双源CT“双低方案”在冠状动脉CT血管成像检查中的可行性研究

章辉庆，邱晓晖，刘艺超，夏俊立，刘海燕

·论著·

·全科医生技能发展·

双源CT“双低方案”在冠状动脉CT血管成像检查中的可行性研究

章辉庆*，邱晓晖，刘艺超，夏俊立，刘海燕

目的 探讨双源CT低管电压低对比剂浓度(双低方案)在冠状动脉CT血管成像(CTA)检查中的可行性。方法 选择2014年9月—2015年6月在亳州市人民医院行冠状动脉CTA检查的50例临床疑似或确诊冠心病且体质指数(BMI)≤30.0 kg/m2的患者，随机分成两组，A组采用管电压100 kV及320 mgI/ml碘克沙醇为对比剂；B组采用管电压80 kV及270 mgI/ml碘克沙醇为对比剂，每组25例。所有冠状动脉CTA检查由西门子第二代Definition Flash双源CT完成，扫描范围135 mm，采用自动 mAs技术，对比剂剂量50 ml，注射速率5.0 ml/s。对图像进行质量评分及客观评价。测量升主动脉(AO)根部的CT值及图像噪声，计算图像信噪比(SNR)，测量并计算左冠状动脉主干(LM)、左冠状动脉前降支(LAD)近段、左冠状动脉回旋支(LCX)近段、右冠状动脉(RCA)近段的对比度噪声比(CNR)。记录两组的有效辐射剂量(ED)。结果 两组图像质量评分及各血管段评分间差异无统计学意义(P0.05)。B组AO、LM、LAD近段、LCX近段、RCA近段CT值高于A组(P<0.05)。B组的图像噪声大于A组(P<0.05)；两组SNR及LM、LAD近段、LCX近段、RCA近段的CNR比较，差异均无统计学意义(P0.05)。B组ED低于A组(P<0.05)。结论 在80 kV、270 mgI/ml双低条件下行冠状动脉CTA检查，能明显降低对患者的ED及碘摄入量的同时，图像质量能够满足临床诊断要求；对于BMI≤30.0 kg/m2的患者，行双源CT“双低方案”冠状动脉CTA检查具有可行性及临床借鉴意义。

血管造影术；冠状动脉疾病；双源；体层摄影术，X线计算机；辐射剂量；碘对比剂；低浓度

章辉庆，邱晓晖，刘艺超，等.双源CT“双低方案”在冠状动脉CT血管成像检查中的可行性研究[J].中国全科医学，2017，20(9)：1127-1131.[www.chinagp.net]

ZHANG H Q,QIU X H,LIU Y C,et al.Feasibility study of dual-source coronary CT angiography under "double low scheme"[J].Chinese General Practice，2017，20(9)：1127-1131.

随着多排螺旋CT尤其是后64排CT的迅速发展，冠状动脉CT血管成像(CTA)检查已成为筛查冠心病的首选检查技术之一，其效果与冠状动脉数字减影血管造影(DSA)相当[1-2]。然而，冠状动脉CTA检查伴随的高辐射剂量成为限制其进一步推广及应用于常规筛查的关键问题之一。由于X线探测技术的发展，尤其是双源CT的出现，能够有效减低噪声干扰，有望在降低管电压的同时降低对比剂浓度[3]。

以往通过降低管电压(通常从120 kV降到100 kV，亦有降到80 kV以下的报道[3])以及自动管电压技术来降低对患者的有效辐射剂量的研究较多，并取得满意的临床效果[3-5]。本研究通过应用管电压100 kV、对比剂浓度320 mgI/ml及管电压80 kV、对比剂浓度270 mgI/ml进行冠状动脉CTA检查，探究对体质指数(BMI)≤30.0 kg/m2的患者采用超低管电压、低对比剂浓度的“双低方案”的可行性及临床效果。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2014年9月—2015年6月在亳州市人民医院行冠状动脉CTA检查的50例临床疑似或确诊冠心病患者。患者均无严重的心律不齐和心功能不全，无肝肾功能异常和甲状腺功能亢进症，无过敏反应等禁忌证，患者检查时屏气配合良好，并签署X线辐射及碘对比剂知情同意书。随机分成A、B两组，每组25例，A组采用管电压100 kV及320 mgI/ml碘克沙醇为对比剂；B组采用管电压80 kV及270 mgI/ml碘克沙醇为对比剂。患者BMI均≤30.0 kg/m2。

