心血管成像低剂量射线技术应用进展
2018-01-17,
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低剂量射线技术是一种通过CT或血管造影机的低剂量造影程序降低射线剂量,以减少射线危害的技术。低剂量射线技术可在保证血管成像质量的前提下,尽可能减少病人、放射科医师及心血管介入医师受到的辐射损伤。
1 心血管成像低剂量射线技术的必要性
1.1 射线的危害 人体接受过量的X射线可以引起人体组织细胞发生一些不可逆的辐射损害,如染色体变异或畸形变,受辐射的个体或后代均有染色体受到变异的可能[1]。应合理使用X线检查,尽可能控制辐射剂量[2]。
1.2 病人的放射性医源性损伤 由于高能电离辐射引起组织损伤,临床特点为进行性、迟发性及不可逆性等[3]。
1.3 相关医务人员的放射性职业性损伤 心血管介入工作对介入诊疗操作人员及放射科辅助人员的健康均有影响,其中介入诊疗操作人员所接受的射线剂量更多[4]。介入术者最强受辐射部位多位于眼睛、左手及左足表面[5]。介入相关工作人员与非介入相关工作人员相比,内科症状、晶状体浑浊阳性率及染色体畸变率等有增高趋势[6]。放射相关工作人员的血红蛋白含量及白细胞计数,随着工龄的增长,会显著低于非放射工作的人员,影响身体健康[7]。
2 降低心血管CT辐射剂量的方法及可行性
2.1 应用单纯软件技术方法
2.1.1 迭代重建技术 范依莎等[8]以迭代重建算法为基础,使病人辐射剂量减少一半的同时也能保证图像质量、诊断疾病,满足临床需求。尹兰英[9]应用低剂量扫描参数与低浓度对比剂联合迭代重建技术行冠状动脉CTA成像,能保证冠状动脉CTA成像质量。
2.1.2 前瞻性心电门控技术 纪晓鹏等[10]采用双源CT的前瞻性心电门控法进行研究对比,实验证明用其方法不仅能降低有效剂量,而且能保证图像质量。
2.1.3 迭代重建技术与前瞻性心电门控相结合技术 许美玲等[11]利用心电门控低千伏扫描模式联合迭代重建算法,在满足冠状动脉CTA诊断需求的同时,能大幅降低辐射剂量。蒋骏等[12]在研究先天性心脏病低剂量检查中发现应用迭代重建算法与前瞻性心电触发轴扫模式,能大大降低辐射剂量,同时图像质量也有所提高。
2.2 应用单纯硬件技术方法
2.2.1 低管电压技术 肖战丽等[13]采用低管电压、低对比剂的方法,既能维持较好的成像质量,又能降低辐射剂量及对比剂剂量。杨丽等[14]通过控制病人心率<65次/min,采用螺旋flash扫描模式降低管电压,在提高图像质量的同时大大降低了受检者的辐射剂量。
2.2.2 低管电流技术 朱功升等[15]通过测量患儿的胸围不同调整管电流大小进行CT对比检查,既降低患儿的辐射剂量,也满足了临床诊断要求。雷勇等[16]研究体重指数(BMI)与自动管电流调节技术,对冠状动脉进行扫描得出合理应用BMI能控制管电流大小,从而更有效减少受检者的辐射剂量,图像质量也没有降低。薛水培等[17]经研究得出同样结论。
2.2.3 低管电压与低管电流相结合技术 惠中义等[18]通过CT机设备设置一些序列和参数进行低管电压、低管电流、高效率球管、宽大的准直器、增大螺距进行同部位扫描对比检查,得出只有降低管电压、管电流才能更有效地降低辐射剂量,图像质量也不受影响。
2.2.4 心脏钙化积分技术 付维东等[19]利用钙化积分扫描缩短增强扫描范围,以降低后门控冠状动脉CTA检查辐射量的临床应用价值,此扫描方法在保证增强范围的情况下,大大降低了病人检查过程中的辐射剂量。
2.2.5 CT后排探测器技术 郭道德等[20]通过冠状动脉CTA检查分别采用CT机型为普通64排CT组、后64排CT组两组,以前瞻性心电门控序列扫描组、回顾性心电门控螺旋扫描组和单心动周期大螺距扫描组3组得出CT设备中探测器层数增多,可有效减少受检者的辐射剂量。
2.3 应用软件、硬件相结合技术方法 苟文静等[21]采用低管电压、低对比剂和迭代重建算法的联合使用,可明显降低辐射剂量及对比剂剂量,同时图像质量保持不变甚至提高。康书朝等[22]通过iCT低管电压、迭代重建(iDose4)对高体重指数(25 kg/m2≤BMI<30 kg/m2)病人行冠状动脉CTA检查,发现此方法产生的影像结果符合临床需求,受到临床认可。
3 降低心血管造影辐射剂量的方法及其可行性
朱纯生等[23]通过使用GE Innova 3100平板DSA系统的低剂量模式,与常规采集模式进行对比,研究显示低剂量技术在冠状动脉造影中应用可显著降低辐射剂量,同时能保证图像质量不受明显影响。陆洪江[24]通过将低剂量模式与常规采集模式对比,低剂量技术在保证图像质量的前提下可显著减少辐射剂量。刘焕玲等[25]利用Siemens Artis Zee Ceiling血管机的最新版低剂量技术(CARE技术),与普通造影组对比,发现在常见血管造影尤其是冠状动脉造影中,能在不降低图像质量的基础上显著降低辐射剂量。刘晓晗等[26]在儿童心血管介入诊疗中将使用低剂量技术产生的射线剂量与普通介入诊疗剂量对比,发现低剂量技术能有效减少儿童所受辐射剂量。
4 低剂量射线技术的未来方向
随着设备硬件性能的提升和软件算法的优化,低剂量射线技术会得到进一步提升。在确保成像质量、保证诊疗需求的前提下,进一步减少辐射相关并发症,进一步减轻对放射相关工作人员的损伤。如搭配低对比剂技术、机器人辅助技术等,心血管成像所产生的风险会进一步降低。