能谱CT的SSA技术在前瞻性心电门控冠状动脉成像中的应用

黄瑞良，郝 菲，马 靖

(山西省心血管病医院CT室，山西 太原 030024)

能谱CT的SSA技术在前瞻性心电门控冠状动脉成像中的应用

黄瑞良，郝 菲*，马 靖

(山西省心血管病医院CT室，山西 太原 030024)

目的 探讨能谱CT snapshot assist(SSA)技术在前瞻性心电门控冠状动脉成像中降低患者辐射剂量中的应用价值。方法 收集行前瞻性心电门控冠状动脉成像的患者59例，分为SSA组及常规组，SSA组采用SSA技术扫描。比较SSA组与常规组图像质量和剂量长度乘积(DLP)、有效辐射剂量(ED)的差异。结果 2组图像质量评分差异无统计学意义(χ2=2.362，P=0.307)，2组冠状动脉CTA左主干起始处的主动脉根部平均CT值差异无统计学意义(Z=-0.061，P=0.951)；噪声、CNR、SNR差异均有统计学意义(P均<0.05)。SSA组DLP为(135.44±37.41)mGy·cm，ED为(1.89±0.52)mSv，常规组DLP为(275.57±36.59)mGy·cm，ED为(3.85±0.51)mSv，2组差异均有统计学意义(t=14.504，P均<0.001)，SSA组较常规组有效辐射剂量降低约50.85%。结论 能谱CT的SSA技术在前瞻性心电门控扫描冠状动脉成像中可以降低患者的有效辐射剂量，具有较高的临床应用价值。

心脏；体层摄影术，X线计算机；图像处理，计算机辅助；辐射剂量

近年来，冠心病的发病率逐渐增高，冠状动脉CTA作为一种无创性检查方法日益受到重视，但其辐射剂量的安全性也倍受关注，在保证图像质量的前提下，如何降低患者辐射剂量已成为当今研究的热点[1-2]。目前，降低辐射剂量的主要技术有降低管电压、自动管电流等，能谱CT的宝石探测器结合自适应迭代统计算法(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)也可降低辐射剂量[3-6]。本研究采用GE宝石能谱CT配备的snapshot assist(SSA)技术，探讨SSA技术降低冠状动脉CTA辐射剂量的价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 收集2016年3月—6月于我院行前瞻性心电门控冠状动脉CTA检查的患者59例。采用SSA技术(SSA组)27例，男11例，女16例，年龄37～78岁，平均(54.19±10.72)岁，体质量指数(body mass index， BMI)19.33～29.41 kg/m2，平均 (24.18±2.97)kg/m2；常规组32例，男20例，女12例，年龄40～76岁，平均(57.50±9.92)岁，BMI为20.70～28.01 kg/m2，平均(24.41±1.86)kg/m2。

排除标准：①严重肾功能不全(肌酐清除率<120 μmol/L)；②碘对比剂过敏；③冠状动脉旁路移植术后；④严重心律不齐、过敏性哮喘、甲状腺功能亢进等。

1.2仪器与方法 在无酒石酸美托洛尔禁忌证情况下，扫描前心率>65次/分的患者给予舌下含服酒石酸美托洛尔，将心率降至65次/分以下。

受检者取仰卧位，扫描范围为气管隆突下1 cm至膈下2 cm。使用前瞻性心电门控扫描，增强扫描采用对比剂跟踪触发技术，将ROI设于主肺动脉窗层面的升主动脉，触发阈值为150 HU，达阈值后延迟7 s开始扫描。采用双筒高压注射器，经肘静脉注射非离子型对比剂碘帕醇(370 mgI/ml)，剂量0.8 ml/kg体质量，再跟注1/2剂量的生理盐水，注射速率5.0 ml/s。

机架扫描范围13.9 cm，转速0.35秒/转，层厚0.625 mm，重建算法HD STAND，显示野13.5 cm，矩阵512×512。SSA组采用SSA技术，根据受试者BMI(BMI<20 kg/m2、20 kg/m2≤BMI≤25 kg/m2、BMI>25 kg/m2)自动调节管电压为80、100、120 kVp，管电流400～580 mA；常规组采用自动管电压，自动管电流，管电压100～120 kVp，管电流500～580 mA。2组图像均采用30% ASIR重建，重建层厚0.625 mm，间隔0.625 mm，将原始数据传入AW 4.6工作站，行VR、MIP、CPR后处理及冠状动脉血管探针分析。

