冠脈CTA檢查方式對輻射劑量影響的多中心研究

郭道德，李巖，白樺，張挽時，燕樹林，金玲，李倩文，王臣，姚新宇,5，杜祥穎，陳楠，李坤成,5

1.首都醫科大學宣武醫院，北京100053；2.中國醫學科學院阜外心血管病醫院，北京 100037； 3.空軍總醫院，北京 100142；4.首都醫科大學附屬北京同仁醫院，北京 100005；5.北京市衛生局醫學影像質量控制與改進中心，北京 100053

隨著冠脈CTA檢查技術的日臻完善，冠脈CTA已經成為冠心病的主要檢查手段，但與此同時，人們也越來越關注冠脈CTA的輻射劑量[1]。如何在保證圖像質量的前提下，有效地減少輻射劑量，已經成為冠脈CTA面臨的重要問題。影響冠脈CTA輻射劑量的因素包括設備、成像方法、受檢者等多種因素，需綜合分析這些因素對輻射劑量的影響[2]，但目前有關冠脈CTA成像劑量的研究多采用單一機型、單一掃描方式，難以準確揭示影響冠脈CTA輻射劑量的因素，因此，本研究采用多中心、大樣本對冠脈CTA檢查方式及輻射劑量進行定量研究，以指導和規范冠脈CTA檢查。

1 材料與方法

由北京市影像質量控制中心組織5名心血管影像領域專家，于2013年5月8日至6月12日期間，逐一對北京市30家三級醫院的冠脈CTA檢查的CT機型以及掃描模式進行問卷和現場抽查。隨機抽查115例冠脈CTA檢查成功的病例作為研究對象。

30家三級醫院共有38臺CT用于冠脈CTA檢查。根據CT機型進行分組分析，115例病人分成普通64排CT組和后64排CT組兩組。普通64排CT組包括15臺CT、34例數據，后64排CT組（即寶石CT、320排CT、iCT和雙源CT）23臺CT、81例數據。

對115例冠脈CTA根據檢查采用的掃描模式（螺旋掃或序列掃）、采集模式（前門控、后門控或單心動周期大螺距采集）進行分組分析。其中前瞻性心電門控序列掃描組49例，回顧性心電門控螺旋掃描組65例，單心動周期大螺距采集組1例。

采用SPSS17.0統計軟件進行統計學分析。采用獨立樣本t檢驗分別分析不同機型和不同掃描方式輻射劑量的差異。取P<0.05為有統計學意義。定量指標包括：CT劑量指數（CT dose index，CTDI）；計量長度乘積（dose length product，DLP）；有效劑量（effective dose，ED）=DLP×0.014，0.014為胸部特定轉換系數k[4]。

2 結果

2.1 不同機型在冠脈CTA檢查中對輻射劑量的影響

在冠脈CTA檢查中，后64排CT組的CTDI、DLP和ED三種參數的統計結果均低于普通64排CT組，差異有統計學意義（P<0.05）（表1）。

2.2 不同冠脈CTA掃描模式對輻射劑量的影響

前門控組的CTDI、DLP和ED三種參數的統計結果均低于后門控組，且有統計學意義（P<0.05）（表2）。由于單心動周期大螺距掃描模式組僅有一個病例，故未納入統計分析。

表1 不同機型在冠脈CTA檢查中對輻射劑量的影響

表2 不同冠脈CTA掃描模式對輻射劑量的影響

3 討論

研究表明，使用后64排CT和低劑量掃描模式均可以有效降低冠脈CTA的輻射劑量。但是，使用低劑量掃描模式較使用后64排CT在降低冠脈輻射劑量的問題上更具有臨床意義。

