低管电压 迭代重建对高BMI患者冠脉CTA的可行性

康书朝　崔　凤⋆　叶　斌

低管电压 迭代重建对高BMI患者冠脉CTA的可行性

康书朝崔凤⋆叶斌

目的 探讨iCT使用低管电压、迭代重建（iDose4）对高体重指数患者（25kg/m2≤BMI＜30kg/m2）行冠状动脉CTA检查的可行性。方法 采用飞利浦256层iCT对体重指数在25kg/m2≤BMI＜30kg/m2的60例患者行冠状动脉CTA检查，分为两组，每组各30例（A组100kV，iDose4；B组 120kV，FBP）。由2名资深影像医师以5分制对2组图像质量进行主观评价及测量图像的CT值和噪声（SD），并计算相应的信噪比（SNR）、对比信噪比（CNR）并进行分析。结果 A组、B组CT值差异有统计学意义；SD值、SNR、CNR差异无统计学意义。结论 对体重指数在25kg/m2≤BMI＜30kg/m2患者行冠状动脉CTA检查，低管电压联合迭代重建（100kV，iDose4）完全可以获得满足临床诊断需求的影像信息，该检查方法具有可行性。

体层摄影术 BMI 冠状动脉血管 迭代重建

多层螺旋CT冠状动脉成像（MSCTCA）是一种微创的、有效的、安全的对冠状动脉血管疾病进行评价的检查手段。越来越多的患者选择MSCTCA检查，但同时也增加患者所受电离辐射致癌的风险，尤其是高体重指数患者为了保证图像质量及诊断准确率，需要高kV扫描，从而增加了辐射剂量。文献报道［1］，在滤波反投影法（FBP）重建下，依据BMI与管电压的关系，建议扫描方案如下：BMI≤25kg/m2（100kV），BMI＞25kg/m2（120KV）。本文探讨低管电压（100kV）联合迭代重建（iDose4）技术对高体重指数患者（25 kg/m2≤BMI＜30 kg/m2）行冠状动脉CTA检查的可行性。

1　临床资料

1.1一般资料 收集2013年5月至2014年5月本院行MSCTCA检查的25kg/m2≤BMI＜30kg/m2的60例患者的影像学资料，分为两组各30例。A组扫描条件为100kV，iDose4重建；B组扫描条件120kV，FBP重建。其中男27例，女33例；年龄范围40～85岁，平均年龄68.5岁。

1.2检查方法（1）扫描前准备：扫描前行常规碘过敏试验，并测量患者身高，体重，血压，心率值，计算出患者BMI［BMI=体重（kg）÷身高2（m）］。嘱患者平静休息，疏导患者紧张情绪并指导患者屏气训练，一般采取平静吸气后屏气，这样可以减少屏气前后心率过大变动。扫描前5min给予0.5mg硝酸甘油舌下含服，扩张冠状动脉，使末梢血管显影更清晰。（2）扫描技术及参数：采用Philips Brilliance 256 iCT，采用回顾性心电门控心脏扫描模式，机架转速0.27r/s，128×0.625mm探测器，层厚0.9mm，层间距0.45mm，螺距0.16～0.20，矩阵512×512，视野（FOV）250mm，管电流600mAs，双筒高压注射器，非离子型对比剂碘海醇350mgI/ml，以4.5～5.0ml/s注射0.8ml/ kg造影剂，完毕后同速率注射生理盐水40ml，使用智能跟踪触发技术，感兴趣区设于气管分叉下1.5cm处降主动脉，阈值120HU，达到阈值后延迟4.5s自动触发扫描，扫描范围从气管分叉下1.5cm至心脏隔面下2cm。（3）图像后处理方法：将原始数据传输至飞利浦星云工作站，根据不同的心率，选取图像最佳的时相行R—R间期重建，然后对冠状动脉进行容积再现（VR），最大密度投影（MIP），多平面重建（MPR），曲面重组（CPR）等重建图像。

