320 排CT冠狀動脈成像低劑量技術的臨床應用價值

 覃杰1,董云旭1,孟曉春1,郭寧1　作者單位：中山大學附屬第三醫(yī)院 1. 放射科， 2. 心內科， 廣東 廣州

　　【摘要】【目的】探討低劑量技術在320排CT冠狀動脈成像中的臨床應用價值?！痉椒ā?對2008年11月至2009年6月我院臨床擬診冠心病、心率 < 65次/min的240例連續(xù)病例依次納入低劑量組(L組)和常規(guī)組(C組)。L組和C組分別采用前瞻性及回顧性心電門控冠狀成像掃描方案。評估兩組圖像質量和有效射線劑量(ED)?！窘Y果】 L組和C組每組共有1800(15 × 120)個冠脈節(jié)段，L組和C組冠脈節(jié)段管徑太小( < 1.5 mm)難于評估分別占3.50%(63/1800)、3.78%(67/1800)，可評估占96.5%(1737/1800)、96.12%(1733/1800)，無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。L組和C組4分圖像分別為94.33%、94.67%，3分圖像為2.17%、1.61%，差別無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。兩組3分圖像均為輕度運動偽影，無階梯偽影及1、2分圖像。L組和C組平均射線劑量為3.28 mSv、14.36 mSv，L組平均射線劑量較C組降低75.04%，兩組差別有統(tǒng)計學意義(P < 0.01)。【結論】 320排CT冠狀動脈成像低劑量技術既可保證圖像質量又可降低患者的射線劑量。

　　【關鍵詞】 體層攝影術，X線計算機; 前瞻性心電門控; 放射劑量; 血管造影術

　　Abstract： 【ob[x]jective】 To evaluate the application of dose reduction techniques in 320-detector CT of the coronary arteries. 【Methods】 A total of 240 consecutive patients suspected coronary artery disease with a heart rate of less than 65 bpm were performed CCTA with prospective electrocardiographic (ECG) gating (group L) and with retrospective ECG gating (group C) in turn between November 2008 and June 2009. Image quality and effective radiation dose were evaluated. 【Results】 Sixty-three and 67 of the possible 1800 segments (120 patients × 15 segments per patient) were either too small (1.5 mm) to be characterized in group L and group C.96.5%(1737/1800) and 96.12%(1733/1800) characterized segments were not significantly different in group L and group C. 94.33% segment received a score of 4 and 2.17% segments received a score of 3 in group P.94.67% segments received a score of 4 and 1.61% segments received a score of 3 in group C. Image quality scores were not significantly different in group L and group C. Images were scored as 3 for mild motion artifact in the two groups. Stair-step artifacts and images scored as 1 and 2 were not found. Mean patient radiation dose in group L (3.28 mSv) was less 75.04% than that in group C (14.36 mSv)， and was significantly different. 【Conclusion】 Dose reduction techniques in 320-detector CT coronary angiography could not only ensure image quality， but also reduce radiation dose to the patient.

　　隨著多排CT技術的快速發(fā)展，特別是320排CT的問世，CT冠狀動脈造影以其便捷、無創(chuàng)、準確的特點得到越來越多的應用和信賴，但伴隨而來的劑量管理問題也越來越引起社會的關注[1-6]。本文通過對比在冠狀動脈成像時采用的兩組掃描方案，探討320排CT冠狀動脈成像低射線劑量技術在臨床應用的可行性。

　　1 材料與方法

　　1.1 一般資料

　　對2008年11月至2009年6月期間我院臨床擬診冠心病、心率 < 65次/分的240例連續(xù)病例依次分別采用了前瞻性及回顧性心電門控掃描方案，分為L組(低劑量組)和C組(常規(guī)組)， 每組120例。其中97例心率 < 65次/分，143例服用藥物后心率 < 65次/分。男157例，女83例，年齡28 ～ 85歲，平均52歲。心絞痛87例，胸悶不適126 例，無癥狀ST段改變65例。70例在進行了320排CT冠狀動脈成像后2 ～ 20 d內完成了常規(guī)X線冠狀動脈造影(conventional coronary angiography，CAG)，L組32例，C組各38例。

　　1.2 掃描技術

　　采用東芝320排CT(東芝Aquilion One 動態(tài)容積CT)機進行容積掃描，掃描時每周旋轉時間為350 sm。L組采用個性化的前瞻性心電門控掃描方案：根據BMI調節(jié)管電壓、電流以及心臟大小調節(jié)掃描范圍及探測器排數(shù)，掃描70% ～ 85%心動周期時相。C組為回顧性心電門控掃描方案：管電壓為120 kV ，管電流為450 mAs，探測器為320排，采用回顧性心電門控掃描整個心動周期時相。兩組患者均接受嚴格呼吸訓練，掃描前3 ～ 5 min舌下含服硝酸甘油，在肘靜脈埋置18 G靜脈留置針，采用雙通道高壓注射器(MALLINCKRODT)，以6.00 mL/s注入40 ～ 60 mL 非離子對比劑碘普羅胺(優(yōu)維顯， Ultravist 370 mgI/ mL) 和后續(xù)20 mL 生理鹽水。

