第三代雙源CT+flash模式掃描聯合胸圍指數降低冠狀動脈CTA輻射劑量及碘攝入量

王海林，陳敏江，翁巧優，盧陳英，程淑芳，葉妙清，林桂涵，紀建松

（麗水市中心醫院 放射科，浙江 麗水 323000）

冠狀動脈CT血管造影（CT angiography，CTA）做為冠心病常規檢查方法，廣泛應用于臨床，但存在電離輻射和對比劑腎損害的風險。近年來，如何在不影響影像學診斷的前提下降低CT輻射劑量已成為影像學技術研究熱點[1-3]。另外，對比劑的用量可嚴重影響患者腎臟功能，減少對比劑總碘量可降低對比劑腎病風險[4]。目前，臨床上較多采用BMI來指導管電壓掃描參數的設置[5]，這種掃描方法能降低患者的輻射劑量，但由于心臟所在位置較為特殊，個體間存在較大差異，尤其是女性及中心型肥胖的患者，BMI并不能準確評價胸部肌肉、脂肪厚度，這也使得常規冠狀動脈CTA掃描無法實現個體化、精準化掃描。已有學者研究發現采用低管電壓CT掃描可以有效降低輻射劑量[6]，但該方法也同樣增加了圖像噪聲，影響了圖像質量，而新近發展的迭代重建算法有效彌補了這一缺點，可以在保證圖像質量的同時降低輻射劑量和對比劑使用量。

本研究采用第三代雙源CT+trube-flash大螺距掃描聯合迭代重建算法，根據不同的胸圍指數來調節管電壓，同時采用低濃度對比劑，調整其注射速率及總量。從圖像質量主觀、客觀評價指標、輻射劑量及碘攝入量方面與常規檢查方法比較，評估胸圍指數調整管電壓聯合低碘濃度對比劑掃描方案的可行性，從而制定個性化檢查方案。

1 資料和方法

1.1 一般資料 常規組為2017年1月至2017年3月在麗水市中心醫院擬行冠狀動脈CTA檢查的患者60例。納入標準:①既往無嚴重肝、腎功能不全及糖尿病者；②心率控制在150次/min以下；③竇性心律，心律規整，波動范圍在15次/min以內。排除標準:①肝腎功能不全（肌酐＞1.7 mg/dL），心功能不全者；②碘對比劑過敏者；③心率＞150次/min，嚴重心律不齊患者；④有慢性支氣管炎、肺氣腫或胸廓畸形患者。低劑量組為2017年3月至2017年6月在我院擬行冠狀動脈CTA檢查的患者，納入標準和排除標準同常規組。根據胸圍的不同將患者分為A、B、C 3組，其中A組胸圍≤85 cm（21例），B組胸圍85～95 cm（47例），C組胸圍≥95 cm（32例）。本研究通過本院醫學倫理委員會審查批準，所有受檢者均簽署了知情同意書。

1.2 CTA檢查方法

1.2.1 患者準備:囑患者安靜休息并測量心率，心率過快者酌情口服倍他樂克25～50 mg，將心率控制在150次/min以下。患者進行嚴格的呼吸訓練。檢查前測量患者的身高、體質量及胸圍（乳頭水平平對兩側肩胛骨下角水平繞胸部一周）；于受檢者左肘正中靜脈預埋20號留置針。

1.2.2 檢查方法:所有患者均采用SIEMENS Force雙源CT+trube-flash大螺距掃描進行冠狀動脈CTA檢查。患者取仰臥位，掃描范圍為氣管分叉下10 mm至心臟膈面，囑患者屏氣掃描。掃描參數:所有檢查開啟管電流自動調節技術care Dose 4D，準直寬度192×0.6 mm，層厚0.75 mm，間距0.5 mm，機架旋轉時間250 ms，65% R-R間期劑量曝光。所有患者均采用F軸面掃描，flash大螺距掃描結合迭代算法重建技術。①常規組:管電壓為120 kV，對比劑采用碘帕醇（含碘370 mg/mL），以5.0 mL/s的流率經肘靜脈注射50 mL。②低劑量組:對比劑均采用碘克沙醇（含碘270 mg/mL）。A組:管電壓為70 kV，注射速率3.5 mL/s，總量35 mL；B組:管電壓為80 kV，注射速率4.0 mL/s，總量40 mL；C組:管電壓為90 kV，注射速率4.5 mL/s，總量45 mL。采用德國Ulrich雙筒高壓注射器，待對比劑注射完之后，以相同的速率注射0.9%氯化鈉溶液30 mL，在降主動脈層面選擇感興趣區，采用團注追蹤程序（bolus tracking）自動觸發技術監測CT值，觸發閾值設置為120 Hu，動脈期掃描延遲時間為16～22 s。

