256层螺旋CT低管电压冠状动脉成像技术的应用研究

王振平，罗是是，袁 利，赵应满，李建军

(海南省人民医院放射科，海南 海口 570311)

256层螺旋CT低管电压冠状动脉成像技术的应用研究

王振平，罗是是，袁 利，赵应满，李建军

(海南省人民医院放射科，海南 海口 570311)

目的探讨降低管电压对体质指数(BMI)在正常范围内的患者进行256层螺旋CT冠状动脉(CTA)检查的临床应用价值。方法将90例BMI在正常范围内并进行冠状动脉CTA检查的患者随机分成两组，A组50例，管电压采用120 kV，B组40例，管电压采用100 kV，采用回顾性心电门控扫描。分别对两组检查图像的血管强化程度、重建血管清晰度以及辐射剂量进行对比分析评价。结果90例患者均成功完成检查。两组之间图像质量分级差异和图像信号噪声比差异均无统计学意义(P＞0.05)，B组冠状动脉腔内CT值均较A组增高(P＜0.001)，B组CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)和平均有效剂量(ED)较A组显著减低，有效剂量由(16.25±2.35)mSv降至(7.89±0.67)mSv，差异均有统计学意义(t=21.75，P＜0.001)。结论对BMI在正常范围内的患者，冠状动脉CTA采用100KV检查，可明显降低辐射剂量，并获得满足临床诊断的冠状动脉图像。

冠状动脉成像；X线计算机；体层摄影术；辐射剂量

多层螺旋CT冠状动脉成像技术已成为无创性检查冠状动脉的的重要方法。但是，随着冠状动脉CT成像的广泛应用，在带来精确检查信息的同时也带来了越来越大的射线辐射风险，如何在保证冠脉256层螺旋CT冠状动脉(CTA)图像质量的前提下，尽可能降低受检者的辐射剂量，是近年来CT临床研究的重要方向之一[1-2]。本研究初步探讨降低管电压对体质指数(BMI)在正常范围内的患者进行CTA检查的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2012年5～9月间在我院接受256层螺旋CT冠状动脉成像患者90例，其中男性53例，女性37例，年龄32～81岁，平均57.5岁。BMI值 18～25。将90例患者随机分为两组，A组50例，管电压采用常规扫描120 kV，B组40例，管电压100 kV。扫描前对患者进行屏气训练，所有患者检查前均未应用B受体阻滞剂降低心率，心率75～93次/min，平均83次/min。

1.2 256层螺旋CT扫描技术及后处理方法 采用256层螺旋CT(Philips Brilliance iCT)扫描仪，扫描范围：气管分叉下方1 cm至膈肌。采用对比剂跟踪触发技术，触发阈值为180 Hu。采用回顾性心电门控螺旋扫描技术，CT扫描参数：A组管电压120 kV，B组管电压100 kV；管电流800～1 000 mAs，层厚0.90 mm，间隔0.45 mm。对比剂采用碘普罗胺(370 mgI/ml)，60～70 ml，流速5 ml/s，随后等速注入40 ml生理盐水。CT图像重建采用滤过反投影(Filtered backprojection，FBP)算法，将获得的CTA原始数据及ECG传入EBW4.5工作站进行三维重建，选择冠状动脉显示最佳时相。三维重建方法包括容积再现(Volume rendering，VR)技术，曲面重建(curved multiplanner reformation，CPR)和最大密度投影(Maximum intensity projection，MIP)。

1.3 图像分析 记录每例患者检查时自动生成的容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)，并通过公式计算出患者有效辐射剂量ED(DLP×0.014)。测量冠状动脉内造影剂CT值，在薄层图像上测量左右冠状动脉血管近段CT值，并取平均值及标准差(SD)，选取的ROI大小为5 mm2，尽量在动脉中心区域测量。计算出血管的对比噪声比(CRN)，计算公式为CRN=(冠状动脉平均CT值-同层面肌肉平均CT值)/SD。由2位高年资影像医师独立评级图像质量，意见不一致时行协商确定。影像质量的主观评价采取3分制(1=不能诊断；2=可见伪影，基本满足诊断要求；3=无伪影)。

1.4 统计学方法 应用SPSS.11统计分析软件对所得数据进行分析，计量资料采用均数+标准差(±s)表示，总体评分比较采用χ2检验；应用两独立样本t检验比较两组冠状动脉图像质量、辐射剂量以及冠状动脉管腔CT值差异，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

90例患者均成功完成检查，图像质量符合诊断要求，无1级图像。两组之间图像质量分级差异无统计学意义(P＞0.05)，两组VR及CPR重组图像肉眼观察差异无统计学意义(见图1、图2)。B组(100 kV)患者图像CRN较A组(120 kV)增加，但二者间差异无统计学意义(P＞0.05)；B组冠状动脉腔内CT值均较A组显著增高(P＜0.01)，CT容积剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)和平均有效剂量(ED)较A组显著减低，平均有效剂量降低约50%，差异均有显著统计学意义(P＜0.01)，见表1。

图1 120 kV组患者，BMI 22.6，心率80次/min

图2 100 kV组患者，BMI 23，心率78次/min

表1 两组患者的图像质量和辐射剂量比较(±s)

