冠狀動脈CTA低劑量優化方案探討

摘要：目的 討論256iCT冠狀動脈成像低劑量優化方案可行性。方法 84例疑診冠狀動脈病變擬行冠狀動脈CT檢查患者隨機編入對照組和研究組。對照組（41例）采用回顧性心電門控、螺旋模式、120Kvp掃描；研究組（43例）采用回顧性心電門控、螺旋模式、100Kvp同時適當增加管電流掃描。由兩名經驗豐富放射科醫師雙盲法操作完成，記錄性別、年齡、體質量指數（BMI）、心率（HR）、對比劑量（VOCA）、Z軸掃描長度（LZA）、CT容積劑量指數（CTDIvol）、劑量長度乘積（DLP）、有效輻射劑量（ED），測量和記錄主動脈根部（ROA）CT值及其噪聲（SD）、噪聲指數（IN）、主觀質量評分（Score）、冠脈節段數（Seg.）及其分布，采用統計學方法比較組間差異。結果 醫師評分一致性較好，Kappa值0.62；組間性別，年齡，BMI，HR，VOCA，LZA，SD，IN，Score，Seg.無統計學差異（P>0.05）；可診斷冠脈節段數98.48%（845/858）；兩組間ROA，SD，CTDIvol，DLP，ED差異有統計學意義（P<0.05），與對照級組比較，研究組CTDIvol、DLP、ED減少分別為25.3%、31.8%、31.8%。結論 256iCT冠狀動脈優化方案在保持圖像質量情況下減少電離輻射劑量，這在臨床上具有較好的應用價值。

關鍵詞：冠狀動脈；CTA；低劑量優化方案

隨著MDCT空間和時間分辨率的提高以及軟硬件的發展，與之伴行的醫療輻射損害亦逐漸為公眾認識和擔憂，因此，降低心臟掃描的射線劑量、遵循合理及最低化原則（ALARA）應當引起每個影像醫生的重視。和未控制的64層螺旋CT冠狀動脈造影（16～20mSv）比較，自2005年采用降低劑量策略以來，CCTA劑量每隔2年大約可以下降50%[1]。目前冠脈CTA低劑量研究[2，3]熱點多以迭代重建技術（如iDose[4]等）為平臺，完成CCTA劑量可低至（0.87～1.4）mSv。而以濾波反投影重建（FBP）為基礎、降低管電壓CCTA檢查的探討報道較少[4]，筆者擬采用降低管電壓并適應增加管電流對256iCT低劑量掃描初步研究，探討其可行性及應用價值。

1資料與方法

1.1一般資料 隨機選擇2013年4～9月我院疑診冠心病申請CCTA掃描84例并除外嚴重心律不齊、碘對比劑過敏等禁忌，HR>85次/min用25mg倍他洛克控制在85次/min以下，該試驗通過醫院倫理委員會批準，患者簽署同意書并編入對照組（n=41）、研究組（n=43）。

1.2方法 使用256iCT設備。右手正中靜脈開通18G留置針，冠狀動脈增強序列自右肺動脈中部至膈下5mm，屏氣數據采集；參數設置：對照組120KV、自動毫安（約800mAs）；研究組100KV、自動毫安（約850～1000mAs）。根據HR自動選擇35%、40%、45%、75%、78%相位。以下設置一致：回顧性心電門控、螺旋模式、準直器128x0.625mm，螺距0.16～0.22，轉速0.27～0.33s/rot，掃描時間（2.6～3.1）s，重建層厚/間隔0.9mm/0.45mm、FOV250×250mm、矩陣512×512、卷積核為\"XCB\"。采用Ulrich高壓注射器，優維顯（370mgI/ml）50～75ml和生理鹽水30ml，注射流率5.0ml/s。觸發監測位于主動脈根部，閾值為150hu、觸發延遲約3.9～5.4s。

1.3數據處理 記錄受試者性別、年齡、BMI、VOCA、HR、LZA；兩組資料重組軸位0.9mm圖像傳入EBW4.6.3工作站，由高年級醫師利用心血管軟件評價軸面、CPR、VR及MIP圖，測量及記錄主動脈根密度及噪聲、噪聲指數（噪聲指數為主動脈密度與其標準差比值），ROI置放于管腔。

1.4 CTDIvol、DLP、ED CTDIvol、DLP從信息表讀取，ED=kxDLP（胸部K=0.014mSv.mGy-1.cm-1）。

1.5圖像主觀評分 參照文獻[2]及研究確定，觀察軸面及CPR圖對患者前降支、回旋支、右冠脈及分支評分，包括血管和周圍結構對比度、管腔邊緣銳利度、主觀噪聲及總體圖像質量。評定標準：4分血管顯示連續，邊緣銳利，無偽影；3分血管顯示連續，邊緣少量偽影，不影響管腔評價；2分血管顯示連續，邊緣中度偽影，管腔模糊，難于評價；1分血管顯示連續，邊緣嚴重偽影，管腔不能評價或血管顯示中斷、移位；0分為直徑小于1.5mm或未發育血管。由兩名高年資醫師雙盲法采用美國心臟病學會（AHA）15節段法對直徑≥1.5mm的冠脈節段進行圖像評分，圖像質量≥3分為可以診斷，總評分為每例所有節段數評分總和。