1.2 扫描设备及参数 所有冠状动脉CTA检查由西门子第二代Definition Flash双源CT完成。采集R-R间期30%～80%时相数据，扫描范围自头向尾气管隆突下135 mm，自动 mAs技术。经肘正中静脉注入50 ml非离子造影剂(A组320 mgI/ml碘克沙醇、B组270 mgI/ml碘克沙醇)，管电压A组100 kV、B组80 kV，注射速率5.0 ml/s，注射完毕后立即用30 ml 0.9%氯化钠溶液冲洗。在升主动脉根部采用Bolus Tracking技术，当达到100 Hu的阈值后延迟6 s启动扫描，采用自适应前瞻性心电门控序列扫描技术。

1.3 图像重建及后处理 每例患者的图像均传输到西门子Syngo.via图像后处理工作站，工作站自动生成最佳收缩期与舒张期图像，图像不满意时在右侧冠状动脉中段水平预览并选择最佳时相。重建层厚0.75 mm，重建间隔0.50 mm，中等软组织算法(B30f)。图像处理包括最大密度投影重组(MIP)、曲面重组(CPR)和容积重组(VR)。

本研究创新点：

(1)降低管电压的同时降低对比剂浓度，对患者的有效辐射剂量降至(1.9±0.6)mSv，实现了冠状动脉CT血管成像的“双低方案”检查；(2)降低管电压的同时降低对比剂浓度能得到更高CT值的对比强化图像，满足了临床检查要求；(3)将体质指数提高至30 kg/m2。

1.4 图像质量评分 由2名放射科副主任医师先采用双盲法对图像质量进行评分，评分不一致时，共同讨论以达成一致意见。对严重钙化血管段不进行评价。不能诊断图像的定义为：图像质量差，重建图像上冠状动脉错位、管壁严重伪影[6]。根据美国心脏协会标准，对冠状动脉行改良15段分段法评价，右冠状动脉(RCA)为1～4段，左冠状动脉主干(LM)和左冠状动脉前降支(LAD)为5～10段，左冠状动脉回旋支(LCX)为11～15段，如果存在中间支则为16段[7-8]。图像质量评分分级标准为，Ⅰ级：冠状动脉显示清晰，图像噪声极小，管腔连续、完整，无阶梯状伪影，图像质量为优，评为4分；Ⅱ级：图像噪声较小，管壁轻度伪影或冠状动脉分支CPR图像见轻度阶梯状伪影，不影响诊断，图像质量良好，评为3分；Ⅲ级：图像噪声较大，管壁中度伪影或CPR图像中度阶梯状伪影，尚可做出诊断，图像质量中等，评为2分；Ⅳ级：图像噪声大，重组图像上冠状动脉错位、管壁严重伪影，不能诊断，图像质量较差，评为1分[9]。

1.5 图像质量的客观评价 在升主动脉(AO)根部(测量LM开口附近)尽可能大的感兴趣区(ROI)测量相邻3个层面的平均CT值。CT值的标准差(SD)值定义为图像噪声；图像信噪比(SNR)为AO根部平均CT值/图像噪声；测量并计算LM、LAD近段、LCX近段、RCA近段冠状动脉对比度噪声比(CNR)[10]。计算公式：CNR=(CTlumen-CTconnective tissue)/图像噪声；CTlumen为各部位冠状动脉ROI平均CT值，CTconnective tissue为冠状动脉血管周围脂肪组织内的平均CT值。

1.6 有效辐射剂量(ED) 本研究统计的ED仅为冠状动脉CTA检查的辐射剂量，不包括定位像和触发扫描的辐射剂量。通过双源CT设备自动计算得到容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)，以DLP×转换系数k得出估计ED。参考欧洲CT质量标准指南[11]，转换系数k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1。

2 结果

2.1 临床资料比较 两组患者的性别、年龄、BMI、心率比较，差异均无统计学意义(P0.05，见表1)。

表1 两组患者临床资料比较

注：a为χ2值；BMI=体质指数

2.2 图像质量评分 两组图像质量评分、各血管段评分间差异无统计学意义(P0.05，见表2及图1～2)。

2.3 图像质量的客观评价 B组AO、LM、LAD近段、LCX近段、RCA近段CT值高于A组，差异有统计学意义(P<0.05，见表3)。B组图像噪声较A组增加，差异有统计学意义(P<0.05)；A组和B组的SNR及LM、LAD近段、LCX近段、RCA近段的CNR比较，差异均无统计学意义(P0.05，见表4)；冠状动脉与周围组织对比度良好(见图1～2)。