1.3图像分析 （1）图像质量主观评价分析：60例患者的左冠主干血管、回旋支、前降支和右冠动脉分别统计，共240支血管。参考Hong等［2］分级评分方法对图像进行评价：①无运动伪影（血管显示清楚）为5分。②有轻度伪影（部分血管节段有轻度模糊）为4分。③中度伪影（约50%血管路径有双边征）为3分。④重度伪影（血管全程出现模糊和双边征或有血管中断）为2分。⑤无法诊断（血管结构分不清）为1分。每个病例由2名主治医师分别进行图像评价。（2）图像质量客观评价分析：在轴位图像上于主动脉根部（左主动脉开口附近）上、中、下3层测量血管腔内CT值及SD，同时测量邻近脂肪组织的CT值，计算SNR：SNR=CT值/SD；CNR：CNR=（血管腔CT值-脂肪组织CT值）/SD。测量时尽量保持ROI大小，位置一致，并避开血管壁上的钙化和斑块。

1.4统计学方法 采用SPSS 17.0统计软件。计量资料以（x±s）表示，采用配对样本t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

2.1冠状动脉CTA主观图像质量比较 见表1。

表1　冠状动脉CTA主观图像质量比较（n）

2.2冠状动脉CTA客观图像质量比较 见表2。

表2　冠状动脉CTA客观图像质量比较（x±s）

3　讨论

心脏是快速搏动的中空器官，心血管腔内的血液具有较高的流速和流量，冠状动脉包绕着心脏分布，分支繁多，走形曲折，内径纤细，随着心脏搏动而运动。因此高质量的冠状动脉血管成像对患者个体条件及配合程度有较高的要求，患者年龄、体重、体型（体重指数）、心功能状态、血流动力学特点及肾功能等因素成为影响冠状动脉血管成像图像质量的重要因素。高体重指数患者脂肪组织多，心肌肥厚，会使图像噪声增加，动脉内腔显示不清，CTCA图像质量明显下降，甚至造成诊断准确率下降，为保证图像质量，需要适当增加kV或者mAs，使患者接受辐射剂量增加。另外，对于高体重指数患者，为保证单位面积血管与周围组织的对比度，必须保证血管腔内碘的浓度，需要使要用更多的造影剂，更快的注射速率，一方面加重肾脏排泄的负担，另一方面也加大对比剂血管外渗的概率，给患者造成一定的伤害。

自CT应用以来，辐射剂量一直是人们关注的焦点，在保证图像质量的前提下，如何降低辐射剂量，提高检查的安全性是研究的热点。随着计算机技术的发展进步，迭代重建算法重新进入CT领域，已有大量文献研究［3-5］证明飞利浦第四代迭代算法iDose4能够实现同样图像质量下显著降低辐射剂量，故研究人员设计低剂量、迭代算法重建图像组与常规剂量、滤波反投影法重建图像组两组不同的参数对图像质量进行比较，结果显示，评价两组图像质量的指标SD，SNR，CNR差异无统计学意义，两种方法获得的图像质量无差异。Tobias［6］等报道，在其它参数不变的情况下，管电压由120kV降到100kV，射线剂量下降39%，本资料使用100kV，iDose4重建图像（见图1）比120kV，FBP重建图像（见图2）获取同等质量的图像，却能大幅度降低辐射剂量，表明使用100kV，iDose4重建方法明显优于120kV，FBP重建方法。

