雙低技術在低BMI患者冠狀動脈CT成像中應用

何其舟，劉姝蘭，余 飛，付亞軍，宋震宇，代 平，梁卡麗

（西南醫科大學附屬中醫醫院放射影像科，四川瀘州 646000）

CT冠狀動脈成像（CT coronary angiography,CTCA）已成為一種精確評價冠狀動脈病變且相對無創的檢查手段之一[1-3]，但伴隨較高的CT輻射劑量和碘負荷導致的對比劑腎病，已受到越來越多的重視。目前，低管電壓技術是降低CT輻射劑量的主要手段之一，碘負荷攝入減少也逐步用于CTCA檢查中。研究表明對于低體質指數(BMI)的患者，80 kV管電壓能夠滿足冠狀動脈診斷需要[4-5]。因此，降低輻射劑量與碘攝入量是當前CTCA研究熱點，本文采用80 kV結合碘對比劑320 mg I/mL在BMI≤23 kg/m2中應用，探討在保證冠脈圖像質量、滿足診斷的前提下有效降低輻射劑量和碘攝入量的可行性。

1 資料與方法

1.1 病例資料

2015年3月至12月,共選擇性收集100例臨床疑有冠狀動脈疾病的患者,BMI≤23 kg/m2的自由心率（心律≤5次/min）患者，按數字表法隨機分成A、B兩組，每組各50例，其中男性56例,女性44例，年齡33～87歲,平均年齡(61.60±12.5)歲,排除標準:碘對比劑過敏、嚴重肝腎功能不全、嚴重心率不齊及心功能不全；不能配合呼吸者。所有患者均在自由心率（心律變異≤5次/min）下完成CTCA檢查，且在檢查前簽署碘對比劑用藥知情同意書。

1.2 檢查方法

所有檢查者掃描前于右肘正中靜脈埋置18 G留置針，嚴格訓練患者吸氣屏氣；檢查時患者仰臥于檢查床上，連接好心電電極，檢查前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。掃描設備采用德國西門子二代雙源CT(Somatom Definition Flash CT)掃描儀。常規屏氣下獲得胸部定位像，范圍自氣管分叉處下1 cm至膈面。使用碘對比劑：A組采用320 mg I/mL碘克沙醇，B組采用350 mg I/mL碘海醇，注射對比劑量=體重×（0.8 ～ 1.0)mL/kg，注射速率=體重×（0.8～1.0)mL/kg/10 s，均采用Bolus-tracking示蹤技術，感興趣區設置在升主動脈根部，觸發閾值100 HU，延遲時間4 s。注射完對比劑后以相同速率注射生理鹽水40 mL。掃描時采用四維智能在線劑量調控技術(CARE Dose 4D)，探測器準直寬度2×128 mm×0.6 mm，圖像層厚0.6 mm，卷積核b26f，啟動自適應前瞻性心電門控序列掃描技術，根據屏氣后心電圖中的心率變化自動選擇掃描時相。數據采集期相：心率＜75次/min為60%～80%R-R間期，心率≥75次/min為30%～50%R-R間期；80 kV組采用迭代重建(SAFIRE)技術，120 kV組采用濾波反投影（FBP）技術，所有數據傳輸至工作站(syngovia)。

1.3 圖像評價與分析方法

所有病例的圖像均經血管容積再現(VR)、最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)等后處理。圖像主觀評價標準，依據美國心臟病學會(american heart association,AHA)對冠狀動脈15段分法命名[6]，若出現中間支則為16段。由2名有經驗的放射科主治醫師采用盲法對圖像進行獨立分析與評分，存在意見分歧時，共同協商決定。冠狀動脈圖像質量評分標準[7]：圖像邊緣清晰，無運動偽影者5分；圖像邊緣略模糊，有輕度運動偽影者4分；圖像邊緣中度模糊，有中度運動偽影但無明顯錯層，不影響診斷者3分；邊緣模糊，運動偽影明顯者2分；冠狀動脈管腔不能辨認無法診斷者1分。3分及3分以上者視為可診斷圖像?？陀^評價采用左冠狀動脈入口平均CT值、圖像噪聲、信噪比（SNR）和對比噪聲比（CNR）；即測量時將感興趣區ROI置于冠狀動脈左主干開口同一層面的主動脈根部，感興趣區面積根據情況盡可能大，測量左冠狀動脈入口平均CT值（SI）及標準差（SD）；同時記錄LM近段的CT值（SI1）和同層前胸壁肌肉的CT值（SI2），兩者之差作為強化對比度，計算SNR和CNR，公式為：SNR=SI/SD；CNR=（SI1-SI2）/SD。

