kg/m2的患者，80 kV管電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑行CTCA檢查是可行的，不僅有效降低了輻射劑量，也減少了碘攝入量。

4 結(jié)論

在CTCA檢查中，對(duì)于低BMI且心律較規(guī)整的患者，采用80 kV管電壓結(jié)合低濃度對(duì)比劑行CTCA檢查，不僅能夠保證診斷所需要的圖像質(zhì)量，同時(shí)也降低了輻射劑量和碘攝入量，遵循了降低輻射劑量的原則（as low as reasonably achievable，ALARA原則），達(dá)到個(gè)性化掃描的目的，值得推廣。