能譜CT的SSA技術在前瞻性心電門控冠狀動脈成像中的應用

黃瑞良，郝 菲，馬 靖

(山西省心血管病醫院CT室，山西 太原 030024)

能譜CT的SSA技術在前瞻性心電門控冠狀動脈成像中的應用

黃瑞良，郝 菲*，馬 靖

(山西省心血管病醫院CT室，山西 太原 030024)

目的 探討能譜CT snapshot assist(SSA)技術在前瞻性心電門控冠狀動脈成像中降低患者輻射劑量中的應用價值。方法 收集行前瞻性心電門控冠狀動脈成像的患者59例，分為SSA組及常規組，SSA組采用SSA技術掃描。比較SSA組與常規組圖像質量和劑量長度乘積(DLP)、有效輻射劑量(ED)的差異。結果 2組圖像質量評分差異無統計學意義(χ2=2.362，P=0.307)，2組冠狀動脈CTA左主干起始處的主動脈根部平均CT值差異無統計學意義(Z=-0.061，P=0.951)；噪聲、CNR、SNR差異均有統計學意義(P均<0.05)。SSA組DLP為(135.44±37.41)mGy·cm，ED為(1.89±0.52)mSv，常規組DLP為(275.57±36.59)mGy·cm，ED為(3.85±0.51)mSv，2組差異均有統計學意義(t=14.504，P均<0.001)，SSA組較常規組有效輻射劑量降低約50.85%。結論 能譜CT的SSA技術在前瞻性心電門控掃描冠狀動脈成像中可以降低患者的有效輻射劑量，具有較高的臨床應用價值。

心臟；體層攝影術，X線計算機；圖像處理，計算機輔助；輻射劑量

近年來，冠心病的發病率逐漸增高，冠狀動脈CTA作為一種無創性檢查方法日益受到重視，但其輻射劑量的安全性也倍受關注，在保證圖像質量的前提下，如何降低患者輻射劑量已成為當今研究的熱點[1-2]。目前，降低輻射劑量的主要技術有降低管電壓、自動管電流等，能譜CT的寶石探測器結合自適應迭代統計算法(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)也可降低輻射劑量[3-6]。本研究采用GE寶石能譜CT配備的snapshot assist(SSA)技術，探討SSA技術降低冠狀動脈CTA輻射劑量的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2016年3月—6月于我院行前瞻性心電門控冠狀動脈CTA檢查的患者59例。采用SSA技術(SSA組)27例，男11例，女16例，年齡37～78歲，平均(54.19±10.72)歲，體質量指數(body mass index， BMI)19.33～29.41 kg/m2，平均 (24.18±2.97)kg/m2；常規組32例，男20例，女12例，年齡40～76歲，平均(57.50±9.92)歲，BMI為20.70～28.01 kg/m2，平均(24.41±1.86)kg/m2。

排除標準：①嚴重腎功能不全(肌酐清除率<120 μmol/L)；②碘對比劑過敏；③冠狀動脈旁路移植術后；④嚴重心律不齊、過敏性哮喘、甲狀腺功能亢進等。

1.2儀器與方法 在無酒石酸美托洛爾禁忌證情況下，掃描前心率>65次/分的患者給予舌下含服酒石酸美托洛爾，將心率降至65次/分以下。

受檢者取仰臥位，掃描范圍為氣管隆突下1 cm至膈下2 cm。使用前瞻性心電門控掃描，增強掃描采用對比劑跟蹤觸發技術，將ROI設于主肺動脈窗層面的升主動脈，觸發閾值為150 HU，達閾值后延遲7 s開始掃描。采用雙筒高壓注射器，經肘靜脈注射非離子型對比劑碘帕醇(370 mgI/ml)，劑量0.8 ml/kg體質量，再跟注1/2劑量的生理鹽水，注射速率5.0 ml/s。

機架掃描范圍13.9 cm，轉速0.35秒/轉，層厚0.625 mm，重建算法HD STAND，顯示野13.5 cm，矩陣512×512。SSA組采用SSA技術，根據受試者BMI(BMI<20 kg/m2、20 kg/m2≤BMI≤25 kg/m2、BMI>25 kg/m2)自動調節管電壓為80、100、120 kVp，管電流400～580 mA；常規組采用自動管電壓，自動管電流，管電壓100～120 kVp，管電流500～580 mA。2組圖像均采用30% ASIR重建，重建層厚0.625 mm，間隔0.625 mm，將原始數據傳入AW 4.6工作站，行VR、MIP、CPR后處理及冠狀動脈血管探針分析。

1.3圖像評價

1.3.1 主觀評價 由2名經驗豐富的高年資心臟放射專業醫師對圖像質量采用盲法進行評價，如意見有分歧經協商達成一致。于圖像質量最佳時相對受檢者的左主干、左前降支、左回旋支及右冠狀動脈的血管進行綜合評估，包括：血管與周圍組織的對比情況，管腔邊緣的清晰銳利程度，管腔的連續性，有無錯層及運動偽影，斑塊的顯示情況。評分標準參照美國心臟學會制定的冠狀動脈15段分段法，對管腔直徑<1.5 mm的節段不予評價。3分：圖像質量優，噪聲小，管壁連續，無錯層及運動偽影，斑塊顯示清晰；2分：圖像質量良，噪聲略大但可接受，管壁連續，有輕微錯層或運動偽影，斑塊可顯示；1分：圖像質量差，噪聲較大，管壁不連續，有明顯錯層或運動偽影，斑塊顯示不清，圖像不能用于診斷。評分≥2分為圖像質量滿足診斷要求。