使用后64排CT之所以會降低劑量，是由于隨著CT硬件和軟件的發展，后64排CT在管球個數、探測器排數、探測器材料和重建算法上都有了新的突破[5]。以重建算法為例，普通64排的重建算法是傳統的濾波反投影法（filtered back projection，FBP），該算法投影數據運算時間短、影像重建速度快、硬件設備要求低，但由于未考慮系統光學因素及系統噪聲因素，導致投影實測值發生錯誤或不完整，常造成大量噪聲和影像偽影。而后64排CT的重建算法多采用改良的迭代重建算法（iterative reconstraction，IR）,該算法通過對原始投影數據多次反饋性迭代，同時結合系統光學信息和系統噪聲信息，使重建影像數據得到更新，獲得不受噪聲和偽影影響的準確重建影像，即IR重建算法能在更低的輻射劑量下獲得相同信噪比的重建影像，且不損失空間分辨率。如：自適應統計迭代重建算法（ASIR）、影像空間迭代重建算法（IRIS）、自適應迭代劑量降低技術（AIDR）等[9]。

而冠脈CTA的低劑量掃描模式是指根據病人的具體情況，合理降低電壓、個性化降低管電流以及采用低劑量的圖像采集模式等[6-8]。以低劑量冠脈CTA圖像采集模式前瞻性心電門控序列掃描模式為例。前瞻性心電門控序列掃描模式是指通過實時監測心電信號，預判下一個心動周期R波出現的時間，并只在預設的心動期相進行X線曝光掃描，其他心動期相X線完全關閉；掃描時檢查床不動，上一個掃描的X線曝光結束，掃描床迅速進入下一個位置，等待心電信號控制的正確心動期相開始觸發下一個掃描。相對比而言，回顧性心電門控螺旋掃描技術對心臟的每一個位置都重復照射了3到5圈，而前瞻性心電觸發掃描的圖像很少重疊，從而在很大程度上減少了輻射劑量。前瞻性心電門控序列掃描可使劑量減少60%～80%[10]。

所以,利用高端CT機型（后64排CT）的先進技術，可以降低冠脈CTA的輻射劑量；合理利用所在醫院的現有機型（包括普通64排CT）的低劑量掃描模式也可以達到降低冠脈CTA的輻射劑量的效果。

但是，CT檢查輻射劑量的管理滯后于CT技術的發展，導致一些輻射劑量大臨床操作簡便的掃描技術仍然大行其道。例如，后門控掃描對病人準備工作及掃描中的技術要求都相對較前門控簡單，掃描后期補救成功率也要高于前門控，這在一定程度上縮短了病人檢查時間，也降低了檢查失敗的風險，但是輻射劑量卻是前門控的四倍左右[3]；然而只需要我們在檢查前耐心訓練病人，檢查中認真觀察病人心率與心律的變化規律，并根據經驗總結權衡使用合理的掃描參數，就可能找到適合進行前門控掃描的病人[11,12]。所以,CT機型滯后是制約冠脈CTA輻射劑量降低的一個因素，置公認的低劑量掃描模式而不用才是冠脈CTA輻射劑量居高不下的重要因素。

總之，根據診斷需求確定適當的影像質量標準及相應的掃描方案，且根據受檢者情況選擇最佳掃描模式進行合理的參數優化是需要我們放射科醫師和技師來共同努力完成的。要想達到降低冠脈CTA檢查的輻射劑量的目的，不僅需要醫院購買先進CT機器，更需要加強對CT工作人員的培訓，敦促CT工作人員加強對CT輻射概念的理解和對所使用CT設備性能的了解掌握， 使CT工作人員在冠脈CTA檢查實施中，進行個性化優化掃描參數，盡可能選擇低劑量掃描模式，縮小掃描范圍，使用最新的重建算法，爭取做到在低劑量水平獲取滿足診斷需求的影像信息。要遵循ALARA原則，積極控制病人心率和心律，創造條件應用低劑量掃描模式，并能夠針對病人的實際情況，合理地進行技術參數優化，努力在保證影像診斷質量的前提下，將患者接受的輻射劑量降至盡可能低的水平。

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