256层CT冠状动脉成像延迟触发时间优化的初步研究

杜 鹏 DU Peng

郭 勇 GUO Yong

逯巧慧 LU Qiaohui

王守海 WANG Shouhai

张燕群 ZHANG Yanqun

随着CT的不断发展,尤其是近年来多层螺旋CT的问世,冠状动脉CT血管成像（CTA）作为一种无创检查方法逐渐受到临床医师和患者的青睐。但CTA的辐射剂量居高不下,引起较大关注。本研究对127例行CTA患者的临床资料及扫描参数进行分析,旨在对延迟触发时间进行优化，从而降低患者所受辐射剂量，并相应地节约CT机球管损耗。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2010-07～09于中国人民解放军海军总医院放射科行CTA的127例患者,其中男性86例，女性41例；年龄32～82岁,平均（56.4±10.9）岁；身高150～181cm，平均（168.5±7.1）cm；体重45～95kg，平均（71.8±10.7）kg；心率45～104次/min，平均（68.0±10.7）次/min。

1.2 扫描技术

1.2.1 扫描前的准备 扫描前患者需禁食、禁水4～8h，不使用贝他乐克等降低心率的药物。扫描前患者心率为45～104次/min。为了更好地显示冠状动脉,扫描前5min常规使用硝酸甘油舌下含服以扩张冠状动脉。训练患者呼吸以在扫描期间配合屏气。所有患者均采用右手背静脉埋管。

1.2.2 扫描设备及参数 采用飞利浦256层Brilliance iCT。扫描前按照标准位置放置心电导联线,正常显示心率后先扫描正侧两个定位像,扫描范围为气管分叉下1cm到膈肌下水平。扫描参数：回顾性心电门控（管电压为120kV，管电流800mA，层面采集厚度0.67mm，机架旋转时间0.27s，螺距为0.18，FOV 250mm）；前瞻性心电门控（管电流200mA，层面采集厚度0.8mm,其余同回顾性心电门控）。采用自动触发的对比剂示踪技术，在主动脉弓下选定一轴位触发层面，在降主动脉内选择一圆形直径1cm的感兴趣区，设定触发阈值110Hu，注射造影剂的同时启动扫描计时，5s后开始对感兴趣区进行同层动态预扫描，即延迟触发扫描，扫描间隔时间1s，感兴趣区内CT值达到阈值时启动扫描。对比剂采用碘普罗胺（优维显370）,双筒高压注射器以5ml/s流率总量75ml注射，随后按5ml/s流率注射30ml生理盐水,扫描方向为头足方向,自气管分叉扫至膈肌下水平。扫描时间为4～6s。

1.3 统计学方法 采用SAS 9.1软件分析，采用多重线性回归分析法评价延迟触发时间与患者年龄、性别、身高、体重、心率及延迟扫描次数的相关性，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

127例患者延迟触发时间12～26s，平均（19.0±2.9）s。正式触发前延迟扫描次数为6～20次，平均（13.3±2.7）次。多重线性回归分析显示，与延迟触发时间的相关因素有身高、心率、延迟扫描次数，其中显著性最高的是延迟扫描次数，其他依次为心率和身高。延迟触发时间与延迟扫描次数呈正相关（r＝ 0.40283，P＜0.001）（图1），与心率呈负相关（r＝－0.52002，P＜0.001）（图 2），与身高呈正相关（r＝0.36998，P＜0.001）（图3）。

