低管電壓和低濃度對比劑容積CT血管造影檢查在冠狀動脈狹窄診斷中的應用

李小明　浦 江　董宏宇

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低管電壓和低濃度對比劑容積CT血管造影檢查在冠狀動脈狹窄診斷中的應用

李小明①浦 江①董宏宇①

[摘要]目的：探討低管電壓和低濃度對比劑容積CT血管造影(CTA)檢查在冠狀動脈狹窄診斷中的應用可行性及效果。方法：篩選72例疑似冠狀動脈粥樣硬化患者，采用隨機數表法將所有患者分為A組與B組，每組36例。兩組患者均接受320排容積CTA檢查，其中A組管電壓設置為120 kV，對比劑為350 mgI/ml碘克沙醇，B組管電壓設置為100 kV，對比劑為270 mgI/ml碘克沙醇，A組和B組與經導管頸總動脈(CCA)造影術檢查結果比較，評價兩組獲取影像質量以及患者受照劑量，并分析A組與B組及CCA檢查對不同冠狀動脈狹窄程度的敏感度與特異度。結果：采用四分法評分結果顯示，A組與B組的影像質量比較無差異；兩組患者圖像噪聲以及增強效果比較，差異均有統計學意義(t=-4.736，t=11.927；P＜0.05)；B組對冠狀動脈中度以上狹窄(≥50%)及重度狹窄(≥75%)的敏感度、特異度及符合率等與CCA結果比較均無差異；Kappa一致性分析顯示二者一致性為良(Kappa=1.320， P＜0.001)。結論：采用低管電壓和低濃度對比劑容積冠狀動脈CTA檢查具有安全性與可靠性。

[關鍵詞]低管電壓；低濃度對比劑；容積CT冠脈血管成像；冠狀動脈狹窄

①唐山市中醫醫院放射科 河北 唐山 063000

李小明,男,(1977-),本科學歷，主治醫師。唐山市中醫醫院放射科，從事醫學影像學工作。

[First-author’s address]Department of Radiology,Tangshan City Chinese Medicine Hospital,Tangshan 063000,China.

流行病學調查結果顯示，我國目前冠心病發病率以及發病趨勢已呈現出年輕化及復雜化病理生理發展趨勢[1]。早診斷與治療，在冠狀狹窄程度較輕時便給予控制與治療，可顯著提高患者臨床治療效果，預防心肌梗死等惡性心血管疾病的發生。螺旋CT冠狀動脈血管造影(computed tomography angiography，CTA)檢查是目前準確診斷冠心病的非創傷性檢查方法，且為目前首選冠狀動脈無創檢查方法[2]。而隨著CT設備的不斷完善與研究，具有更高時間、空間分辨力的CT設備使冠狀動脈CTA檢查更為容易，對于冠狀動脈CTA的輻射劑量以及對比劑不良反應的研究逐漸被臨床所重視[3]。本研究旨在探討低管電壓和低濃度對比劑320排容積CTA檢查在冠狀動脈狹窄診斷中的應用可行性及效果。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2014年1月至2015年1月唐山市中醫醫院收治的72例疑似冠狀動脈粥樣硬化患者，以頸總動脈(common carotid artery，CCA)診斷結果作為金標準，所有患者均自愿接受CCA檢查。采用隨機數表法將所有患者分為A組與B組，每組36例。

A組患者中男性23例，女性13例；年齡39～88歲，平均年齡為(57.5±5.9)歲；身體質量指數(body mass index，BMI)18～25 kg/m2，平均BMI為(22.3±1.1)kg/m2；CCA檢查正常為4例，狹窄度≤50%為3例，中度狹窄(＞50%)為16例，重度狹窄(＞75%)為13例。

B組患者中男性25例，女性11例；年齡36～82歲，平均年齡為(57.9±4.2)歲；BMI18～24 kg/m2，平均BMI為(22.5±1.3)kg/m2；CCA檢查正常為4例，狹窄度≤50%為2例，中度狹窄(＞50%)為16例，重度狹窄(＞75%)為14例。

兩組患者基礎資料相比無差異，具有可比性。

1.2納入與排除標準

(1)納入標準：①所有患者對本組實驗完全知情同意，已通過醫院倫理道德委員會審核；②確診為冠狀動脈粥樣硬化，符合中華醫學會心血管病分會動脈粥樣硬化與冠心病學組制定的《冠心病診治指南(2007)》[4]；③心率≤60次/min；④語言表達和思維能力正常。

