320排CT冠状动脉造影调整临界心率采集方案的初步应用

叶国伟 邹建勋 陈旭高 姜敏霞 季 中

随着心脏CT检查的不断普及，尤其CT技术的不断进步，冠状动脉成像在诊断冠状动脉疾病中发挥了重要作用，螺旋CT冠状动脉成像均可显示清楚，诊断明确，可部分取代CAG[1]。而冠状动脉CTA的辐射剂量高于传统血管造影，影响了其广泛应用，因此，如何在保证诊断图像质量、诊断结果的同时降低辐射剂量已成为重要课题[2]。目前，国内外较多学者研究CT冠状动脉造影检查中短时间内患者的心率会有不同程度的下降[3-4]。本研究主要探讨320排CT冠状动脉造影检查中利用短时间内患者心率下降调整临界心率采集方案后的图像质量及辐射剂量分析。

方 法

1.临床资料

对2015年1-5月临床拟诊为冠状动脉疾病（CAD）的连续50例病例行320排CT冠状动脉造影，心率为66～68次/分40例，80～82次/分10例，男32例、女18例，年龄42～83岁，平均60岁，体质量指数16.44～32，平均23.81。所有患者均为窦性心律，无严重肾功能不全、碘过敏史，均服用降心率药物控制心率。

2.检查方法

采用东芝320 排CT进行冠状动脉容积扫描。患者取仰卧位，扫描前对其进行严格的屏气训练，正确连接心电导联，用双筒高压注射器经肘静脉注入对比剂优维显50～70ml，流速为4.5～5.5m1/s，继以相同流速注射生理盐水40ml。扫描范围为气管隆突下1cm至心脏膈面。采用Sure Start智能触发扫描，触发点定于扫描野中央层面胸主动脉，触发阈值＞250HU或个体化手动触发。扫描参数：100～120kV，管电流300～550mA，容积数据采集范围(260～320)×0.5mm，机架转速350毫秒/周，扫描时间0.35～2.476s。患者心率66～68次/分的系统自动设定的扫描方案为2个心动周期采集，RR间期30%～80%时相，手动优化为采集1个心动周期，RR间期70%～80%时相。患者心率80～82次/分的系统自动设定的扫描方案为3个心动周期采集，RR间期30%～80%时相，优化为采集2个心动周期，RR间期30%～80%时相，见表1。

分析CTA采集中实时记录下来的心电资料，记录屏气状态下扫描前平均心率和扫描中实时心率。扫描前平均心率为75%肺活量状态下屏气（呼吸指令为：吸口气，屏住气）10s的平均心率。扫描中实时心率为CTA扫描期间（1-2采集曝光0.35～2.476s）收集的心率（图1、3）。扫描结束后，记录CTA的CTDI、DLP，并根据ED＝DLP×κ，计算ED，κ为0.014.A组辐射剂量由CT机自动计算得出，同时将与A组相同扫描参数输入CT机，获得B组的模拟辐射剂量值。

3.图像质量评价

采用美国心脏协会冠状动脉分段法对冠状动脉树的15个节段按照国外文献[5]进行4级质量评分：1分为优，管腔连续完整，管壁锐利，无伪影；2分为良，管腔连续完整，管壁轻度运动伪影；3分为中，管腔连续，管壁中度运动伪影，但不影响管腔评价；4分为差，管腔出现错层，中断，管壁严重伪影，影响管腔评价[5]。1～3分为可评价图像，4分为不可评价图像。解剖变异未发育以及直径＜1.5mm的冠脉节段不评价。采用双盲法，由2名高年资放射科医师独立对冠状动脉各节段图像进行质量评价，评价不一致时两人共同阅片，协商达成一致结论。在评价心率与图像质量关系时采用图像平均质量进行分析，图像平均质量为患者所有血管节段图像质量的平均值。

4.统计学处理

数据经整理后，使用SPSS13.0进行统计学处理。可评估冠状动脉节段及图像质量的比较以百分比表示。A组和B组平均辐射剂量的比较采用独立样本t检验。所有资料均为双侧检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

结果

1.冠状动脉节段评价

共有750(15×50)个冠状动脉节段，依据管径大小分为可评估(＞1.5mm)及不可评估(≤1.5mm)节段。A1、A2组可评估和不可评估冠状动脉节段分 别 为96.47%(579/600)、3.53%(21/600)，及95.36%(143/150)、4.31 %(17/150)。在可评估冠状动脉节段中，A1组的1分、2分、3分及4分图像分别占98.82%(572/579)、0.9%(5/579)、0.28%(2/579)及0（图2）。A2组的1分、2分、3分及4分图像分别占96.86%(138/143)、1.2%(2/143)、1.94%(3/143)及0（图4），被评为2、3分的图像均为患者屏气原因造成的运动伪影，无阶梯伪影及4分图像，见表2。

