70 kV與智能最佳管電壓的冠狀動脈血管成像在寬體探測器上的對比研究

陳依林 劉元芬

近年來冠心病的發病率不斷升高，冠狀動脈血管成像作為一種相對無創、可靠的檢查方法在冠心病的篩查、診斷中起到重要作用。CT檢查在臨床廣泛應用的同時也增加了患者接受的輻射劑量，因此冠狀動脈血管成像的雙低研究已成為近年來的研究熱點之一。寬體探測器革命CT可實現一次掃描即可獲得低劑量、高清晰的解剖圖像，同時進行四維成像、動態灌注和能譜成像等功能分析，打造了超高端CT在影像診斷的新高峰，在心血管、神經、呼吸、泌尿系統、腫瘤、骨關節、急診、兒科都擁有更加優異的臨床表現。本研究旨在探討低劑量70 kV脈CTA成像在臨床應用中的可行性，試圖在滿足臨床診斷要求的前提下，降低冠狀動脈血管造影檢查中患者所接受的輻射劑量和對比劑劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集我院從2017年11月—2018年2月，根據心電圖或臨床癥狀懷疑有冠狀動脈病變擬行Revolution CT冠脈CTA檢查的患者89例，年齡30～75歲，平均（61.47±11.43）歲，BMI 17.63～26.00 kg/m2，平均（22.27±2.41）kg/m2。排除標準包括：冠狀動脈支架置入或者搭橋手術史；碘對比劑過敏；肝腎功能不全；嚴重心功能不全；妊娠；甲亢；癲癇；哮喘等。同時BMI超過26的患者亦未納入本研究。根據患者檢查先后順序，將前45例納入A組，后44例納入B組，A組管電壓采用70 kV，375 mA，采用0.7 ml/kg對比劑用量，注射流率為0.07 ml/（kg·s）；B組管電壓采用智能最佳管電壓掃描技術，噪聲指數（NI）為24，200～600 mA，采用0.9 ml/kg對比劑用量，注射流率為0.09 ml/（kg·s）。隨后均推注生理鹽水30 ml沖管。

1.2 掃描設備與參數

將89例臨床懷疑冠心病的患者隨機分成兩組，A組（45例）管電壓采用70 KV，采用0.7 ml/kg對比劑用量，注射流率為0.07 ml/（kg·s）；B組（44例）采用智能最佳管電壓掃描技術，0.9 ml/kg對比劑用量，注射流率為0.09 ml/（kg·s）。采用GE 公司Revolution CT掃描行CCTA軸位掃描（寬體探測器Z軸最大覆蓋范圍160 mm，全部數據可在一個心動周期內采集完成，掃描床不移動，因此掃描方式為心電圖前瞻性門控軸向掃描），掃描參數為：140 mm軸位掃描，球管轉速0.28 s，ASIR-V迭代算法選擇40%，重組層厚和間隔均選擇0.625 mm，重組矩陣512×512；重建算法選擇標準算法。使用雙通道高壓注射系統，通過20 G密閉式靜脈留置針經肘前靜脈推注濃度為320 mg/ml的非離子型對比劑碘佛醇注射液（江蘇恒瑞醫藥股份有限公司，國藥準字H20067896，規格50 ml：33.9 g）。使用前瞻性心電門控，自由呼吸。借助于對比劑團注追蹤技術（bolus-tracking technique，BT）確定掃描延遲時間，SmartPrep動態監測掃描（50 mA）層設置在掃描范圍中央層面（冠狀動脈竇開口層面），于升主動脈設置250 HU的觸發閾值，當升主動脈CT值達到250 HU，1.7 s后自動觸發掃描采集CCTA圖像，掃描范圍由氣管分叉至心底。對于心率66～85次/min間的患者，曝光時間窗選擇40%～50%和70%～80% RR間期；對于心率＞86次/min患者，曝光時間窗選擇在40%～60% RR間期；對于心率＜66次/min患者，曝光時間窗選擇在70%～80% RR間期；對于心率嚴重不規則的患者，為保證檢查成功率，在第一次掃描后間隔兩個心動周期再進行一次掃描。選取最少運動偽影的期相傳送到AW后處理工作站經CPR、VR等后處理后篩選最佳CT圖像測量并評價CCTA圖像質量。