(2)排除標準：①合并有晚期惡性腫瘤患者；②對比劑過敏患者；③精神疾病患者。

1.3檢查方法

采用德國西門子64排Definition螺旋CT機進行檢查，檢查前20 min選擇患者肘靜脈留置20 G靜脈留置針，對患者進行碘過敏實驗，并進行屏氣訓練。掃描范圍為氣管隆突下1 cm至膈肌，采用前瞻性心電門控掃描方式，心臟掃描長度設置為16 cm，檢測層在四腔心層面，在降主動脈設置CT值為350 HU，掃描曝光窗R-R間期70%～80%，X射線管旋轉時間均為0.35 s，1次心跳采集。采用Nemoto雙通道高壓注射器，分對比劑、混合液及生理鹽水3期注射，對比劑速度6 ml/s，用量為體質量(kg)0.8 ml/kg；混合液(對比劑與生理鹽水的比例為2∶8)、生理鹽水速度和用量，均為4.4 ml/s和20 ml。其中A組管電壓為120 kV，對比劑為350 mgI/ml碘克沙醇，B組管電壓為100 kV，對比劑為270 mgI/ml碘克沙醇，兩組患者對比劑劑量均為40～64 ml，管電流相同均為400 mA。采用Virea FX圖像后處理軟件自動重建75%期相冠狀動脈和最佳期相的冠狀動脈，層厚0.5 mm，層間距0.5 mm，行多平面重建(multiplanar reconstruction，MPR)、曲面重建(curved planar reformation，CPR)、容積再現(volume rendering，VR)以及最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)。所有患者行常規CCA檢查，CCA及A組與B組影像結果由資深介入醫師采用“雙盲法”進行診斷。

1.4評價標準

常規4分法評估A組與B組影像質量，其評分標準為：①4分，優秀，無偽影，血管邊緣顯示清晰，血管亮度高；②3分，良好，血管走行連續，輕度偽影；③2分，影像結果可接受，具有診斷價值，血管周圍有明顯的模糊偽影；④1分，不具有診斷價值，血管不連續，血管周圍模糊，重度偽影。血管增強效果評估選取升主動脈根部、右冠狀動脈近端、左前降支近端以及左旋支近端冠狀動脈CT值。噪聲指標評價選擇軸位影響測量左冠狀動脈主干平面的升主動脈層面相鄰的5個層面的噪聲值，感興趣區為100 mm2。輻射劑量測量根據自動記錄的容積劑量指數及劑量長度乘積(dose-length product，DLP)，計算有效劑量(effective dose，ED)為公式1：

式中κ為轉換系數，取0.014。

1.5統計學方法

采用IBM SPSS 19統計軟件進行數據分析。計量資料采用t檢驗，應用(±s)表示，計數資料采用x2檢驗，采用Kappa檢驗對診斷結果進行一致性分析，其中Kappa＞0.8為優秀，0.6＜P≤0.8為良好，0.4＜Kappa≤0.6為中等，0.2＜Kappa≤0.4為輕度，Kappa≤0.2為差，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1兩組影像質量評分結果比較

A組患者采用120 kV，350 mg I/ml行CTA檢查，B組患者采用100 kV，270 mgI/ml行CTA檢查。根據評價標準評估兩組患者影像質量結果，A組和B組平均得分分別為3.8±0.5和3.7±0.6，兩組評分比較差異無統計學意義(t=1.116，P＞0.05)。部分影像結果如圖1、圖2所示。

圖1　A組患者CTA影像圖

圖2　B組患者CTA影像圖

2.2兩組影像結果噪聲及血管增強效果比較

A組患者采用120 kV，350 mg I/ml行CTA檢查，B組患者采用100 kV，270 mgI/ml行CTA檢查，A組與B組影像結果的噪聲以及血管增強效果比較，兩組患者圖像噪聲以及增強效果比較，差異均有統計學意義(t=-4.736，t=11.927；P＜0.05)，見表1。

表1　兩組患者影像結果中噪聲及血管增強效果比較(±s)

表1　兩組患者影像結果中噪聲及血管增強效果比較(±s)

組別　例數　升主動脈根部　右冠狀動脈　左前降支　左回旋支　噪聲A組　36　522.7±26.5　510.3±25.9　497.4±22.8　495.1±24.7　20.6±2.1 B組　36　446.2±23.1　430.5±21.3　436.9±24.4　421.4±23.0　26.7±2.5 t值　9.493　11.927　8.938　9.028　-4.736 P值　0.000　0.000　0.000　0.000　0.017

2.3兩組輻射劑量比較

A組患者采用120 kV，350 mg I/ml行CTA檢查，B組患者采用100 kV，270 mg I/ml行CTA檢查，兩組患者檢查過程中所受輻射劑量結果，B組輻射劑量明顯低于A組，兩組比較差異有統計學意義(t=5.034， t=11.982，t=3.087；P＜0.05)，見表2。

表2　兩組患者所受輻射劑量計算比較(±s)

表2　兩組患者所受輻射劑量計算比較(±s)