1.3.2 客觀評價 于左主干起始處的主動脈根部設定直徑為10 mm的圓形ROI，測定其CT值及標準差(SD)，并以其標準差作為圖像噪聲。同時測定同層面左主干周圍心包內脂肪的CT值作為背景，計算SNR和CNR。計算公式：SNR=主動脈根部CT值/噪聲；CNR=(主動脈根部CT值-心包脂肪CT值)/噪聲。

1.4輻射劑量 采用CT劑量長度乘積(dose length product, DLP)及有效輻射劑量(effective dose, ED)評價患者的輻射劑量。掃描結束后，記錄DLP，計算ED，ED=DLP×k，k為成人心血管CT掃描的權重指數，k=0.014 mSv/(mGy·cm)。

2 結果

2組間患者的性別(χ2=2.781，P=0.095)、年齡(t=1.224，P=0.223)、BMI(t=0.345，P=0.721)差異均無統計學意義。

2.1主觀評分 共顯示冠狀動脈節段885個(SSA組405個，常規組480個)，其中有66個節段圖像質量評分≤1分，不能用于診斷；余819個節段圖像質量評分≥2分，可滿足診斷要求(圖1、2)。2組圖像質量評分差異無統計學意義(χ2=2.362，P=0.307；表1)。

表1 SSA組與常規組圖像質量主觀評分比較[個(%)]

表2 SSA組與常規組圖像客觀評價比較[M(Q)]

2.2客觀評價 2組冠狀動脈CTA左主干起始處的主動脈根部平均CT值均>350 HU，差異無統計學意義(Z=-0.061，P=0.951；表2)；噪聲、CNR、SNR差異均有統計學意義(P均<0.05，表2)。

2.3輻射劑量 SSA組DLP為(135.44±37.41)mGy·cm，常規組為(275.57±36.59)mGy·cm，差異有統計學意義(t=14.504，P<0.001)；SSA組ED為(1.89±0.52)mSv，常規組為(3.85±0.51)mSv，差異有統計學意義(t=14.504，P<0.001)。SSA組較常規組ED降低約50.85%。

圖1 患者男，37歲，BMI 21.97 kg/m2，心率63次/分，常規組 共評價血管15節段，3分14節段，2分1節段，VR圖(A)及TREE圖(B)示左前降支及回旋支顯影良好，CPR圖(C)示左前降支中段輕微錯層，中段管壁可見非鈣化斑塊，管腔輕度狹窄 圖2 患者男，62歲，BMI 24.80 kg/m2，心率65次/分，SSA組 共評價血管15節段，均為3分，VR圖(A)及TREE圖(B)示左前降支、回旋支及右冠狀動脈顯影良好，CPR圖(C)示左前降支管壁光整，無狹窄及斑塊形成

3 討論

冠心病的發病率和死亡率呈逐年上升趨勢，其早期診斷和治療已成為亟待解決的問題。目前冠狀動脈造影術(coronary arteriography, CAG)被公認為診斷冠狀動脈疾病的“金標準”，但因其有創不易被患者接受[7]。近年來冠狀動脈CTA及圖像后處理技術的不斷改進和更新，為冠狀動脈疾病的診斷提供了新的選擇。冠狀動脈CTA是一種無創性的檢查方法，在顯示冠狀動脈腔內病變的同時，還可顯示血管壁及周邊心肌的情況，但患者所接受的輻射劑量及其遠期影響不容忽視[8-9]。因此，在保證診斷圖像質量的前提下，降低輻射劑量，合理采用低劑量原則是目前放射科必須要考慮的問題[10]。

本研究顯示SSA組主動脈根部的CT值略低于常規組，但兩組差異無統計學意義(Z=-0.061，P=0.951)。SSA組的噪聲較常規組略高，但該組的CNR及SNR均有提高(P均<0.05)，血管周圍組織噪聲對圖像質量影響較小，不影響醫師診斷。

臨床常用的降低輻射劑量的方法有管電流調制、步進式掃描模式、低管電壓、濾過成像、迭代重建算法等。目前，前瞻性心電門控采集技術和大螺距掃描被臨床廣泛采用。本研究所采用的SSA技術，按患者BMI的不同，分別設定不同的管電壓(80、100、120 kVp)，并結合前瞻性心電門控及患者的心率，從而自動采用合適的管電壓及管電流，推薦使用最恰當的掃描方式。