1.3图像评价

1.3.1 主观评价 由2名经验丰富的高年资心脏放射专业医师对图像质量采用盲法进行评价，如意见有分歧经协商达成一致。于图像质量最佳时相对受检者的左主干、左前降支、左回旋支及右冠状动脉的血管进行综合评估，包括：血管与周围组织的对比情况，管腔边缘的清晰锐利程度，管腔的连续性，有无错层及运动伪影，斑块的显示情况。评分标准参照美国心脏学会制定的冠状动脉15段分段法，对管腔直径<1.5 mm的节段不予评价。3分：图像质量优，噪声小，管壁连续，无错层及运动伪影，斑块显示清晰；2分：图像质量良，噪声略大但可接受，管壁连续，有轻微错层或运动伪影，斑块可显示；1分：图像质量差，噪声较大，管壁不连续，有明显错层或运动伪影，斑块显示不清，图像不能用于诊断。评分≥2分为图像质量满足诊断要求。

1.3.2 客观评价 于左主干起始处的主动脉根部设定直径为10 mm的圆形ROI，测定其CT值及标准差(SD)，并以其标准差作为图像噪声。同时测定同层面左主干周围心包内脂肪的CT值作为背景，计算SNR和CNR。计算公式：SNR=主动脉根部CT值/噪声；CNR=(主动脉根部CT值-心包脂肪CT值)/噪声。

1.4辐射剂量 采用CT剂量长度乘积(dose length product, DLP)及有效辐射剂量(effective dose, ED)评价患者的辐射剂量。扫描结束后，记录DLP，计算ED，ED=DLP×k，k为成人心血管CT扫描的权重指数，k=0.014 mSv/(mGy·cm)。

2 结果

2组间患者的性别(χ2=2.781，P=0.095)、年龄(t=1.224，P=0.223)、BMI(t=0.345，P=0.721)差异均无统计学意义。

2.1主观评分 共显示冠状动脉节段885个(SSA组405个，常规组480个)，其中有66个节段图像质量评分≤1分，不能用于诊断；余819个节段图像质量评分≥2分，可满足诊断要求(图1、2)。2组图像质量评分差异无统计学意义(χ2=2.362，P=0.307；表1)。

表1 SSA组与常规组图像质量主观评分比较[个(%)]

表2 SSA组与常规组图像客观评价比较[M(Q)]

2.2客观评价 2组冠状动脉CTA左主干起始处的主动脉根部平均CT值均>350 HU，差异无统计学意义(Z=-0.061，P=0.951；表2)；噪声、CNR、SNR差异均有统计学意义(P均<0.05，表2)。

2.3辐射剂量 SSA组DLP为(135.44±37.41)mGy·cm，常规组为(275.57±36.59)mGy·cm，差异有统计学意义(t=14.504，P<0.001)；SSA组ED为(1.89±0.52)mSv，常规组为(3.85±0.51)mSv，差异有统计学意义(t=14.504，P<0.001)。SSA组较常规组ED降低约50.85%。

图1 患者男，37岁，BMI 21.97 kg/m2，心率63次/分，常规组 共评价血管15节段，3分14节段，2分1节段，VR图(A)及TREE图(B)示左前降支及回旋支显影良好，CPR图(C)示左前降支中段轻微错层，中段管壁可见非钙化斑块，管腔轻度狭窄 图2 患者男，62岁，BMI 24.80 kg/m2，心率65次/分，SSA组 共评价血管15节段，均为3分，VR图(A)及TREE图(B)示左前降支、回旋支及右冠状动脉显影良好，CPR图(C)示左前降支管壁光整，无狭窄及斑块形成