1.4 輻射劑量

輻射劑量僅為冠狀動脈CTA的輻射劑量，不包括定位和檢測峰值時的輻射劑量；每例患者的輻射劑量主要通過三個參數來表示：CT容積劑量指數（CT dose index volume,CTDIvol）、劑量長度乘積（dose length product，DLP）、有效輻射劑量（ED）［ED=DLPXk(k=0.014 mSv.mGy/cm2］[8]。

1.5 統計學處理

2 結果

2.1 所有受檢者一般資料的比較

A組和B組按數字表法隨機分布，受檢者的年齡、心率、BMI及掃描Z軸范圍、采集時間窗（TI）結果比較，經獨立樣本t檢驗顯示兩組均無差異；A組和B組用藥量分別為（47.52±4.41）ml與（47.64±3.70）ml，獨立樣本t檢驗無差異（t=0.14,p=0.89）。

2.2 A組和B組冠狀動脈圖像質量的主觀評價結果比較

兩組100例冠狀動脈血管可供評價的節段數共1 516節段（表1）。A組可評價的節段數為760個，其中43節段因管壁嚴重鈣化(19個)、呼吸偽影(15個)、血管閉塞后顯影不清(9個)不能滿足診斷予以排除。B組可評價的節段數為756個，其中37段因管壁嚴重鈣化(15個)、呼吸偽影(12個)、血管閉塞后顯影不清(10個)不能滿足診斷予以排除；A組與B組圖像質量滿足臨床診斷分別為96.4%、95.1%；兩組圖像質量評分比較采用獨立樣本t檢驗，分別為(4.52±0.55)分與(4.51±0.56)分，兩組差異無統計學意義(t=0.319，P=0.750)，見圖1。

表1 A組與B組冠狀動脈節段數評價結果(單位:段)

2.3 A組和B組CTCA的輻射劑量評價

兩組輻射劑量比較見表2，A組輻射劑量CTDI-vol、DLP、ED均較B組明顯降低,差異有統計學意義(P＜0.05),（mGy）DLP（mGy.cm）

表2 A組與B組CTCA掃描參數及輻射劑量的比較（±s）

表2 A組與B組CTCA掃描參數及輻射劑量的比較（±s）

ED(mSv)0.89±0.23 3.79±1.05 20.26 0.00分組A組B組n 50 50 t P CTDIvol（mGy）5.39±1.35 23.09±5.87 22.51 0.00 DLP（mGy.cm）64.02±17.00 272.28±75.71 20.68 0.00

2.4 A組和B組CTCA的圖像質量客觀評價

兩組圖像質量客觀評價見表3，其中A組平均CT值與圖像噪聲均高于B組，其差異有統計學意義（t=-10.67、7.1,P ＜0.05）；而A組SNR及CNR 稍低于B組，但差異均無統計學意義（t=3.70，3.00，P＞0.05），見圖1。

3 討論

隨著CT技術的發展，無創性CTCA檢查應用越來越廣泛，但其檢查產生的CT輻射劑量及碘對比劑的不良反應，也成為公眾關注的焦點。目前降低CTCA輻射劑量的途徑有前瞻性心電門控掃描、低管電壓、低管電流、心電自動管電流調制技術、體型適應性電流調制、降低Z軸長度、增大螺距以及迭代算法技術等[9]。這些技術均有效降低了CTCA的輻射劑量；而碘對比劑使用卻因在實際工作中出于對檢查成功率及圖像質量的保證的考慮，使用濃度和劑量均偏高，從而導致對比劑腎病的發生率增高；本文研究對BMI≤23 kg/m2的患者，與常規檢查方式對比，采用低管電壓80 kV結合低濃度碘對比劑（320 mg I/mL）和迭代重建技術行CTCA檢查，獲得了滿足臨床診斷要求的冠狀動脈圖像質量，同時降低了輻射劑量和碘攝入量。