表2 两组图像质量评分比较

注：a为u值

表3 两组患者图像CT值比较

注：AO=升主动脉，LM=左冠状动脉主干，LAD=左冠状动脉前降支，LCX=左冠状动脉回旋支，RCA=右冠状动脉

表4 两组图像质量的客观评价比较

注：SNR=图像信噪比，CNR=对比度噪声比

注：患者，女，62岁，阵发性心悸，体质指数(BMI)为21.5 kg/m2，心率为62次/min，有效辐射剂量(ED)为3.07 mSv；A为容积重组(VR)图像，清晰显示冠状动脉各分支血管，各段血管腔连续完整；B为RCA的曲面重组(CPR)图像，显示右冠状动脉(RCA)4段呈轻度阶梯状改变(评为3分)，其余冠状动脉节段无阶梯状伪影(评为4分)；C为左冠状动脉(LCA)的CPR图像；D为左冠状动脉回旋支(LCX)的CPR图像

图1 A组冠状动脉CTA检查图像

Figure 1 Coronary artery CTA images of group A

图2 B组冠状动脉CTA检查图像

Figure 2 Coronary artery CTA images of group B

注：患者，女，68岁，反复心悸8年；BMI为22.5 kg/m2，心率为68次/min，ED为1.46 mSv，冠状动脉显示清晰，各段血管腔连续完整，冠状动脉无阶梯状伪影(评为4分)；A为VR图像，清晰显示冠状动脉各分支血管；B为RCA的CPR图像；C为LCA的CPR图像；D为LCX的CPR图像

2.4 两组ED比较 A、B组ED分别为(4.5±0.6)、(1.9±0.6)mSv，B组ED低于A组，差异有统计学意义(t=15.337，P<0.05)。

3 讨论

目前冠状动脉CTA检查已成为临床评估冠状动脉疾病的首选检查方法，与冠状动脉造影(CAG)检查结果具有一致性，尤其是对于中重度血管狭窄的评估，甚至可以替代CAG[2，12-13]。如何在得到最佳诊断图像的同时把辐射风险降到最低、如何安全高效使用对比剂，是目前许多研究者关心的课题[3-5，7，14-15]。本研究通过降低管电压及对比剂浓度进行冠状动脉CTA检查，探讨对BMI≤30.0 kg/m2的患者采用 “双低方案”的可行性。

3.1 临床资料 A、B组的管电压均较120 kV低，因过胖的患者可能影响检查效果及成功率，故本研究入选的患者BMI≤30.0 kg/m2。对于低剂量冠状动脉CTA检查在BMI30.0 kg/m2的患者中应用，需今后进一步探讨。本组研究未对心率做具体规定，两组平均心率间无明显差异。

3.2 冠状动脉CTA检查扫描方式、管电压及对比剂浓度对ED的影响 冠状动脉CTA检查分为心电门控下前瞻性扫描及回顾性扫描，前者为目前冠状动脉CTA检查时减少ED最有效的方法[16]。本研究A、B组均采用心电门控下前瞻性扫描，管电压分别为100、80 kV，ED分别为(1.9±0.6)(4.5±0.6)mSv，较管电压为120 kV和回顾性扫描研究的ED低[4，7，11，16]，与管电压为80 kV研究的ED相当[14-15]。

目前临床应用的CT对比剂一般为非离子型低渗透性对比剂，相对于离子型对比剂已经明显减少了对比剂不良反应，大剂量高浓度对比剂可加重肾脏负荷，尤其在有肾病等基础疾病的患者中应用时增加了其过敏反应和对比剂肾病的发生率[17-18]。对此类患者使用碘对比剂应慎重，必须行此检查的患者应选择等渗低浓度的碘对比剂及做好水化等预防工作，以保护肾脏功能。通过降低管电压，减少了康普顿散射效应，使含碘对比剂的CT值提高，从而增加了血管与其周围组织结构的对比，使得减少含碘对比剂用量及降低对比剂浓度成为可能，潘昌杰等[14]、CAO等[15]、吴永娟等[19]报道，低浓度碘对比剂的应用能使ED、碘摄入量、碘使用总量明显降低，本研究B组使用的碘对比剂为低浓度的等渗270 mgI/ml碘克沙醇，其ED明显低于A组。

3.3 降低管电压及对比剂浓度对图像质量的影响 本研究对于图像质量的评价分为图像质量评分和图像质量的客观评价。有研究报道，管电压从120 kV降到100 kV，冠状动脉TCA检查图像能够满足临床诊断的要求，同时ED明显降低[3，10]。有研究报道冠状动脉增强CT值达到250～300 Hu即可满足诊断要求[20]，本研究B组冠状动脉CT值达500 Hu以上，较A组的CT值高，提示降低管电压的同时降低对比剂浓度，能得到更高CT值的对比强化图像。国际心血管CT指导委员会建议，行冠状动脉CTA检查时，对于体质量<85 kg或BMI<30.0 kg/m2的患者应尽可能优先选择100 kV的管电压[21]。本研究患者BMI≤30.0 kg/m2，B组较A组的管电压更低，且两组图像质量评分及图像质量的SNR、CNR间无明显差异。提示低剂量的图像质量能够满足临床诊断要求，因而低管电压结合浓度为270 mgI/ml碘对比剂具有较好的应用前景。

