3D自動毫安技術在64層螺旋CT冠狀動脈成像檢查中的應用

宋其君

(新汶礦業集團萊蕪中心醫院，山東萊蕪 271103)

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3D自動毫安技術在64層螺旋CT冠狀動脈成像檢查中的應用

宋其君

(新汶礦業集團萊蕪中心醫院，山東萊蕪 271103)

摘要：目的觀察3D自動毫安技術在64層螺旋CT冠狀動脈成像(CTCA)檢查中的應用效果。方法將接受64層CTCA檢查的100例患者隨機分為C、D兩組各50例，對C組患者使用固定毫安技術檢查，D組使用3D自動毫安技術檢查，比較兩組的圖像質量評分、圖像噪聲、容積CT劑量指數(CTDIvol)及有效劑量，計算D組管電流及應用3D自動毫安技術的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值及陰性預測值。結果D組管電流為140～680(449±124)mA。D組、C組圖像質量評分分別為3.78±0.34、3.95±0.65，圖像噪聲標準差分別為(26.15±1.38)、(25.27±3.81)Hu，CTDIvol分別為(39.56±8.63)、(70.35±9.35)mGy，有效劑量分別為(10.68±2.27)、(16.02±2.61)mSv，兩組圖像噪聲、CTDIvol、有效劑量比較，P均<0.01。應用3D自動毫安技術的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值及準確率分別為94.92%、92.13%、88.89%、96.47%。結論 3D自動毫安技術應用于64層CTCA檢查，圖像噪聲相對穩定，輻射劑量低，但不降低圖像質量。

關鍵詞：3D自動毫安技術；多層螺旋CT冠狀動脈成像；圖像噪聲；圖像質量

64層螺旋CT冠狀動脈成像(CTCA)是安全、無創的檢查模式，有較高的陽性預測值和極高的陰性預測值，越來越多地應用于冠心病篩查、支架置入術及冠狀動脈搭橋術后的隨訪復查。隨之而來的X線輻射問題也越來越被人們關注，在CT檢查中如何減少患者的射線劑量成為國內外學者的研究熱點[1,2]。在實際工作中，CTCA掃描常使用固定的劑量(常規的650 mA)，對BMI較小的個體可能劑量偏高，而對BMI較大的個體可能劑量不足、圖像噪聲增大，影響診斷細節的顯示。而且不同機構之間輻射劑量差距明顯，從平均5 mSv到平均30 mSv，表明合理的掃描方案可以有效降低輻射劑量。本研究我們觀察了3D自動毫安技術在64層CTCA檢查中的應用效果，探討個體化低X線劑量掃描中X線劑量與圖像質量的關系。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇在新汶礦業集團萊蕪中心醫院接受64層CTCA檢查的100例患者，其中男55例、女45例，年齡35～75歲、平均56歲，心率55～68次/min。其中冠心病篩查94例，支架術后復查6例。將所有患者隨機分為C、D兩組各50例。兩組一般資料具有可比性。

1.2方法

1.2.164層CTCA檢查方法受檢者取仰臥位，正側位定位覆蓋全部心臟區域。首先測定肘靜脈-主動脈的循環時間，經肘前靜脈以4.5 mL/s流率注射對比劑20 mL，在主動脈根部水平選擇一個層面，由軟件自動測出時間-密度曲線，確定掃描延遲時間。平靜時心率超過70 次/min的72例患者于CT掃描前1 h服用美托洛爾25～100 mg。機架轉速0.35 s/r，準直器寬度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。靜脈注射對比劑42～75 mL，流率3.5～5.9 mL/s。掃描起點為左冠狀動脈上方1 cm處，終點為心臟下緣向下1 cm處，在回顧性心電門控下進行冠狀動脈掃描。C組開啟ECG電流調控，設置60%～80%期相輸出毫安值為650 mA，其余期相為130 mA。D組選定圖像噪聲標準差27 Hu為可接受噪聲[3]，應用3D自動毫安技術，在定位像上測量主動脈分出冠狀動脈左主干層面為中心掃描1 cm層厚應使用的毫安值，即“Axial”掃描模式、0.4 s/r、“Full”重建模式下的適用管電流毫安值，將其設為“Y mA”。并由此計算出“Cardiac”掃描模式、“Segment”重建模式下球管0.35 s/r適用的管電流毫安值，即“XmA”。根據兩種掃描方式之間的關系推導出公式：X mA=Y mA×[(0.4×360)/(0.35×240)],其中“0.4×360”為“Full”重建模式下球管0.4 s/r旋轉360°獲得的數據量；“0.35×240”為“Segment”重建模式下球管0.35 s/r旋轉240°獲得的數據量，即X mA=Y mA×1.714。計算得到X mA，開啟ECG電流調控，設置60%～80%期相輸出毫安值，其余期相毫安值為此數值的20%。

1.2.2圖像重建及評價方法操作臺上將原始數據在心動周期60%～80%相位上進行橫斷面圖像重建，并傳入GE Aw 4.4工作站，在每個相位窗上對每支血管進行容積再現、最大密度投影、曲面重組等心臟及冠狀動脈的三維成像，篩選出圖像質量最佳者用于冠狀動脈圖像質量的評價。在主動脈分出冠狀動脈左主干層面的上下3層，分別選取面積為100 mm2的感興趣區，測量圖像噪聲，并取3層CT值標準差的平均值作為該患者的圖像噪聲。采用美國心臟協會冠狀動脈改良分段方法[4]，由2名主治以上資歷的醫師以雙盲法對冠狀動脈的13個主要節段進行評價。檢查時記錄由計算機生成的容積CT劑量指數(CTDIvol)，用CTDIvol×掃描長度得出劑量長度乘積，即總照射劑量(DLP)。DLP×換算因子C為有效劑量，換算因子采用歐洲CT質量標準指南提出的胸部平均值0.017[3]，計算并記錄各組有效劑量均值。