本研究結果顯示，在患者性別、年齡、BMI差異無統計學意義的前提下，SSA組與常規組ED的差異有統計學意義，SSA組的ED較常規組降低約50.85%。SSA組最低DLP為55.65 mGy·cm，此外還有2例DLP低于100 mGy·cm，分別為74.46 mGy·cm、96.32 mGy·cm；而常規組最低DLP為255.19 mGy·cm。ED與管電壓的平方成正比，所以降低管電壓可更有效地降低輻射劑量[11]。本研究常規組采用100 kVp掃描的患者僅1例，采用120 kVp者的31例；而SSA組通過SSA技術采用100 kVp掃描的患者20例，1例采用80 kVp，7例采用120 kVp掃描。提示SSA技術可自動選擇最適合的掃描條件，從而更有效地降低輻射劑量。

本研究的不足：樣本量較小，且低BMI樣本含量較少，無高BMI(BMI>31 kg/m2)患者，存在選擇偏倚，今后需擴大樣本量，使研究更具有臨床意義。

綜上所述，能譜CT的SSA技術為患者自動提供合適的管電壓、管電流及掃描方案，在保證圖像質量的同時均能達到診斷要求，并可以有效降低患者輻射劑量。

[1] Kim MJ, Park CH, Choi SJ, et al. Multidetector computed tomography chest examinations with low-kilovoltage protocols in adults: Effect on image quality and radiation dose. J Comput Assist Tomogr, 2009,33(3):416-421.

[2] Singh S, Kalra MK, Moore MA, et al. Dose reduction and compliance with pediatric CT protocols adapted to patient size, clinical indication, and number of prior studies. Radiology, 2009,252(1):200-208.

[3] McCollough CH. Re: Maximizing dose reductions with cardiac CT. Int J Cardiovasc Imaging, 2009,25(6):647.

[4] Hou Y, Yue Y, Guo W, et al. Prospectively versus retrospectively ECG-gated 256-slice coronary CT angiography: Image quality and radiation dose over expanded heart rates. Int J Cardiovasc Imaging, 2012,28(1):153-162.

[5] Leipsic J, Labounty TM, Heibron B, et al. Estimated radiation dose reduction using adaptive statistical iterative reconstruction in coronary CT angiography: The ERASIR study. AJR Am J Roentgenol, 2010,195(3):655-660.

[6] 侯陽，于兵，郭啟勇，等.迭代重建對前置門控冠狀動脈CT圖像質量及輻射劑量的影響.中華放射學雜志，2013,47(4):305-309.

[7] 汪波，常時新，郝楠馨，等.冠狀動脈CT血管造影成像中前瞻性與回顧性心電門控技術的比較.中國醫學影像技術，2010,26(10):1877-1879.

[8] Brenner DJ, Hall EJ. Computed tomography-an increasing source of radiation exposure. N Engl J Med, 2007,357(22)：2277-2284.

[9] Fujioka C, Horiguchi J, Kiguchi M, et al. Survey of aorta and coronary arteries with prospective ECG-triggered 100-kV 64-MDCT angiography. AJR Am J Roentgenol, 2009,193(1):227-233.

[10] 周全紅,康楓,康群鳳,等.前瞻性心電門控結合冠狀動脈追蹤凍結技術在高心率冠狀動脈CT成像中的應用.中國醫學影像技術,2015,31(6):936-939.

[11] 華海琴,康德強,徐曉娟,等.低管電壓聯合管電流自動調節技術降低下肢動脈CTA輻射劑量.中國介入影像與治療學,2015,12(6):366-370.

Application of snapshot assist spectral CT in prospective ECG gating coranary artery imaging

HUANGRuiliang,HAOFei*,MAJing

(CTDivision,ShanxiCardiovascularHospital,Taiyuan030024,China)

Objective To investigate the clinical value of snapshot assist (SSA) of the gemstone CT in prospective ECG-gated coronary artery angiography in reducing radiation dose. Methods A total of 59 patients with prospective ECG-gated coronary angiography were enrolled, who were divided into SSA group and routine group. The SSA group was scanned with SSA technique. The difference were compared between SSA group and conventional group in image quality, dose length product (DLP) and effective dose (ED). Results There was no significant difference of image quality scores between the two groups (χ2=2.362,P=0.307). There was also no significant difference in the mean CT value of the aorta root between the two groups (Z=-0.061,P=0.951). While the differences of noise, CNR and SNR were statistically significant (allP<0.05). The DLP and ED of SSA group were (135.44±37.41)mGy·cm and (1.89±0.52)mSv. And the DLP and ED of routine group were (275.57±36.59)mGy·cm and (3.85±0.51)mSv. There were significant differences between the two groups (t=14.504,P<0.01). The ED reduced about 50.85% in SSA group compared with that in routine group. Conclusion The SSA technology can reduce the effective radiation dose of patients in prospective ECG gated coronary angiography, and has a high clinical value.

Heart; Tomography, X-ray computed; Image processing, computer assisted; Radiation dosage

黃瑞良(1983—)，男(滿族)，山西太原人，碩士，主治醫師。研究方向：CT診斷。E-mail: hhhrl678@163.com

郝菲，山西省心血管病醫院CT室，030024。E-mail: manmanhao-@163.com

2016-09-16

2017-02-14

10.13929/j.1003-3289.201609066

R543.31; R814.42

A

1003-3289(2017)05-0764-04