組別　例數　容積劑量指數　劑量長度乘積(mGy*cm)　有效劑量(mSv)A組　36　15.40±2.51　245.86±20.41　4.67±0.46 B組　36　10.44±2.56　166.85±20.78　2.33±0.65 t值　5.034　11.982　3.087 P值　0.012　0.000　0.042

2.4B組與CCA對冠狀動脈狹窄的診斷結果

以CCA診斷結果作為金標準，B組對冠狀動脈中度以上狹窄(≥50%)及重度狹窄(≥75%)的敏感度、特異度、符合率等比較與CCA檢查結果比較無顯著差異，部分影像結果如圖3所示。

圖3　左冠狀動脈前降支近段輕度狹窄(＜50%)CTA影像

3　討論

近年來，隨著CT設備的深入研究與完善，具有更高的時間分辨力與空間分辨力，使CT檢查在臨床上應用越來越廣泛，并且其診斷價值越來越高。目前對于CT的研究熱點主要集中在降低電力輻射和對比劑對被檢者的影響。目前常規增強CT檢查多為120 kV管電壓，350 mg I/ml或370 mg I/ml對比劑，平均碘攝入量為30.00 g[5]。有臨床研究顯示，320排CT低劑量冠脈CTA平均輻射劑量可低至5.3 mSv[6]。本研究結果顯示，與常規120 kV管電壓，350 mg I/ml濃度對比劑比較，低管電壓和低濃度對比劑成像質量評分與之差異無統計學意義，臨床應用診斷價值基本無影響，但被檢者輻射劑量顯著降低，同時血管增強效果以及噪聲指標也存在差異，并且低管電壓和低濃度對比劑320排容積冠脈CTA對冠狀動脈中度以上狹窄(≥50%)及重度狹窄(≥75%)的敏感度、特異度及符合率等比較與CCA檢查結果比較差異無統計學意義，說明低管電壓和低濃度對比劑冠脈CTA可在保證成像質量及診斷價值的同時，降低患者輻射劑量，減少對比劑對患者心功能、腎功能的影響，提高冠狀動脈CTA檢查的安全性。

美國國家研究委員會對影像電離輻射的生物學效應研究中發現，在影像診斷與治療時所受的電離輻射劑量與機體癌變發生率密切相關。因此，研究與應用低劑量影像學檢查對提高影像檢查安全性以及推廣影像學檢查具有重要意義[7-8]。CT是目前臨床應用最為廣泛的影像學檢查設備之一，而近年來對CT的研究也主要集中在低劑量成像，目前降低患者輻射劑量主要通過降低管電壓實現，但低管電壓導致影像噪聲增加，可在不同程度上影響圖像質量[9]；而對比劑、碘攝入量同樣是CT增強掃描中的研究熱點，由于對比劑對心肝腎功能均存在不同程度的影響，故對比劑不良反應是限制CTA應用的主要原因之一，而降低對比劑濃度可導致血管增強效果降低，影響影像質量與診斷價值[10-11]。

在本研究中，采用低管電壓和低濃度對比劑320排容積CTA檢查，降低管電壓雖然增加圖像噪聲，但也使冠狀動脈與周圍組織對比度增加，彌補了低濃度對比劑引起的血管增強效果降低的缺點[12]。本研究采用前瞻性心電門控掃描技術，是采取非螺旋原位掃描結合心電門控觸發掃描采集圖像，數據采集僅發生在提前預設的時相內，能夠降低患者的輻射劑量，其次是縮短掃描時間[13]。前置門控掃描較回顧門控掃描劑量降低60%以上，同時320排容積CT具有更寬的探測器寬度，可在一個心動周期內完成完整的冠狀動脈掃描，達到真正容積成像的目的，極大程度縮短心臟掃描時間，降低偽影對影像結果的影響，減少因屏氣不佳、心律不齊及心率快所導致的圖像偽影，顯著提高了對心臟的檢查能力，可明顯縮短掃描時間、降低輻射劑量[14]。而320排容積CT可覆蓋整個心臟，完全消除移動偽影和錯層偽影的影響，消除了重疊掃描，使有效輻射劑量降低。因此雖然本研究中B組影像結果中噪聲增加而血管強化程度降低，但不對影像質量以及其診斷價值產生影響，同時在與金標準的比較中同樣證實低管電壓和低濃度對比劑320排溶積CTA對冠狀動脈狹窄的敏感度、特異度與金標準CCA診斷結果比較基本無差異。

綜上所述，采用低管電壓和低濃度對比劑容積冠狀動脈CTA檢查可在保障影像質量的前提下，減少患者所受輻射劑量，降低對比劑濃度減輕對患者心功能的影響，提高檢查的安全性與可靠性。

參考文獻

[1]潘宇寧，黃求理，任大衛，等.320層容積CT超低劑量掃描在冠狀動脈成像中的應用[J].中華放射醫學與防護雜志，2012，32(4)：420-424，435.