　　1.3 圖像后處理方法

　　軟件自動選擇心動周期的75%作為CT血管造影(computed tomography angiography， CTA)序列，以該序列重建冠狀動脈，重組層厚為0.5 mm，間距為0.5 mm。若圖像滿意，則接受該圖像。若某支或某段冠狀動脈顯示不佳，則通過心電圖編輯及微調毫秒來選擇冠狀動脈顯示清晰層面，重組圖像。采用Basic Vitrea 2 軟件行多平面重建(multiplannar reconstruction， MPR)、曲面重建(curved multiplannar reconstruction， CMPR)、容積再現(xiàn)(volume reconstruction， VR)、大密度投影(maximum intensity projection， MIP)。

　　1.4 圖像評價方法

　　根據Frank J的冠狀動脈CTA圖像質量評價標準，將冠狀動脈CTA圖像質量分為4分[7]。4分：，無偽影。3分：好，輕度偽影。2分：可接受，中度偽影但仍可做出診斷。1分：不可評價，重度偽影，無法做出診斷(圖1-4)。根據美國心臟協(xié)會(American Heart Association， AHA) 分類指南將冠狀動脈分為15 段。應用軟件血管自動分析功能，測量管腔狹窄面積，評價所有直徑≥1.5 mm 的冠狀動脈節(jié)段。全部患者冠狀動脈影像由兩位有心臟影像診斷經驗的放射科醫(yī)師診斷冠狀動脈的病變及狹窄程度，診斷前兩位醫(yī)師均未知CAG診斷結果，終結果由兩人商量后產生。

　　1.5 統(tǒng)計學分析

　　采用SPSS 13統(tǒng)計軟件包。兩兩比較用獨立樣本t檢驗，配對資料用配對t檢驗，所有資料均為雙側檢驗， 以P < 0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

　　2 結 果

　　2.1 L組和C組圖像質量比較

　　L組和C組1次掃描成功率分別為93.3%(112/120)和95.0%(124/120)，第1次掃描失敗的患者行第2次掃描后均獲得成功。L組中采用280排、300排及320排探測器的例數(shù)分別為35例、52例及33例。C組均采用320排探測器掃描。每組共有1 800(15 × 120)個冠脈節(jié)段，因冠脈節(jié)段因管徑太小( < 1.5 mm)難于評估分別占3.50%(63/1 800)、3.78%(67/1 800)，可以評估占96.5%(1 737/1 800)、96.12%(1 733/1 800)，兩組差別無統(tǒng)計學意義(P > 0.05)。兩組可評估冠脈節(jié)段質量見表1。L 組和C組4分圖像分別為94.33%、94.67%，3分圖像為2.17%、1.61%，無顯著性差異(P > 0.05，圖1、2)。兩組3分圖像均為輕度運動偽影，無階梯偽影及1、2分圖像(圖3)。

　　2.2 L組和C組射線劑量比較

　　兩組均在一個心動周期內采集到重建數(shù)據。L組射線劑量為1.75 mSv的患者心率為50次/min，體質量45 kg，采用前瞻性心電門控技術，掃描時相70% ～ 80%，管電流、電壓為350 mA、100 kV，關閉40排探測器。

　　L組平均射線劑量為C組的24.96%，降低了75.04%，兩組差別有統(tǒng)計學意義(P < 0.01)。

　　3 討 論

　　冠狀動脈CTA已被為診斷冠心病的非侵襲性檢查方法，但隨著冠狀動脈CTA臨床應用越來越普及，CT輻射致癌的危險越來越受到關注[8-9]。因此，在保證診斷圖像質量的同時降低射線劑量已將成為冠狀動脈CTA的研究熱點[4-6]。64排及雙源CT為窄探測器CT機，掃描方式均為螺旋掃描，而320排CT機是一款動態(tài)容積CT(dynamic volume CT，DVCT)，具有320排0.5 mm探測器、一次掃描覆蓋16 cm等特點，因此通過采用前瞻心電門控技術可進一步降低患者的射線劑量[7]。由于320排CT采用覆蓋寬度達16 cm的大面積量子探測器，故只需一圈即可獲取從心底到心尖完整的全心范圍掃描數(shù)據，在一個心動周期內便能即時立體地重構整個心臟影像，提供高度清晰影像[7]。與64排及雙源CT比較，320排CT優(yōu)點主要有[1-8]： ①減少階梯及呼吸運動等偽影。心臟成像一般只需要12 ～ 14 cm，因此具有16 cm寬探測器的320排CT可覆蓋整個心臟，無需移動掃描床，解決了螺旋掃描帶來的階梯偽影，從而獲得更好的圖像質量和更高Z軸分辨。② 320排CT采用較少的心動周期獲得重建圖像數(shù)據：心率 < 65 次/min時，只需采取一個心動周期數(shù)據;心率 > 65 次/min時，需要采取2 ～ 4個心動周期數(shù)據。