2結果

D組管電流為140～680(449±124)mA。D組、C組圖像質量評分分別為3.78±0.34、3.95±0.65，圖像噪聲標準差分別為(26.15±1.38)、(25.27±3.81)Hu，CTDIvol分別為(39.56±8.63)、(70.35±9.35)mGy，有效劑量分別為(10.68±2.27)、(16.02±2.61)mSv，兩組圖像噪聲、CTDIvol、有效劑量比較，P均<0.01。應用3D自動毫安技術的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄(≥50%狹窄)的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值及準確率分別為94.92%、92.13%、88.89%、96.47%，及93.24%。

3討論

CT圖像質量和CT射線劑量從一開始就是一個矛盾體，如何在滿足臨床診斷的前提下，最大程度控制CTCA輻射劑量并盡可能地減少輻射危害已越來越受到人們的重視[5]。目前CTCA有多種低劑量技術，本研究C、D組掃描均采用了ECG電流調制技術，并在采集圖像后用C2模式后過濾重建以降低圖像噪聲，改善圖像質量。ECG電流調制技術通過在心動周期中有用部分(用于圖像重建)使用高毫安輸出，而在心電周期的其余部分使用低毫安，從而減少曝光劑量。對冠狀動脈時間運動軌跡的研究[6]發現，當心率低于75次/min且節律穩定時，右冠狀動脈及左回旋支在RR間期的60%～80%相位(等容舒張期)有一段相對平穩的平臺期。ECG電流調制技術的應用可降低30%～50%的射線劑量[7]。后過濾重建(C2)將其對噪聲的減除作用轉化為管電流的適度降低，可降低約32%的射線劑量[8]。

采用固定的劑量，會導致小BMI的個體可能接受過量輻射而大BMI個體曝光劑量又可能不足的現象[8]。在相同的過濾條件和恒定的管電壓條件下，輻射劑量與管電流成正比關系，所以在CTCA檢查中多采用降低管電流的方法來降低輻射劑量。而相同BMI的患者，胸廓的大小以及骨骼、氣體等組織對X線的吸收不同會產生不同的圖像噪聲影響圖像質量。3D自動毫安技術是一種前瞻的三維劑量調控技術。根據臨床需要預先設置所需的圖像噪聲指數，本研究設置為27 Hu[9]。根據這個噪聲標準差，機器只需要利用一個掃描定位像的數據就能決定所需X線的劑量?？筛鶕颊叩腂MI、胸廓大小和估計肌肉量進行個性化選擇。

在掃描定位像后，使用3D自動毫安技術，設置噪聲標準差，將圖像噪聲標準差值控制在27 Hu以下，經機器自動計算適用毫安值，指導D組管電流選擇，經試驗證實，D組管電流較C組下降30%，并且圖像噪聲控制在平均26.15 Hu，圖像質量完全可以滿足診斷需要。D組患者最大BMI為31.14，其有效劑量為15.01 mSv,最小BMI為21.88，其有效劑量為5.926 mSv。分析C組發現，固定毫安檢查存在BMI較大者噪聲過高、BMI較小者噪聲過低、圖像質量不穩定、射線劑量使用不規范的弊端。而D組圖像噪聲相對穩定，毫安使用個體化、規范化，有效劑量降低了44%，可以找到X線劑量與圖像質量二者的平衡點。同時通過對D組21例同期行SCA檢查資料的對照分析，以SCA為“金標準”得出應用3D自動毫安技術的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄≥50%的敏感性、特異性、陽性預測值及對冠狀動脈狹窄檢出的準確率與文獻報道的基本一致。另外，本實驗中D組圖像噪聲均值雖然略高于C組(約升高15%)，但是圖像質量評分均值差異無統計學意義，這從另一方面說明，噪聲并非越低越好。

同時，本研究檢查前訓練患者使其呼吸幅度均勻，設置掃描起點為左冠狀動脈上方1 cm處，終點為心臟下緣向下1 cm處，根據不同患者心臟體積，設置個體化掃描范圍，掃描前嚴格控制患者心率<70次/min，將ECG期相區間設置為60%～80%，降低無謂的輻射劑量。這些總共可降低3～5 mSv。

國內學者[9]通過BMI確定的個體化低劑量掃描方案已經實現了低輻射劑量的可能。由于此法簡單易行，國內外個體化低劑量掃描方案大多以BMI為指導。但有時BMI相同的患者由于其胸部肌肉和皮下脂肪的厚度以及胸廓的大小不同，此時BMI不能準確指導毫安值的設置。行冠狀動脈CT成像時，X線穿透胸部會依照不同的胸部情況在固定的感興趣區(ROI)內產生不同的CT值，據此可推算出噪聲標準差等于27 Hu時定位相CT值與管電流的對應關系。這種根據胸部定位相CT值確定個體化掃描參數的方法操作精度要求高，需花費少量時間進行測量，并且不同技師選擇ROI寬度可能不盡相同，測量結果可能出現小的偏差[10]。而3D自動毫安技術預先設置噪聲指數，通過計算機在定位像上自動測量計算，操作簡便，盡可能降低人為誤差，使X線劑量的使用更加準確，同時又能實現不同患者間圖像質量的一致性，符合“量體裁衣”的個體化低劑量掃描原則。該研究僅初步探討回顧性掃描方式中低劑量技術應用，對比具有前瞻性掃描方式的多排螺旋CT，X線劑量仍偏高。

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收稿日期：(2015-06-09)

中圖分類號：R816.2

文獻標志碼：B

文章編號：1002-266X(2015)47-0076-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.47.030