表3 兩組CTCA圖像質量客觀比較（±s）

表3 兩組CTCA圖像質量客觀比較（±s）

分組A組B組t值P值n 50 50平均CT值（HU）558.48±101.02 373.41±53.44-10.67 0.00圖像噪聲38.47±11.28 23.09±9.06 7.11 0.00 SNR 15.62±5.67 19.78±5.54 3.70 0.92 CNR 13.33±5.27 16.49±5.28 3.00 0.896

圖1 冠脈CTA VR+CPR

3.1 體質量指數（BMI）與管電壓對CTCA輻射劑量和圖像質量的影響

BMI是國際公認的一種評定肥胖程度的分級方法，BMI小的患者對X線吸收衰減小，圖像噪聲小，獲得圖像質量高。Mark等研究表明應用50%的劑量配合迭代重建（SAFIRE），要比100%劑量應用傳統濾波反投影法（FBP）重建，降低了SD，并提高了CNR。故掃描中使用迭代重建技術（SAFIRE），使得在保證臨床診斷圖像質量的前提下降低管電壓成為可能。本研究發現對于BMI≤23 kg/m2的患者采用80 kV掃描，其有效輻射劑量0.89±0.23(mSv)較120 kV的3.79±1.05(mSv)降低了近80.0%。與Abada等［10］研究較一致。降低管電壓，雖然導致X線強度減小，圖像噪聲增加，但對血管影響不大，因為這種效應可以由CT值增加來獲得補償，從而增加了血管與周圍組織的對比度。因此，雖然本文A組較B組的噪聲增大，SNR及CNR下降，但兩組統計學無差異；同時依據 Karaca［11］研究，在血管成像中 CNR＞8為圖像質量優，4＜CNR＜8為圖像質量良好，CNR＜4為圖像質量較差，類似研究報道也見于其他血管檢查，如肺動脈成像［12］。本文中A組與B組的CNR分別為13.33±5.27和16.49±5.28，均CNR＞8以上，在接受范圍之內，其圖像質量優良率分別達到94.4%與95.1%，比較一致，差異無統計學意義。因此，低BMI≤23 kg/m2的患者CTCA選擇80 kV管電壓與選擇120kV管電壓成像效果一致，但前者輻射劑量明顯較后者減低。

3.2 低濃度碘對比劑與低管電壓結合，對CTCA圖像質量和對比劑用量的影響

由于管電壓的改變影響碘對比劑對X線的吸收衰減。低管電壓與低濃度碘對比劑相結合，使在低管電壓下對比劑中的碘對X線的吸收效率增加，間接增加了血管強化程度，提高血管圖像質量。有文獻報道，當冠脈強化高于300 HU時即可滿足診斷，因為密度過高減小了管腔與管壁鈣化之間的密度差，不利于鈣化斑塊的顯示，同時還可能因為部分容積效應低估非鈣化斑塊的面積而低估管腔狹窄的程度，并且也會因高濃度偽影的干擾而掩蓋較小的非鈣化斑塊的檢出和CT值的測量[13-14]。本文A組80 kV結合對比劑320 mg I/mL的CT值（558.48±101.02）HU明顯高于B組120 kV結合350 mg I/mL的CT值（373.41±53.44）HU，且差異有統計學意義，但兩者平均CT值均高于300 HU，滿足了臨床診斷的要求；另外，應用同樣的注射方式，對比劑用量0.8～1.0 mL/kg，不僅明顯低于常規用量1.5～2.0 mL/kg，而且隨著碘對比劑濃度減低，又降低了碘對比劑的攝入量，因此，可減少碘對比劑腎病的發生率。文中A組與B組碘對比劑用量分別為（47.52±4.41）mL與（47.64±3.70）mL，均明顯低于CTCA常規用量60～80 mL，同時A組對比劑濃度320 mg I/mL（碘克沙醇）低于B組350 mg I/mL（碘海醇），但兩組圖像質量也并未因對比劑濃度減低而下降；因此，對于BMI≤23 kg/m2的患者，80 kV管電壓結合低濃度對比劑行CTCA檢查是可行的，不僅有效降低了輻射劑量，也減少了碘攝入量。

4 結論

在CTCA檢查中，對于低BMI且心律較規整的患者，采用80 kV管電壓結合低濃度對比劑行CTCA檢查，不僅能夠保證診斷所需要的圖像質量，同時也降低了輻射劑量和碘攝入量，遵循了降低輻射劑量的原則（as low as reasonably achievable，ALARA原則），達到個性化掃描的目的，值得推廣。