第三代雙源CT+flash模式掃描聯(lián)合胸圍指數(shù)降低冠狀動脈CTA輻射劑量及碘攝入量

王海林，陳敏江，翁巧優(yōu)，盧陳英，程淑芳，葉妙清，林桂涵，紀建松

（麗水市中心醫(yī)院 放射科，浙江 麗水 323000）

冠狀動脈CT血管造影（CT angiography，CTA）做為冠心病常規(guī)檢查方法，廣泛應用于臨床，但存在電離輻射和對比劑腎損害的風險。近年來，如何在不影響影像學診斷的前提下降低CT輻射劑量已成為影像學技術研究熱點[1-3]。另外，對比劑的用量可嚴重影響患者腎臟功能，減少對比劑總碘量可降低對比劑腎病風險[4]。目前，臨床上較多采用BMI來指導管電壓掃描參數(shù)的設置[5]，這種掃描方法能降低患者的輻射劑量，但由于心臟所在位置較為特殊，個體間存在較大差異，尤其是女性及中心型肥胖的患者，BMI并不能準確評價胸部肌肉、脂肪厚度，這也使得常規(guī)冠狀動脈CTA掃描無法實現(xiàn)個體化、精準化掃描。已有學者研究發(fā)現(xiàn)采用低管電壓CT掃描可以有效降低輻射劑量[6]，但該方法也同樣增加了圖像噪聲，影響了圖像質量，而新近發(fā)展的迭代重建算法有效彌補了這一缺點，可以在保證圖像質量的同時降低輻射劑量和對比劑使用量。

本研究采用第三代雙源CT+trube-flash大螺距掃描聯(lián)合迭代重建算法，根據不同的胸圍指數(shù)來調節(jié)管電壓，同時采用低濃度對比劑，調整其注射速率及總量。從圖像質量主觀、客觀評價指標、輻射劑量及碘攝入量方面與常規(guī)檢查方法比較，評估胸圍指數(shù)調整管電壓聯(lián)合低碘濃度對比劑掃描方案的可行性，從而制定個性化檢查方案。

1 資料和方法

1.1 一般資料 常規(guī)組為2017年1月至2017年3月在麗水市中心醫(yī)院擬行冠狀動脈CTA檢查的患者60例。納入標準:①既往無嚴重肝、腎功能不全及糖尿病者；②心率控制在150次/min以下；③竇性心律，心律規(guī)整，波動范圍在15次/min以內。排除標準:①肝腎功能不全（肌酐＞1.7 mg/dL），心功能不全者；②碘對比劑過敏者；③心率＞150次/min，嚴重心律不齊患者；④有慢性支氣管炎、肺氣腫或胸廓畸形患者。低劑量組為2017年3月至2017年6月在我院擬行冠狀動脈CTA檢查的患者，納入標準和排除標準同常規(guī)組。根據胸圍的不同將患者分為A、B、C 3組，其中A組胸圍≤85 cm（21例），B組胸圍85～95 cm（47例），C組胸圍≥95 cm（32例）。本研究通過本院醫(yī)學倫理委員會審查批準，所有受檢者均簽署了知情同意書。

1.2 CTA檢查方法

1.2.1 患者準備:囑患者安靜休息并測量心率，心率過快者酌情口服倍他樂克25～50 mg，將心率控制在150次/min以下?；颊哌M行嚴格的呼吸訓練。檢查前測量患者的身高、體質量及胸圍（乳頭水平平對兩側肩胛骨下角水平繞胸部一周）；于受檢者左肘正中靜脈預埋20號留置針。

1.2.2 檢查方法:所有患者均采用SIEMENS Force雙源CT+trube-flash大螺距掃描進行冠狀動脈CTA檢查?；颊呷⊙雠P位，掃描范圍為氣管分叉下10 mm至心臟膈面，囑患者屏氣掃描。掃描參數(shù):所有檢查開啟管電流自動調節(jié)技術care Dose 4D，準直寬度192×0.6 mm，層厚0.75 mm，間距0.5 mm，機架旋轉時間250 ms，65% R-R間期劑量曝光。所有患者均采用F軸面掃描，flash大螺距掃描結合迭代算法重建技術。①常規(guī)組:管電壓為120 kV，對比劑采用碘帕醇（含碘370 mg/mL），以5.0 mL/s的流率經肘靜脈注射50 mL。②低劑量組:對比劑均采用碘克沙醇（含碘270 mg/mL）。A組:管電壓為70 kV，注射速率3.5 mL/s，總量35 mL；B組:管電壓為80 kV，注射速率4.0 mL/s，總量40 mL；C組:管電壓為90 kV，注射速率4.5 mL/s，總量45 mL。采用德國Ulrich雙筒高壓注射器，待對比劑注射完之后，以相同的速率注射0.9%氯化鈉溶液30 mL，在降主動脈層面選擇感興趣區(qū)，采用團注追蹤程序（bolus tracking）自動觸發(fā)技術監(jiān)測CT值，觸發(fā)閾值設置為120 Hu，動脈期掃描延遲時間為16～22 s。