1.2.3 圖像后處理:圖像采集后將所有原始圖像傳入CT后處理工作站syngo VA30A進行重建，均應用容積再現技術（volume rendering technique，VRT）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）、多層面重組（multi-planar reformation，MPR）和曲面重組（curved planar reformation，CPR），以獲得多方位影像圖像。再結合橫斷面圖像，顯示冠狀動脈主干及主要分支。

1.2.4 圖像噪聲測量:在右冠狀動脈起始段層面，選取感興趣區面積為（10 mm×10 mm），以CT值的標準差（SD）作為圖像噪聲，為避免因對比劑血液混合不均造成的誤差，取右冠狀動脈上下3層面的平均值作為該患者的圖像噪聲。

1.2.5 輻射劑量:本研究統計的僅為冠狀動脈CTA掃描范圍的輻射劑量，不包括定位像、檢測峰值時間和鈣化積分掃描輻射劑量。系統依據掃描參數，自動計算出劑量長度乘積（dose-length product，DLP）和容積CT劑量指數（CT dose index volume，CTDIvol）。有效輻射劑量（effective dose，ED）=k×DLP，k值為組織權重因子，根據文獻[7]報道，采用成人胸部權重因子0.014，胸部k值為0.014 mSv·mGy-1·cm-1[7]。

1.2.6 圖像質量評價:①主觀評價:由2名放射科副主任醫師先采用雙盲法對圖像質量進行評分，再對圖像質量評分達成一致意見，以便比較各組的圖像質量。僅對管腔直徑＞2 mm的血管圖像質量進行評分，對鈣化嚴重的血管段不進行評價。根據美國心臟協會標準，對冠狀動脈行15段分段法評價[8]，圖像質量評分為4級。I級:冠狀動脈管腔連續、完整，圖像清晰，無階梯狀偽影，圖像噪聲小，圖像質量為優，評為4分；II級:管壁輕度偽影或CPR圖像見輕度階梯狀偽影，不影響診斷，圖像噪聲較小，圖像質量良好，評為3 分；III級:管壁中度偽影或CPR圖像中度階梯狀偽影，尚可作出診斷，圖像噪聲較大，圖像質量中等，評為2分；IV級:重組圖像上冠狀動脈錯位、管壁嚴重偽影，不能診斷，圖像噪聲大，圖像質量較差，評為1分。②客觀評價:分別測量主動脈根部發出右冠層面CT值和SD值。測量感興趣區面積約為5 mm2，連續取3個上下層面測量，并計算SNR值，SNR=CT值/SD值。

1.3 統計學處理方法 采用SPSS23.0軟件進行統計學分析。計量資料以表示，多組比較采用單因素方差分析，2組比較采用獨立樣本t檢驗；對圖像質量主觀評分差異比較采用非參數秩和檢驗。應用Kappa檢驗評價2名醫師圖像質量評價的一致性，Kappa＞0.7為一致性較好，0.4≤Kappa≤0.7為一致性中等，Kappa＜0.4為一致性差。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

所有患者均一次性順利完成冠狀動脈CTA檢查，各組圖像顯示效果較好，所有冠狀動脈及其分支能清晰顯示血管全程。

2.1 一般資料比較 4組間性別、年齡和心率比較差異均無統計學意義（P＞0.05）。4組患者的胸圍和BMI比較，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

2.2 圖像主觀評價 2名醫師對圖像質量評分的一致性較好，Kappa值為1.856，各組掃描圖像的評分均大于2分，且基本都大于3分，均可滿足臨床診斷需要，常規組、A組、B組和C組各組的圖像質量評分差異無統計學意義（P=0.603），見表2。各組圖像質量均較好，能夠清晰地顯示血管全程（見圖1）。