1.3 數據測量和圖像質量評價

測量并記錄右冠狀動脈（RCA）、左冠狀動脈前降支（LAD）、左冠狀動脈回旋支（LCX）三支冠脈近、中、遠段的CT值和SD值。測量過程中避開鈣化、軟斑塊、乳頭肌和狹窄對相應興趣區CT值和SD值的影響。冠脈不同興趣區CT值和SD值取三次測量的平均值。為避免部分容積效應的影響，所測量的冠脈血管直徑限定在1.5 mm以上。將冠狀動脈CT值與鄰近脂肪組織的CT值之差定義為對比度，并計算信噪比（signal-to-noise ratio，SNR），SNR=冠狀動脈CT值/噪聲。輻射劑量：本文僅分析冠狀動脈CTA的輻射劑量，不包括定位像、冠狀動脈鈣化積分及自動跟蹤技術的輻射劑量。劑量長度乘積（dose length product，DLP）由計算機自動得出。有效輻射劑量（effective dose ，ED）根據公式計算，ED=K×DLP，其中K為轉換因子，采用歐洲CT質量標準指南提出的胸部平均值為0.014 mSv/（mGy·cm）[1]。CCTA圖像質量由兩名經驗豐富的高年資放射科醫師使用5分量表，評價冠狀動脈各分支的主要節段（血管直徑大于等于1.5 mm）。圖像質量評價標準：4分：冠狀動脈顯示清晰，圖像噪聲小，管腔連續、完整，無階梯狀偽影，圖像質量為優；3分：圖像噪聲較小，管壁輕度偽影或CPR圖像見輕度階梯狀偽影，不影響診斷，圖像質量良好；2分：圖像噪聲較大，管壁中度偽影或CPR圖像中度階梯狀偽影，尚可作出診斷，圖像質量中等；1分：圖像噪聲大，重組圖像上冠狀動脈錯位，管壁嚴重偽影，不能診斷，圖像質量較差[2]。

1.4 統計學處理

統計軟件采用SPSS18.0，兩組數據比較：若數據符合正態分布，采用t檢驗，若數據不符合正態分布，則采用秩和檢驗。多組數據比較：若數據符合獨立、正態分布和方差齊性的特點，采用方差分析的比較方法，兩兩比較采用LSD方法；若數據不符合以上條件，我們采用Kruskal Wallis 非參數檢驗方法。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 A組和B組患者基本情況

年齡、心率、掃描時間、體質量、BMI（見表1）在兩組間均差異無統計學意義（P＞0.05），對比劑用量差異有統計學意義（P=0.00）（見表1）。

2.2 A組和B組主觀評分的比較

兩組圖像主觀評分均值A組為（3.40±0.28）分，B組為（3.79±0.22）分，差異有統計學意義（t=7.28，P=0.00）。兩組可評價血管段（評分≥2分）的百分比[97.8%（396/405）、99.2%（393/396）]，差異無統計學意義（χ2=2.911，P＞0.05）（見表2）。

2.3 3支冠脈各節段CT值的比較

B組各冠脈分支遠段CT值高于A組；而其余各節段CT 值的比較均差異無統計學意義（P＞0.05）。3支冠脈各節段在SD值上的比較，冠脈各節段SD值A組均大于B組，且差異有統計學意義（P＜0.05）。兩組冠狀動脈三支分支近段的SNR值上的比較：結果顯示各組在RCA、LAD及LCX的近段的差異均有統計學意義（P＜0.05），且A組均小于B組（見表3）。