本研究的局限性：(1)本研究的入选样本量偏少，需要在今后研究中进一步扩大样本量；(2)本研究患者BMI≤30.0 kg/m2，对于BMI30.0 kg/m2肥胖患者是否能够用该低剂量方法有待于进一步研究；(3)未对两组碘对比剂具体摄入量以及对肾功能的影响情况进行研究；(4)两组图像的部分诊断结果没有与冠状动脉导管造影进行对照研究。

综上所述，双源CT“双低方案”冠状动脉CTA检查图像质量能够满足临床诊断要求，具有临床应用可行性；建议BMI≤30.0 kg/m2的患者，采用双源CT“双低方案”冠状动脉CTA检查，减少对患者的ED及碘摄入量，以使该检查技术能广泛应用于临床常规检查、体检及各种术前评估等。

作者贡献：章辉庆进行课题的构思与设计，文章的可行性分析，文献、资料的收集、整理，数据分析、撰写论文并对文章负责；邱晓晖参与课题申请及监督管理；刘艺超、夏俊立、刘海燕负责具体病例筛选、患者冠状动脉CT血管成像检查、图像后处理及相关数据采集工作。

本文无利益冲突。

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(本文编辑：赵跃翠)

Feasibility Study of Dual-source Coronary CT Angiography under "Double Low Scheme"

ZHANGHui-qing*,QIUXiao-hui,LIUYi-chao,XIAJun-li,LIUHai-yan

MedicalImagingCenter,People′sHospitalofBozhou,Bozhou236800,China

*Correspondingauthor:ZHANGHui-qing,Associatechiefphysician;E-mail:zhq7611@sohu.com

Objective To evaluate the feasibility of low tube voltage and low concentration of contrast agent(double low) in dual-source coronary CT angiography(CTA).Methods Fifty people suspected with and diagnosed with coronary heart disease and body mass index(BMI) less than 30.0 kg/m2,who underwent coronary CTA examination in People′s Hospital of Bozhou from September 2014 to June 2015,were selected and randomly divided into group A and group B and each group had 25 cases.Group A used 100 kV tube voltage and contrast material Iodixanol of 320 mgI/ml;and group B used 80 kV tube voltage and contrast material Iodixanol of 270 mgI/ml.All the coronary CTA examination was performed with dual-source CT of second-generation Definition Flash of SIEMENS,scanning range was 135 mm,automatic mAs technology,contrast dose was 50 ml and the flow rate was 5.0 ml/s.The quality of the image was scored and objectively evaluated.The CT value and image noise of the ascending aortic root(AO) were measured,the signal to noise ratio(SNR) of the image was calculated,the contrast to noise ratio(CNR) of left main coronary artery(LM),proximal left anterior descending coronary artery(LAD) and proximal left circumflex coronary artery(LCX) and proximal right coronary artery(RCA) was measured and calculated.The effective radiation dose(ED) of the two groups was recorded.Results There was no significant difference in the score of the image quality and the total score of vascular segments between the two groups(P0.05).The CT value of AO,LM,proximal LAD,proximal LCX,and proximal RCA in group B was significantly higher than that in group A(P<0.05).The image noise of group B was bigger than that of group A(P<0.05);there was no significant difference in the SNR of the images and CNR of LM,proximal LAD,proximal LCX,and proximal RCA between two groups(P0.05).ED of group B was significantly lower than that of group A(P<0.05).Conclusion Coronary CTA under conditions of 80 kV and 270 mgI/ml can obviously reduce the effective radiation dose and iodine intake of the patients,at the same time the quality of the image can meet the requirement of clinical diagnosis.For patients with BMI no more than 30.0 kg/m2,the dual-source coronary CTA scanning under "double low scheme " is feasibility and clinically useful.

Angiography；Coronary artery disease；Dual-source；Tomography，X-ray computed；Radiation dosage；Iodine contrast agent；Low concentration

亳州市科技局科技创新立项课题(By201507)

R 816.2

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2017.09.020

2016-11-20；

2017-01-22)

236800安徽省亳州市人民医院影像中心

*通信作者:章辉庆,副主任医师；E-mail：zhq7611@sohu.com