3 讨论

冠心病的发病率和死亡率呈逐年上升趋势，其早期诊断和治疗已成为亟待解决的问题。目前冠状动脉造影术(coronary arteriography, CAG)被公认为诊断冠状动脉疾病的“金标准”，但因其有创不易被患者接受[7]。近年来冠状动脉CTA及图像后处理技术的不断改进和更新，为冠状动脉疾病的诊断提供了新的选择。冠状动脉CTA是一种无创性的检查方法，在显示冠状动脉腔内病变的同时，还可显示血管壁及周边心肌的情况，但患者所接受的辐射剂量及其远期影响不容忽视[8-9]。因此，在保证诊断图像质量的前提下，降低辐射剂量，合理采用低剂量原则是目前放射科必须要考虑的问题[10]。

本研究显示SSA组主动脉根部的CT值略低于常规组，但两组差异无统计学意义(Z=-0.061，P=0.951)。SSA组的噪声较常规组略高，但该组的CNR及SNR均有提高(P均<0.05)，血管周围组织噪声对图像质量影响较小，不影响医师诊断。

临床常用的降低辐射剂量的方法有管电流调制、步进式扫描模式、低管电压、滤过成像、迭代重建算法等。目前，前瞻性心电门控采集技术和大螺距扫描被临床广泛采用。本研究所采用的SSA技术，按患者BMI的不同，分别设定不同的管电压(80、100、120 kVp)，并结合前瞻性心电门控及患者的心率，从而自动采用合适的管电压及管电流，推荐使用最恰当的扫描方式。

本研究结果显示，在患者性别、年龄、BMI差异无统计学意义的前提下，SSA组与常规组ED的差异有统计学意义，SSA组的ED较常规组降低约50.85%。SSA组最低DLP为55.65 mGy·cm，此外还有2例DLP低于100 mGy·cm，分别为74.46 mGy·cm、96.32 mGy·cm；而常规组最低DLP为255.19 mGy·cm。ED与管电压的平方成正比，所以降低管电压可更有效地降低辐射剂量[11]。本研究常规组采用100 kVp扫描的患者仅1例，采用120 kVp者的31例；而SSA组通过SSA技术采用100 kVp扫描的患者20例，1例采用80 kVp，7例采用120 kVp扫描。提示SSA技术可自动选择最适合的扫描条件，从而更有效地降低辐射剂量。

本研究的不足：样本量较小，且低BMI样本含量较少，无高BMI(BMI>31 kg/m2)患者，存在选择偏倚，今后需扩大样本量，使研究更具有临床意义。

综上所述，能谱CT的SSA技术为患者自动提供合适的管电压、管电流及扫描方案，在保证图像质量的同时均能达到诊断要求，并可以有效降低患者辐射剂量。

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Application of snapshot assist spectral CT in prospective ECG gating coranary artery imaging

HUANGRuiliang,HAOFei*,MAJing

(CTDivision,ShanxiCardiovascularHospital,Taiyuan030024,China)

Objective To investigate the clinical value of snapshot assist (SSA) of the gemstone CT in prospective ECG-gated coronary artery angiography in reducing radiation dose. Methods A total of 59 patients with prospective ECG-gated coronary angiography were enrolled, who were divided into SSA group and routine group. The SSA group was scanned with SSA technique. The difference were compared between SSA group and conventional group in image quality, dose length product (DLP) and effective dose (ED). Results There was no significant difference of image quality scores between the two groups (χ2=2.362,P=0.307). There was also no significant difference in the mean CT value of the aorta root between the two groups (Z=-0.061,P=0.951). While the differences of noise, CNR and SNR were statistically significant (allP<0.05). The DLP and ED of SSA group were (135.44±37.41)mGy·cm and (1.89±0.52)mSv. And the DLP and ED of routine group were (275.57±36.59)mGy·cm and (3.85±0.51)mSv. There were significant differences between the two groups (t=14.504,P<0.01). The ED reduced about 50.85% in SSA group compared with that in routine group. Conclusion The SSA technology can reduce the effective radiation dose of patients in prospective ECG gated coronary angiography, and has a high clinical value.

Heart; Tomography, X-ray computed; Image processing, computer assisted; Radiation dosage

黄瑞良(1983—)，男(满族)，山西太原人，硕士，主治医师。研究方向：CT诊断。E-mail: hhhrl678@163.com

郝菲，山西省心血管病医院CT室，030024。E-mail: manmanhao-@163.com

2016-09-16

2017-02-14

10.13929/j.1003-3289.201609066

R543.31; R814.42

A

1003-3289(2017)05-0764-04