1.2.3 圖像后處理:圖像采集后將所有原始圖像傳入CT后處理工作站syngo VA30A進行重建，均應用容積再現(xiàn)技術（volume rendering technique，VRT）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多層面重組（multi-planar reformation，MPR）和曲面重組（curved planar reformation，CPR），以獲得多方位影像圖像。再結合橫斷面圖像，顯示冠狀動脈主干及主要分支。

1.2.4 圖像噪聲測量:在右冠狀動脈起始段層面，選取感興趣區(qū)面積為（10 mm×10 mm），以CT值的標準差（SD）作為圖像噪聲，為避免因對比劑血液混合不均造成的誤差，取右冠狀動脈上下3層面的平均值作為該患者的圖像噪聲。

1.2.5 輻射劑量:本研究統(tǒng)計的僅為冠狀動脈CTA掃描范圍的輻射劑量，不包括定位像、檢測峰值時間和鈣化積分掃描輻射劑量。系統(tǒng)依據掃描參數(shù)，自動計算出劑量長度乘積（dose-length product，DLP）和容積CT劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvol）。有效輻射劑量（effective dose，ED）=k×DLP，k值為組織權重因子，根據文獻[7]報道，采用成人胸部權重因子0.014，胸部k值為0.014 mSv·mGy-1·cm-1[7]。

1.2.6 圖像質量評價:①主觀評價:由2名放射科副主任醫(yī)師先采用雙盲法對圖像質量進行評分，再對圖像質量評分達成一致意見，以便比較各組的圖像質量。僅對管腔直徑＞2 mm的血管圖像質量進行評分，對鈣化嚴重的血管段不進行評價。根據美國心臟協(xié)會標準，對冠狀動脈行15段分段法評價[8]，圖像質量評分為4級。I級:冠狀動脈管腔連續(xù)、完整，圖像清晰，無階梯狀偽影，圖像噪聲小，圖像質量為優(yōu)，評為4分；II級:管壁輕度偽影或CPR圖像見輕度階梯狀偽影，不影響診斷，圖像噪聲較小，圖像質量良好，評為3 分；III級:管壁中度偽影或CPR圖像中度階梯狀偽影，尚可作出診斷，圖像噪聲較大，圖像質量中等，評為2分；IV級:重組圖像上冠狀動脈錯位、管壁嚴重偽影，不能診斷，圖像噪聲大，圖像質量較差，評為1分。②客觀評價:分別測量主動脈根部發(fā)出右冠層面CT值和SD值。測量感興趣區(qū)面積約為5 mm2，連續(xù)取3個上下層面測量，并計算SNR值，SNR=CT值/SD值。

1.3 統(tǒng)計學處理方法 采用SPSS23.0軟件進行統(tǒng)計學分析。計量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，2組比較采用獨立樣本t檢驗；對圖像質量主觀評分差異比較采用非參數(shù)秩和檢驗。應用Kappa檢驗評價2名醫(yī)師圖像質量評價的一致性，Kappa＞0.7為一致性較好，0.4≤Kappa≤0.7為一致性中等，Kappa＜0.4為一致性差。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

所有患者均一次性順利完成冠狀動脈CTA檢查，各組圖像顯示效果較好，所有冠狀動脈及其分支能清晰顯示血管全程。

2.1 一般資料比較 4組間性別、年齡和心率比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。4組患者的胸圍和BMI比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 圖像主觀評價 2名醫(yī)師對圖像質量評分的一致性較好，Kappa值為1.856，各組掃描圖像的評分均大于2分，且基本都大于3分，均可滿足臨床診斷需要，常規(guī)組、A組、B組和C組各組的圖像質量評分差異無統(tǒng)計學意義（P=0.603），見表2。各組圖像質量均較好，能夠清晰地顯示血管全程（見圖1）。

表1 各組行冠狀動脈CTA檢查患者的一般資料和掃描方案

2.3 圖像客觀評價 根據胸圍指數(shù)的不同設定不同的管電壓，發(fā)現(xiàn)管電壓從90 kV降低到70 kV時，冠狀動脈的CT值具有升高的趨勢，低劑量組（A、B、C組）的CT值稍高于常規(guī)組，兩兩比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。管電壓從90 kV降低到70 kV時，噪聲也逐漸增加，低劑量組稍高于常規(guī)組。見表2。