　　本研究顯示L組和C組的圖像質量的無顯著性差異(P > 0.05)。而L組和C組的射線劑量平均值分別為3.36、13.46 mSv，L組平均射線劑量較C組降低75.04%，兩組差別有統(tǒng)計學意義(P < 0.01)。因此，對于心率 < 65次/min的患者，經過嚴格的呼吸訓練，采用個性化的前瞻性心電門控低劑量技術既能保證高圖像質量及診斷冠狀動脈狹窄準確率又能降低射線劑量。但對于需要分析心功能的患者，則不能用前瞻性心電門控掃描方案，因為其不能獲得整個心動周期的數(shù)據。國內外64排CT前瞻性心電門控冠狀動脈成像平均劑量為7.5 mSv，高于本研究L組劑量[9]。雙源CT前瞻性心電門控冠狀動脈成像平均劑量為3.2 mSv，與本研究L組劑量一致，但雙源CT未能避免階梯偽影[10]。國外報道320排CT低劑量冠狀動脈成像平均射線劑量為5.3 mSv，高于本研究L組，此結果與國外患者體重較大，采用較高管電壓、電流及較寬曝光窗有關[11]。因此，通過本研究我們體會到：對于心率 < 65次/ min的患者，采用低劑量技術，既可降低射線劑量，又可獲得高質量的冠脈圖像。低劑量技術包括：采用前瞻性心電門控掃描，根據患者體重指數(shù)調解管電流、電壓，以及根據患者心臟大小調整探測器數(shù)目。

　　本組研究患者心率均控制小于65次/min，主要原因有：①低心率有利于提高冠脈成像質量，心率越高成像質量越差。已有文獻報道，冠脈成像質量與心率成負相關[11-12]。320排CT時間分辨率與64排CT為175 ms，不及雙源CT的83 ms。因此對于320排CT，心率越高將會導致越多運動偽影，從而降低圖像質量[7，11]。②當心率 < 65次/min，320排CT可在一個心動周期內獲取重建冠脈所需數(shù)據，減少曝光時間，從而減少射線劑量。文獻報道當心率 < 65次/min時，95%高圖像質量的冠脈位于心動周期的72% ～ 81%[11]。本研究L組部分患者采用心動周期70% ～ 80%時相取得高圖像質量，與文獻報道一致。對于不適合服用降心率藥物而心率 > 65次/min或服藥后心率仍 > 65次/min的患者，則不宜采用低劑量掃描方案。

　　綜上所述，當心率 < 65次/min時，采用320排CT冠狀動脈成像低劑量技術可明顯降低射線劑量而不降低圖像質量。

　　【參考文獻】

　　1.Miller JM， Rochitte CE， Dewey M， et al. Diagnostic performance of coronary angiography by 64-row CT [J]. N Engl J Med， 2008， 359(22)： 2324-2336.

　　2.范衛(wèi)君，劉遠健，呂衍春，等. 冠狀動脈形態(tài)與粥樣硬化病變關系的多層螺旋CT研究 [J]. 中山大學學報： 醫(yī)學科學版， 2008， 29(3)： 320-323.

　　3.Wink O， Hecht HS， Ruijters D. Coronary computed tomographic angiography in the cardiac catheterization laboratory： current applications and future developments [J]. Cardiol Clin， 2009， 27(3)： 513-529.

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

　　5.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 [J]. Radiology， 2009， 252(1)： 200-208.

　　6.Park EA， Lee W， Kang JH， et al. The image quality and radiation dose of 100-kVp versus 120-kVp ECG-gated 16-slice CT coronary angiography [J]. Korean J Radiol， 2009， 10(3)： 235-243.

　　7.Frank J， Rybicki， Hansel J， et al. Initial evaluation of coronary images from 320-detector row computed tomography [J]. Int J Cardiovasc Imaging， 2008， 24(5)： 535-546.

　　8.David J， Brenner E. Computed tomography-an increasing source of radiation exposure [J]. 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 [J]. AJR Am J Roentgenol， 2009， 193(1)： 227-233.

　　10.Blankstein R， Shah A， Pale R， et al. Radiation dose and image quality of prospective triggering with dual-source cardiac computed tomography [J]. Am J Cardiol， 2009， 103(8)： 1168-1173.

　　11.Michael L， Steigner O， Hansel J， et al. Narrowing the phase window width in prospectively ECG-gated single heart beat 320-detector row coronary CT angiography [J]. Int J Cardiovasc Imaging， 2009， 25(1)： 85-90.

　　12.霍天龍，杜湘坷，廖靜敏. 定量評估64層螺旋CT血管成像與DSA顯示冠狀動脈狹窄的能力和可靠性 [J]. 中華放射學雜志， 2007， 41(10)： 1036-1039.