表1 各組行冠狀動脈CTA檢查患者的一般資料和掃描方案

2.3 圖像客觀評價 根據胸圍指數的不同設定不同的管電壓，發現管電壓從90 kV降低到70 kV時，冠狀動脈的CT值具有升高的趨勢，低劑量組（A、B、C組）的CT值稍高于常規組，兩兩比較差異有統計學意義（P＜0.05）。管電壓從90 kV降低到70 kV時，噪聲也逐漸增加，低劑量組稍高于常規組。見表2。

圖1 各組CTA圖像

表2 各組患者圖像評價指標比較

2.4 輻射劑量和碘攝入量 低劑量組的ED明顯小于常規組（P＜0.05），且低劑量組隨著胸圍指數的增大，ED明顯增加（P＜0.05）。低劑量組的碘攝入量明顯低于常規組，且低劑量組隨著胸圍指數的增大，碘劑攝入量明顯增加。見表3。

3 討論

在冠狀動脈CTA掃描中，以往大部分研究采用固定的管電壓、管電流及回顧性門控技術進行掃描，其輻射劑量會明顯高于其他部位的檢查，常規冠脈CTA的輻射劑量一般在10 mSv左右，有時甚至可達到22 mSv，其ED值比傳統的冠狀動脈造影要高，大大增加了患者輻射損傷隨機效應的危險性，這也限制了冠狀動脈CTA的廣泛應用。然而，由于冠狀動脈CTA檢查在冠心病患者的無創化檢查中是無法取代的，如何能在不影響診斷準確性的前提下，明顯降低受檢者的輻射劑量和造影劑劑量，減少患者輻射損傷隨機效應的危險性和造影劑不良反應危害性，是目前迫切需要解決的問題。

表3 各組患者輻射劑量和碘攝入量比較

目前，臨床常規掃描根據患者的實際BMI和實際體質量，綜合利用降低管電壓、控制碘流率、減少對比劑注射時間的調整來減少X線對比劑的使用劑量，獲得滿意的圖像。然而，心臟位于胸部的局部區域，BMI不能準確反映患者胸部肌肉及皮下脂肪的厚度和胸廓的大小，特別是對女性患者，本團隊之前的研究也發現用胸圍來代替BMI來調節掃描參數更合理[9]。但是，該研究過程中的造影劑總量和注射速率固定，并沒有根據患者的胸圍大小進行調整。本研究根據胸圍指數的不同，利用第三代雙源CT制定個性化檢查方案，低管電壓聯合使用低碘濃度對比劑，同時調整對比劑速率及總量，實現冠狀動脈CTA低輻射、低碘攝入量，進一步驗證了以胸圍指數作為參考設置掃描參數的可行性，并在之前的研究基礎上進一步有效降低了輻射劑量。

本研究根據胸圍指數的不同設定不同的管電壓，發現隨著管電壓的降低，冠狀動脈的CT值具有升高的趨勢，低劑量組的CT值稍高于常規組。隨著管電壓的降低，SD值也逐漸增加，低劑量組稍高于常規組，圖像的CT值和SD值的變化趨勢與文獻[10]報道相符。本研究中低劑量組與常規組SNR差異無統計學意義，這提示其圖像質量達到診斷要求。本研究對4組的輻射劑量進行比較，發現低劑量組的輻射劑量明顯小于常規組，且低劑量組隨著胸圍指數的增大，輻射劑量明顯增加。對比各組碘攝入量，研究發現低劑量組的碘攝入量明顯低于常規組，且低劑量組隨著胸圍指數的增大，碘劑攝入量明顯增加，提示依據胸圍指數調節管電壓聯合低碘濃度對比劑，同時調整對比劑速率及總量，在保證圖像質量的同時，可以有效降低輻射劑量和碘攝入量。

本研究也存在一定的不足，根據患者的胸圍指數大小調整管電壓、對比劑速率及總量，能夠得到良好的圖像質量同時降低患者的輻射劑量及碘攝入量，但冠脈CTA檢查僅限于掃描心臟，根據患者心臟的體積來設定檢查參數及對比劑速率及總量會不會更加合理，筆者將會做進一步研究。

綜上所述，在冠狀動脈CTA成像時，根據胸圍指數不同調節管電壓，同時聯合使用低碘濃度對比劑，調整對比劑速率及總量，采用第三代雙源CT+trubeflash大螺距掃描聯合迭代重建算法，可使掃描方案的設計更加合理和個性化，從而達到在保證圖像質量不變的前提下，明顯降低受檢者的輻射劑量和碘攝入量。