表1 两组患者的图像质量和辐射剂量比较(±s)

组别A组B组t值P值例数50 40平均CT值425.81±73.53 586.19±118.73 7.86＜0.001 CRN 23.67±5.81 24.36±7.77 1.12＞0.05质量评分(分) 2.67±0.49 2.65±0.49 0.19＞0.05 CTDIvol(mGy) 66.49±11.89 32.34±2.16 17.88＜0.001 DLP(mGy×cm) 1157.29±199.03 571.44±43.81 18.12＜0.001 ED(mSv) 16.25±2.35 7.89±0.67 21.75＜0.001

3 讨论

随着多层螺旋CT技术的发展，冠状动脉CTA检查已成为冠心病的首选筛查手段[1]。但是，目前冠脉CTA多采用回顾性心电门控成像,小螺距、薄层厚的数据采集技术，使得冠脉CTA成像时辐射剂量远远大于其他部位的检查，辐射剂量多在10～20 mSv。2006年，美国心脏病委员会认为10 mSv的CT辐射剂量就会使受检患者患癌症的风险增加[2]，因此，在保证图像质量前提下尽量减少患者所接受的辐射剂量就显得尤为重要。

降低冠脉CTA辐射剂量方法较多,包括前置滤线器应用、减低管电压、减低管电流、增加螺距、ECG电流调整技术的应用、前瞻性门控扫描技术及迭代重建算法等措施[1，3]。根据X线的基本特性，辐射剂量和球管的电压成平方呈反比关系，因而有学者提出降低管电压的方法更适用于CTA[4-5]。目前，有关低电压技术冠状动脉成像的研究尚不多见[6-7]。本研究中使用100KV对高心率患者进行冠状动脉CT扫描，结果明显降低了辐射剂量，ED由(16.25±2.35)mSv降至(7.89±0.67)mSv，两组间平均有效剂量差异有统计学意义(P＜0.001)。

X线与人体组织发生的光电效应强弱决定了物质的X线衰减程度的高低，管电压降低，X线光子能量也随之减低，图像的噪声增大，然而降低管电压却使得光子能量(keV)更接近含高原子序数的组织或结构，使X射线因为光电效应增加而被高原子序数的物质(如骨骼、碘造影剂等)更大比例吸收，CT值亦升高[8]。本研究结果表明，使用100 kV扫描，图像对比噪声比较120 kV组有所升高，但两者差异无统计学意义，两组间图像质量评分差异亦无统计学意义P＞0.05)。100 kV组冠状动脉管腔内CT值较120 kV扫描组升高，差异有统计学意义(P＜0.001)。因此，在CT血管造影检查中，降低管电压不仅可以降低X线的辐射剂量,而且还可以为进一步较少对比剂的用量提供了依据。Nakaura等[9]对肾功能衰竭患者采取80 kV、高管电流的腹部动态增强CT扫描方案，其对比剂剂量可以降低40%。本研究尚未涉及低管电压扫描中减少对比剂用量的应用，需要进一步进行研究。

本研究在体质指数(BMI)正常范围的较高心率患者冠状动脉CTA成像中采用100KV低管电压，初步应用结果显示能够较大幅度减低患者所受辐射剂量,并获得满足临床诊断的冠状动脉图像，具有一定的临床应用价值。然而，在本研究中尚未涉及更低KV成像图像质量的评价，低管电压技术在前置门控冠状动脉成像中的应用以及低管电压增加的线束硬化伪影是否影响冠脉的评价等问题需要进一步研究证实。

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Application of 256-slice spiral CT coronary angiography in low tube voltage setting.

WANG Zhen-ping,LUO Shi-shi,YUAN Li,ZHAO Ying-man,LI Jian-jun.
Department of Radiology,the People's Hospital of Hainan Province, Haikou 570311,Hainan,CHINA

Objective To evaluate the clinical application of low kV scanning in CT coronary angiography by 256-slice spiral CT in patients with normal body mass index(BMI).MethodsNinety patients with normal BMI undergoing 256-slice spiral CT coronary angiography were randomly divided into two groups:group A(50 patients)of conventional scanning tube voltage 120 kV and group B(40 patients)of tube voltage with 100 kV.Scanning was performed with retrospectively ECG-gated technique.Image quality,contrast noise ratio(CNR),volume CT dose index(CTDIvol), and effective dose(ED)of two groups were evaluated and compared.ResultsAll the 90 patients were successfully inspected.There was no significant difference in the image quality score and the CNR between the two groups(P＞0.05). The CT values of coronary in group B were significantly higher than those in group A(P＜0.001).The average CTDIvol, DLP and the mean ED in group B were significantly reduced compared with group A(t=21.75,P＜0.001),with the mean ED of(16.25±2.35)mSv in group B and(7.89±0.67)mSv in group A.ConclusionFor patients with normal BMI,CT coronary angiography at 100 kV can significantly reduce the radiation dose and ensure image quality．

Coronary angiography;X-ray computed;Tomography;Radiation dose

R445

A

1003—6350（2015）13—1923—03

10.3969/j.issn.1003-6350.2015.13.0693

2014-12-06)

国家临床重点专科建设项目(编号：2013-2014)

王振平。E-mail：wang_zp2013@163.com