表1 AB兩組基本情況

表2 符合影像診斷血管段對比

表3 兩組CT、SD及SNR值對比

2.4 兩組在ED值上的比較

A組的ED均值為（0.40±0.12）mSv，B組的ED均值為（2.22±1.24）mSv；A組的ED值小于B組，差異有統計學意義（t=9.70，P=0.00）。

3 討論

冠狀動脈CTA作為一種相對無創、可靠的檢查方法在冠心病的篩查、診斷中的應用越來越普遍，但冠狀動脈CTA檢查中較高的輻射劑量越來越受到人們的關注。冠狀動脈CTA檢查中的輻射劑量與管電壓、管電流、掃描長度及心電脈沖窗的寬度等多種因素有關，其中輻射劑量與管電壓的平方成正比，因此在冠狀動脈CTA檢查中，如何降低管電壓在合適范圍內成為減少輻射劑量的一個研究熱點[3-5]。降低管電壓可以有效增加脈管系統的濁化效應，增加含碘對比劑的CT值，從而增加血管與周圍組織結構的對比。祁麗等[6]聯合前瞻性心電門控、大螺距及迭代重建技術運用70 kVp管電壓和30 ml對比劑在體質指數≤25 kg/m2、心率≤70次/分的患者中是可行的，可在大幅度降低輻射劑量及對比劑用量的條件下獲得滿足診斷的圖像質量。陳寶錦等[7]運用光子探測器雙源CT在70 kV管電壓聯合30 ml低對比劑在正常BMI且心率＜65次/分的患者冠狀動脈CTA檢查中，在獲取滿足診斷要求圖像質量的同時顯著降低ED及對比劑用量。

隨著對MSCT相對高輻射劑量的關注，專家共識應接受適度噪聲，而不能盲目追求低噪聲圖像[8]。目前，倡導在滿足基本診斷圖像質量的前提下，觀察者應容忍一定限度的噪聲，且本研究顯示低電壓組的CT值和噪聲等參數與傳統掃描相對照，屬于可以接受的范圍。Revolution CT[9-12]擁有29 ms的掃描速度、0.23 mm空間分辨率、160 mm寬探測器、任意心率、一次心跳就可完成心臟數據采集，再加上70 KVP低劑量成像平臺，全新的迭代重建技術-ASiR-V，有利于減少心臟運動偽影，改善冠狀動脈強化程度和對比劑的利用率，提高低劑量條件下的圖像質量[13-14]。

進行低kV掃描時，X線光子評價能量更接近碘的k緣、康普頓散射減低，冠狀動脈與與周圍軟組織對比度增大更為明顯，但是管電壓的降低，會使得X線平均能量減低，致使穿過被照體到達探測器的X線光子數減少，量子噪聲成分增加，圖像噪聲增大，會影響診斷。本研究中血管評分在兩組中無明顯差異，血管圖像質量無顯著差異，70 kV組可診斷血管節段數占97.8%。兩組在CT值上的比較中，只有冠脈各分支遠段存在差異，其余各節段均無統計學差異，且各段的近段和中段CT值均超過250 HU。兩組在噪聲值及SNR值上的比較，A組均顯著大于B組。A組的對比劑用量和ED值明顯低于B組。從CT值、噪聲值、SNR值、對比劑用量和ED值可以說明研究組能保證較好的圖像質量，且其低輻射劑量和低對比劑用量值得臨床推廣。

本研究在采用低管電壓的同時，也采用低濃度對比劑以減低腎臟損傷，聯合前瞻性心電觸發掃描模式更是大大降低了患者所接受的輻射劑量。本研究的不足之處采用了較為嚴格的病例入選標準，排除了體質量指數BMI＞26 kg/m2的患者，病例數較少，同時沒有與傳統的冠狀動脈造影作比較，冠脈CTA檢查過程、圖像質量評分及后處理技術受人為主觀因素的影響，可能會對研究的結果產生一定的影響。