图1　100kV，iDose4重建图像

图2　120kV，FBP重建图像

本资料显示，B组图像质量与A组图像质量无差异，均能满足冠状动脉血管的诊断，使用低电压联合迭代算法能完全满足临床需求。其中A组1例患者在扫描数据采集过程中，心率快且变化大伴心律不齐，前降支有双边征（评为2分）及回旋支结构不清（评为1分）。B组1例患者由于气促，不能彻底屏气致使前降支和回旋支远端中断（均评为2分）。两组冠状动脉CTA图像由于患者配合不佳，质量有所下降，并不影响讨论结果。有研究表明：使用低管电压，可以得到更高的CT值［7］，与本资料测量结果相一致，A组图像的CT值明显高于B组图像的CT值，差异有统计学意义，这样可以在确保图像噪声不影响诊断的条件下，使用低管电压而获得较高的CT值以增加血管与周围组织的对比度。在保证一定的CT值要求下，使用低管电压，就可以减小对注射造影剂速率及总量的要求，进一步减少造影剂对人体的伤害，显然在一定条件下，低管电压更适合高体重指数患者。低管电压可以减少患者所受辐射剂量，同时冠状动脉血管可以获得更高的CT值，增加与周围组织的对比度，迭代算法可以弥补低管电压带来的图像噪声过大，改善图像质量，低管电压联合迭代算法更适合高体重指数患者。

MSCTCA越来越多的应用于临床冠心病的定性、定位和程度判断的筛查中［8］，因此在确保高体重患者诊断可靠性和避免危害性两者之间寻求一个平衡点，即良好的图像质量和最低的危害性，这要求操作员应熟悉设备的性能，能根据患者自身条件，制定最优的扫描计划，选取合理的扫描条件，争取以最小的代价，得到符合诊断要求的优质图像。不足，由于样本有限，所选择患者心率不同，配合程度不等，对图像质量有一定的影响，可能研究数据有一定的误差。

［1］ Ripsweden J，Brismar TB，Holm J，et al.Imapct on image quality and radiation exposure in coronary CT angiography:100KVp wersus 120KVp. Acta Radiol，2010，（51）:903-909.

［2］ Hong C，Becker CR，Huber A. ECG-gated reconstructed multidetector row CT coronary angiography:effect of varying trigger delay on image quality. Radiology，2001，（3）:712-717.

［3］ Mieille FA，Gudinchet F，Brunelle F，et al.Iterative reconstruction methods in two different MDCT scanners:Physical metrics and 4-alternative forced-choice detectability experiments-A phantom approach. Phys Med，2013，29（1）:99-110.

［4］ 高宇，迭代重建算法的研究进展.中国医疗设备，2013，28（3）:23-25.

［5］ Marin Di， Nelson RC， Schindera ST， et al. Low-tube-voltage，high-tube-current multidetector abdominal CT: improved image quality and decreased radiation dose with adaptive statistical iterative reconstruction algorithm-initial clinical experience. Radiology，2010， 254（1）:145-53.

［6］ Tobias P，Larissak R，et al.Image quality in a low radiation exposure protocol for retrospectively ECG-gated coronaryCTangiography，AJR， 2009，192:1045-1050

［7］ 张超亮，关玉宝，林翰菲，等.128层MSCT低剂量技术在冠状动脉成像的应用研究.CT理论与应用研究，2012，21（4）:753-759.

［8］ 舒振宇，丁忠祥.低剂量联合迭代重建算法在肥胖患者冠状动脉CT成像中的应用价值.医学影像学杂志，2014，24（10）:1721-1725.

Objective To explore the feasibility of coronary angiography examination，use lower tube voltage and iterative algorithm to reconstruction（iDose4）in patients with higher body mass index（25kg/㎡≤BMI＜30kg/m2）. Methods Totally 60 patients（25kg/m2≤BMI＜30kg/ m2）were divided to two groups，each group 30 cases :Group A tube voltage of 100 kV，iterative algorithm to reconstruction（iDose4）；Group B tube voltage 120kV，fi lter back projection reconstruction image（FBP）. Two experienced radiologists independently evaluate image quality，the diffences of mean CT values，image noise（SD），signal noise ratio（SNR），contrast signal to noise ratio（CNR）were compared and analyzed. Results The CT values of group A and group B were statistically signifi cant difference；SD values，SNR，CNR were no statistically signifi cant difference. Conclusion The image information of patients（25kg/m2≤BMI＜30kg/m2）CTA examination with lower tube voltage（100kV）and iterative algorithm to reconstruction（iDose4）can completely meet the demand of clinical diagnosis，the inspection method is feasible.

Coronary angiography Tomography X-ray computer Body mass index

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