圖1 各組CTA圖像

表2 各組患者圖像評價指標比較

2.4 輻射劑量和碘攝入量 低劑量組的ED明顯小于常規(guī)組（P＜0.05），且低劑量組隨著胸圍指數(shù)的增大，ED明顯增加（P＜0.05）。低劑量組的碘攝入量明顯低于常規(guī)組，且低劑量組隨著胸圍指數(shù)的增大，碘劑攝入量明顯增加。見表3。

3 討論

在冠狀動脈CTA掃描中，以往大部分研究采用固定的管電壓、管電流及回顧性門控技術進行掃描，其輻射劑量會明顯高于其他部位的檢查，常規(guī)冠脈CTA的輻射劑量一般在10 mSv左右，有時甚至可達到22 mSv，其ED值比傳統(tǒng)的冠狀動脈造影要高，大大增加了患者輻射損傷隨機效應的危險性，這也限制了冠狀動脈CTA的廣泛應用。然而，由于冠狀動脈CTA檢查在冠心病患者的無創(chuàng)化檢查中是無法取代的，如何能在不影響診斷準確性的前提下，明顯降低受檢者的輻射劑量和造影劑劑量，減少患者輻射損傷隨機效應的危險性和造影劑不良反應危害性，是目前迫切需要解決的問題。

表3 各組患者輻射劑量和碘攝入量比較

目前，臨床常規(guī)掃描根據患者的實際BMI和實際體質量，綜合利用降低管電壓、控制碘流率、減少對比劑注射時間的調整來減少X線對比劑的使用劑量，獲得滿意的圖像。然而，心臟位于胸部的局部區(qū)域，BMI不能準確反映患者胸部肌肉及皮下脂肪的厚度和胸廓的大小，特別是對女性患者，本團隊之前的研究也發(fā)現(xiàn)用胸圍來代替BMI來調節(jié)掃描參數(shù)更合理[9]。但是，該研究過程中的造影劑總量和注射速率固定，并沒有根據患者的胸圍大小進行調整。本研究根據胸圍指數(shù)的不同，利用第三代雙源CT制定個性化檢查方案，低管電壓聯(lián)合使用低碘濃度對比劑，同時調整對比劑速率及總量，實現(xiàn)冠狀動脈CTA低輻射、低碘攝入量，進一步驗證了以胸圍指數(shù)作為參考設置掃描參數(shù)的可行性，并在之前的研究基礎上進一步有效降低了輻射劑量。

本研究根據胸圍指數(shù)的不同設定不同的管電壓，發(fā)現(xiàn)隨著管電壓的降低，冠狀動脈的CT值具有升高的趨勢，低劑量組的CT值稍高于常規(guī)組。隨著管電壓的降低，SD值也逐漸增加，低劑量組稍高于常規(guī)組，圖像的CT值和SD值的變化趨勢與文獻[10]報道相符。本研究中低劑量組與常規(guī)組SNR差異無統(tǒng)計學意義，這提示其圖像質量達到診斷要求。本研究對4組的輻射劑量進行比較，發(fā)現(xiàn)低劑量組的輻射劑量明顯小于常規(guī)組，且低劑量組隨著胸圍指數(shù)的增大，輻射劑量明顯增加。對比各組碘攝入量，研究發(fā)現(xiàn)低劑量組的碘攝入量明顯低于常規(guī)組，且低劑量組隨著胸圍指數(shù)的增大，碘劑攝入量明顯增加，提示依據胸圍指數(shù)調節(jié)管電壓聯(lián)合低碘濃度對比劑，同時調整對比劑速率及總量，在保證圖像質量的同時，可以有效降低輻射劑量和碘攝入量。

本研究也存在一定的不足，根據患者的胸圍指數(shù)大小調整管電壓、對比劑速率及總量，能夠得到良好的圖像質量同時降低患者的輻射劑量及碘攝入量，但冠脈CTA檢查僅限于掃描心臟，根據患者心臟的體積來設定檢查參數(shù)及對比劑速率及總量會不會更加合理，筆者將會做進一步研究。

綜上所述，在冠狀動脈CTA成像時，根據胸圍指數(shù)不同調節(jié)管電壓，同時聯(lián)合使用低碘濃度對比劑，調整對比劑速率及總量，采用第三代雙源CT+trubeflash大螺距掃描聯(lián)合迭代重建算法，可使掃描方案的設計更加合理和個性化，從而達到在保證圖像質量不變的前提下，明顯降低受檢者的輻射劑量和碘攝入量。