2.辐射剂量

A1组心率66～68次/分平均辐射剂量为(2.36±0.21)mSv(1.79～3.13mSv)，A2组患者心率80～82次/分平均辐射剂量为(4.36±0.81)mSv(3.79～5.13mSv)，B1组心率66～68次/分平均射线剂量为(4.31±0.5)mSv(3.76～5.10mSv)，B2组患者心率80～82次/分平均辐射剂量为(6.35±1.81)mSv(5.79～7.13mSv)。A组和B组的平均辐射剂量差异有明显统计学意义(P＜0.001)。研究组的CTDLvol、DLP、ED较对照组分别下降29.39%、32.62%和32.62%，有效剂量下降幅度同DLP，见表3。

图1 患者扫描前心率63～67次/分，系统自动设定方案为2个心动周期，RR间期30%～80%时相采集，优化为1个心动周期，RR间期70%～80%时相采集。图2 图像质量为1分，管壁清晰，无伪影。图3 患者扫描前心率78～82次/分，系统自动设定方案为3个心动周期，RR间期30%～80%时相采集，优化为2个心动周期，RR间期30%～80%时相采集。图4 图像质量为1分，管壁清晰，无伪影。

表1 检查方法对照表

表2 冠状动脉节段质量评价表[n(%)]

表3 研究组与对照组辐射剂量比较

讨 论

美国在1991～1996年一项有关CT使用数据研究表明所有癌症中和CT检查辐射因素的相关性的高达0.4%。当特定器官癌症风险与当前CT使用水平相当时，癌症的1.5%～2.0%基本归因于CT的辐射损害[6]。因此CT扫描时的辐射剂量控制越来越受到人们重视。心率是影响冠状动脉成像质量的最主要因素之一。在早期4层螺旋CT时，即发现冠状动脉图像质量随着心率的增加而下降，其判断冠状动脉狭窄的敏感性也随之降低[7]。而随着时间分辨率的不断提高，心率的影响作用逐渐减弱。有研究表明，时间分辨率达到50ms以下才可能真正达到在扫描中冻结心脏，不出现运动伪影[8]。因此，在目前的临床实际应用中，心率因素对冠状动脉CTA图像质量的影响仍不可忽视。

冠状动脉CT扫描过程中的心率变化取决于扫描时间的长短，16层螺旋CT的扫描时间约为20～25s，因长时间屏气将引起心率增加[9]；而64层螺旋CT缩短至10～15s，扫描中心率则有轻微的下降[3]；320排CT更是缩短至0.35～2.476s，扫描中实时心率比扫描前平均心率平均下降约4.54次/分，这主要与屏气时迷走神经兴奋、胸腔容积扩大等有关[4]。

320排CT具有极高的器官时间分辨率，对各种心率有较好的适应性，可以在较宽的心率范围内满足冠状动脉诊断图像质量的要求[10]。容积CT系统自带的心脏扫描软件，会根据呼吸训练后得到的心率数值给出一个标准的扫描方案。心率≤65次/分，方案为1个beat采集，RR间期70%～80%时相；66～79次/分，2个beat采集，RR间期30%～80%时相；≥80～117次/分，3个beat采集，RR间期30%～80%时相。故本研究将心率为66～68次/分及80～82次/分设定为临界心率。由于扫描中实时心率比扫描前平均心率有较明显的下降，则根据扫描前平均心率估计出来的扫描方案（包括采集心动周期和曝光期相）有高估的可能。根据扫描中实时心率比扫描前平均心率下降的范围（平均下降4.54次/分），笔者调高320排CT采集方案的扫描前心率适用阈值。将66～68次/分、80～82次/分的患者扫描方案优化为采集1个心动周期、RR间期70%～80%时相，及采集2个心动周期、RR间30%～80%时相。可减少前门控扫描在对高心率患者的曝光时间，从而降低了射线剂量。辐射剂量统计结果显示研究组CTDLvol、DLP、ED较对照组分别下降29.39%、32.62%和32.62%，有效剂量下降幅度同DLP。

综上所述，鉴于扫描过程中320排CT冠状动脉造影扫描中心率有不同程度下降，适当提高采集方案的扫描前心率适用阈值，能保证冠状动脉图像的诊断需求，同时能有效降低患者吸收剂量，增加受益人群比例，值得推广。

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