[2]Yan RT，Miller JM，Rochitte CE，et al.Predictors of inaccurate coronary arterial stenosis assessment by CT angiography[J].JACC Cardiovasc Imaging，2013，6(9)：963-972.

[3]鄭剛.指導臨床實踐的新指南-2007年冠心病診治指南[J].華夏醫學，2008，21(3)：575-578.

[4]Weustink AC，Mollet NR，Pugliese F，et al.Optimal electrocar diographic pulsing windows and heart rate： effect on image quality and radiation exposure at dual-source coronary CT angiography[J].Radiology，2008，248(3)：792-788.

[5]Beister M，Kolditz D，Kalender WA.Iterative reconstructionmethods in X-ray CT[J].Phys Med，2012，28(2)：94-108.

[6]Leening MJ，Elias-Smale SE，Kavousi M，et al.Coronary calcification and the risk of heart failure in the elderly：the rotterd amstudy[J].JACC Cardiovasc Imaging，2012，5(9)：874-880.

[7]李曉燕，張國明，孫鋼，等.320排動態容積CT與冠脈造影狹窄程度判斷差異的因素探討[J].中華醫學雜志，2013，93(31)：2496-2498.

[8]張連宇，梁子威，耿建華，等.管電壓對PET/CT中CT劑量及圖像質量影響的模體研究[J].中國醫學裝備，2015，12(4)：1-5.

[9]Komatsu S，Kamata T，Imai A，et al.Quantitative analysis of coronary vessels with optimized intracoronary CT number[J].PLoS One，2014，9(1)：e85312.

[10]周智美，陳德基，周志衡，等.320排動態容積CT冠狀動脈成像診斷冠心病：ROC曲線分析[J].中國醫學影像技術，2012，28(4)：705-709.

[11]Hausleiter J，Meyer T，Hermann F，et al.Estimated radiationdose associated with cardiac CTangiogtaphy[J].JAMA，2009，301(5)：500-507.

[12]張建生，孟曉春，郭寧，等.320排容積CT冠脈成像對比劑劑量優化[J].影像與介入，2010，7(1)：70-71.

[13]Abdul-Razak HR，Shaffiq-Said-Rahmat SM，Md-Saad WM.Effects of different tube potentials and iodine concentrations on image enhancement，contrast-to-noise ratio and noise in microCT images：a phantom study[J].Quant Imaging Med Surg，2013，3(5)：256-261.

[14]Westwood ME，Raatz HD，Misso K，et al.Systematic review of the accuracy of dualsource cardiac CT for detection of arterial stenosis in difficult to image patient groups[J].Radiology，2013，267(2)：387-395.

Application of low tube voltage with low concentration contrast agent volume of coronaryCTA examination in the diagnosis of coronary artery stenosis

/LI Xiao-ming,PU Jiang,DONG Hong-yu//China Medical Equipment,2016,13(3):57-60.

[Abstract]Objective:To investigate the effect and application feasibility of low tube voltage,low concentration of contrast agent volume to CTA in the diagnosis of coronary artery stenosis and its effect.Methods:Seventy two cases of suspected patients with coronary atherosclerosis selected as the object Using random number table method,all patients were divided into group A and group B 36 cases in each group,two groups of patients underwent 320 slice CTA examination,in group A the tube voltage is 120kV,the contrast agent was 350mgI/mL iodixanol group,B tube voltage is set to 100kV,the contrast agent was 270mgI/mL iodixanol.According to the examination results of group A,group B and catheter coronary angiography(CCA),evaluated group A,group B of acquiring the image quality and radiation dose of patients,and analyzed the sensitivity of A,B and CCA examination of the extent of coronary artery stenosis degree and deliberately.Results:The quartering method showed no significant difference between the group A and the group B of image quality.There was significant difference between the two groups of patients with the image noise and enhance the effect(t=-4.736,11.927;P＜0.05);Group B of coronary artery stenoses(more than 50%)and severe stenosis(more than 75%)sensitivity,specially degree and coincidence rate compared with the results of CCA showed no significant difference.Kappa consistency analysis showed that the two consistency is good(kappa=1.320,P＜0.001).Conclusion:In the premise of ensuring the image quality with low tube voltage,low concentration of contrast agent volume coronary CTA examination had safety and reliability of inspection.

[Key words]Low tube voltage;Low concentration contrast medium;Volume CT coronary angiography;Coronary artery stenosis

收稿日期：2015-09-21

作者簡介

DOI:10.3969/J.ISSN.1672-8270.2016.03.016

[文章編號]1672-8270(2016)03-0057-04

[中圖分類號]R816

[文獻標識碼]A