图1 延迟触发时间与延迟扫描次数的相关性

图2 延迟触发时间与心率的相关性

图3 延迟触发时间与身高的相关性

3 讨论

心脏CT冠脉成像需要很高的时间分辨率、空间分辨率以及对伪影良好的控制，要求设备能够达到亚毫米级扫描，以便对冠状动脉的微小解剖部位精确显示。另外需要在患者一次屏气内完成所有扫描。最初的单排螺旋CT由于时间和空间分辨率太低，难以满足心脏扫描的需要。近年来，随着多层螺旋CT机的出现，CT广泛应用于心电触发及门控的心脏扫描[1,2]。飞利浦256层Brilliance iCT（256层极速CT），使用新型宽体球面探测器，扫描速度提高到0.27s/圈，采集2次心跳即可进行全面的冠脉体检筛查，辐射剂量较以往降低80%以上。虽然CT机扫描速度越来越快，但心脏扫描的辐射剂量仍居高不下，有学者通过优化机器软件和硬件来降低射线剂量[3-6]，但效果并不明显。国内外学者也曾研究前瞻性和回顾性两种心脏门控方式，并对比两者辐射剂量[7-9]。

CTA在注射对比剂后,触发扫描有两种方法,一种是计算机自动触发的对比剂示踪技术,另一种是手动触发的对比剂峰值时间测定试验。前者是在主动脉（升主动脉或胸主动脉）上选择一个感兴趣区,当对比剂的CT值达到设定的阈值（100～150Hu）时,计算机自动触发扫描；后一种触发技术是用20ml对比剂静脉注射,在主动脉（升主动脉或胸主动脉）上选择一个感兴趣区,测定对比剂达到峰值时间,注射完毕后紧接着注射50ml生理盐水冲洗,从开始注射到对比剂达到峰值时间即为延迟触发时间，所进行的扫描即为延迟触发扫描。测定试验可以更好地掌握患者的血流动力学情况,有利于掌控最佳扫描时间[10]。本研究采用前一种触发扫描方法。飞利浦256层CT冠状动脉扫描参数中，从开始注射对比剂至CT机开始对感兴趣区进行同层动态扫描所需时间为注射后延迟时间，目前常规设置注射后延迟时间为5.0s，它实际为延迟触发时间的前一部分，这段时间CT机不进行扫描，不产生辐射；而其后的延迟触发扫描所造成的辐射则是无效辐射，若可以增加注射后延迟时间，则CT机在延迟触发时间段内后一部分预扫描的时间就会减少。本研究结果显示，延迟触发时间的长短与延迟扫描次数呈正相关（r＝0.40283，P＜0.001），若注射后延迟时间增加，预扫描次数则相应减少，从而降低了无效辐射。本组延迟触发时间为12～26s，平均（19.0±2.9）s，CT机常规设置的注射后延迟时间明显短于患者的延迟触发时间，可以更改常规设置，增加注射后延迟时间。根据结果，建议注射后延迟时间定为10～12s，这样预扫描时间可减少5～7s，因为同层动态扫描中每次预扫描间隔时间为1s左右，所以相应地可减少5～7次预扫描，也就相应减少了辐射剂量，并且节约了球管。此外，延迟触发时间与患者心率呈负相关（r＝－0.52002，P＜0.001），与身高呈正相关（r＝0.36998，P＜0.001），且与心率的相关性较身高明显，这样在对每位患者进行扫描时，可根据其自身情况，对注射后延迟时间进行个体化调节，使其尽量接近延迟触发时间，降低患者所受辐射剂量。但在实际扫描过程中，极少数情况下可能出现所设注射后延迟时间长于患者实际所需延迟触发时间，即出现正式扫描启动偏晚的风险。本研究发现，根据患者所用造影剂的剂量及注射速率可估算出造影剂全部注射完毕约需15s，明显长于建议的注射后延迟时间，且造影剂尾端到达冠状动脉仍需一定时间，所以造影剂尾端效应可对上述情况进行一定补偿，从而保证成像质量，避免检查失败。

综上所述，从优化延迟触发时间的角度来降低患者所受辐射剂量是可行的，但无法对注射后延迟时间进行精确调整，只能提供一个调节方向。过于精确的调整可能会导致设定的注射后延迟时间长于实际患者所需延迟触发时间，造成过晚触发正式扫描，而造影剂的尾端效应可在一定程度上对过晚触发进行补偿，而究竟可进行多久的时间补偿，仍需大样本病例研究。

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