1.6統計學方法應用SPSS16.0軟件，兩醫師評分一致性采用Kappa檢驗。以圖像主觀質量≥3分為可評價標準，評價冠脈節段數、可診斷節段數及其分布。組間性別構成比采用Pearsonχ2檢驗，非正態性資料應用非參數秩和檢驗，近正態性計量資料進行兩獨立樣本t檢驗。比較組間性別、年齡、BMI、VOCA、HR、LZA、ROA、SD、IN、CTDIvol、DLP、ED、Score、冠脈顯示節段及其分布差異，記錄P值。P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1一般對比 所有受試者均完成掃描。對照組41例（男31、女10）；年齡（54±16.5）歲；BMI（23.1±2.8）kg/m2；HR（65.8±8.4）次/min。研究組43例（男31、女12）；年齡（52.7±12.5）歲；BMI（22.5±2.5）kg/m2；HR（65.5±9.0）次/min。組間性別構成比經Pearsonχ2檢驗差異無統計學意義（χ2=0.37，P=0.52）；兩組年齡、BMI、HR經兩獨立樣本t檢驗無統計學差異（t分別為1.24，0.80，1.43；P>0.05）。

2.2 VOCA、LZA、ROA、SD、IN比較 詳細變量值如表1示，組間VOCA、LZA、IN差異無統計學意義（t分別為1.58，0.35，0.49；P>0.05）。兩組間ROA、SD差異有統計學意義（t=7.13、-6.32，P=0.000），噪聲（SD）有所增加但對主觀質量評分未造成影響。

2.3 Seg.、Score比較 按AHA15節段法，除去<1.5mm或缺如、過細未顯示共858個節段被評價，可診斷節段98.48%（845/858），其中4分節段83.0%（712/858），3分節段16.0%（138/858），2分節段1.0%（8/858）。Score：對照組（43.6±3.5）分（348個4分，63個3分，3個2分）如圖1，研究組（43.9±3.6）分（364個4分，75個3分，5個2分）如圖2。兩組間冠脈節段及圖像評分差異均無統計學意義（P>0.05）。兩醫師評分一致性Kappa值為0.62。

3討論

隨著MSCT應用增加，CT劑量安全和管理問題越來越受到放射科醫師和公眾的關注。聯合國原子輻射效應科學委員會指出，醫療照射已經成為公眾所受最大的人工輻射來源。在美國，高達2%的癌癥可能為CT掃描輻射所引起。在英國，2008年CT檢查由10年前的5%增長到11%，CT使用頻率較平片或透視低，但其所致輻射卻占總輻射劑量約68%。而在我國，截至2010年，CT全國擁有量為11242臺[5]。由此可見，CT劑量已成為不可忽視的醫療輻射源。而CCTA由于采用亞毫米和小螺距掃描導致輻射劑量更顯著高于其他部位和常規冠狀動脈造影檢查。鑒于此，國際放射防護委員會提出X線活動三原則，即實踐正當化、輻射防護最優化及個人劑量限制值。

3.1降低CCTA劑量的措施 包括根據BMI、定位像及預掃描噪聲水平降低管電壓或管電流、減少Z軸覆蓋面積、縮小FOV或縮短掃描長度、ECG管電流調制技術、前瞻性ECG觸發掃描技術、雙源CT大螺距技術和迭代重建技術等[6]。Funama等采用低管電壓和迭代重建技術對CCTA評價，得到低管電壓模型可降低有效輻射劑量達76%的結果。茍文靜等應用低管電流和迭代重建技術對100例CCTA研究，結果發現，與FBP重建技術對比，迭代重建可使劑量下降47%，而圖像質量保持不變或進一步提高。而其他國內外學者研究[1，8]中，采用管電流調制、前瞻性ECG觸發、聯合使用了多種降低輻射的策略組合或雙源CT大螺距等技術使CCTA劑量降低至平均（0.87～10.0）mSv。

3.2本次試驗顯示 常規回顧性門控256iCT冠狀動脈成像時，對照組（120kv、800mAs）在新型8cm寬探測器、動態準直器支持、自動心率失常拒絕及嚴格控制Z軸掃描長度等技術后，有效輻射劑量ED控制在（13.2±0.7）mSv，與Hou等文獻報道一致[3，4]。而研究初步方案將管電壓降為100kv可降低有效輻射劑量ED約31.8%至（9.0±0.4）mSv，這與文獻[2]報道降低幅度可達76%還有較大差距，考慮與本設備重建數據采用濾波反投影（FBP）技術及未開啟ECG管電流調制等有關。

3.3本研究表明 常規回顧性門控256iCT的冠脈掃描盡管采用了多種控制措施仍具有較高輻射，采用降低管電壓方案可在一定程度降低輻射，該方法在臨床上具有一定的可行性，但同時證明劑量控制還有很大空間，本方案與常規掃描相比，在適當提高管電流后噪聲指數、圖像質量、冠狀動脈顯示節段及其分布無統計學差異。研究84例中除未顯示或小于1.5mm血管外，98.48%（845/858）為可診斷血管。

3.4本研究局限性 未能嚴格按照BMI和體表面積控制管電流、未對圖像噪聲均一性重點考慮，未對過度肥胖（BMI大于28kg/m2）人群入組探索，尚未能實現對比劑劑量的控制等，這些不足有望在以后的研究中彌補。

參考文獻：

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[4]Feuchtner GM，Jodocy D，Klauser A，et al.Radiation dose reduction by using 100-kV tube voltage in cardiac 64-slice computed tomography：a comparative study[J].Eur J Radiol，2010，75（1）：e51-6.

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[7]茍文靜，劉士遠，于紅.高級迭代重建算法在低劑量冠狀動脈CT成像中的應用價值[J].實用放射學雜志，2013，29（1）：107-111.

[8]呂鐵鋼，劉挨師.低劑量冠狀動脈成像：前瞻性心電門控CTA與DSA對比研究[J].實用放射學雜志，2013，29（1）：112-115.

編輯/申磊