前瞻性门控个性化扫描方案联合IDOSE4技术在降低冠状动脉剂量中的应用

杨世杰 李振山 张岗

【摘要】 目的 评估前瞻性门控个性化扫描方案联合迭代重建算法（IDOSE4）技术冠状动脉成像辐射剂量及图像质量。方法 120例因胸痛就诊， 拟诊断冠心病且同期行256层螺旋CT冠状动脉造影（CCTA）的门诊及住院患者， 随机分为研究组和对照组， 每组60例。研究组应用身高体质量指数指导下的低管电压、低管电流前瞻性门控扫描， 应用Philips IDOSE4技术重建成像；对照组应用常规管电压120 kV、管电流700 mAs后门控扫描， 应用滤波发射投影技术（BFP）重建成像。分别对两组进行辐射剂量、图像质量评估， 并进行统计学分析。结果 对照组的容积CT剂量指数（CTDIVOL）为（45.12±2.48）mGy、

剂量长度乘积（DLP）为（767.04 ±42.16）mGy×cm、有效剂量（ED）为（13.04±0.72）mSv， 研究组的CTDIVOL为（4.26±1.66）mGy、DLP为（72.42±28.22）mGy×cm、ED为（1.23±0.48）mSv， 两组患者的CTDIVOL、DLP和ED比较差异具有统计学意义（t=106.055、106.055、105.717， P<0.01）。研究组ED明显低于对照组， 降低约90.67%， 研究组100 kV、500 mAs扫描方案中ED最低， 辐射剂量约0.75～1.12 mSv。两组图像质量客观指标图像噪声（BN）、信号噪声比（SNR） 和对比度噪声比（CNR）比较差异无统计学意义（P>0.05）。研究组图像BN较对照组有所增加， SNR 和CNR 有所下降， 但其图像质量仍可以满足诊断要求。两组冠状动脉各主支图像质量主观评分比较差异无统计学意义（P>0.05）。两组图像质量均能满足诊断要求。

结论 前瞻门控个性化扫描方案联合IDOSE4技术可大幅度降低辐射剂量， 并不影响图像质量。

【关键词】 前瞻性门控；体质量指数；迭代重建算法；个性化扫描方案

DOI：10.14163/j.cnki.11-5547/r.2018.08.043

冠状动脉粥样硬化性心脏病（coronary artery disease， CAD）是一种最常见的心脏疾病。根据世界卫生组织2011年的报告， 中国冠心病患者死亡人数已位列世界第二位， 且其发病率、死亡率正不断攀升。冠心病以选择性冠状动脉造影为临床诊断的“金标准”。随着多层螺旋CT 技术的临床应用及快速发展， CCTA 在冠心病诊断中越来越发挥着不可获缺的作用。冠状动脉CCTA 成像对于冠状动脉狭窄程度的判断， 对于斑块性质的评价具有较高的敏感性， 对冠心病的临床分级至关重要。

1 资料与方法

1. 1 一般资料 收集本院2015～2017年因胸痛就诊， 拟诊断冠心病且同期行CCTA的120例门诊及住院患者作为研究对象。记录所有患者的性别、年龄、身高、体重、心率， 计算体质量指数（BMI）。将患者随机分为对照组和研究组， 每组60例。

1. 2 方法 设备：Philips Brilliance iCT。研究组应用身高体质量指数指导下的低管电压、低管电流前瞻性门控扫描技术， 分别使用100 kV、500 mAs；100 kV、600 mAs；100 kV、700 mAs， 应用Philips IDOSE4技术重建成像。对照组应用常规管电压120 kV， 管电流700 mAs的后门控扫描技术， 应用滤波发射投影技术重建成像。

1. 3 观察指标及评定标准 由2名有多年工作经验的心胸组主任医师对两组病例重建， 分别进行辐射剂量、图像质量评估。ED=DLP×W（W取胸部DLP转换系数， W=0.017）。客观图像质量评价：图像使用薄层轴位图像， 采用BN、SNR和CNR进行评估。主观图像质量评价：图像使用CPR及VR图像， 采用4分制、半定量对冠状动脉节段进行评分， 1分

图像质量优秀， 无运动伪影；2分图像质量良好， 仅少量运动伪影；3分图像质量中等， 有运动伪影， 但是能够诊断；4分图像质量差， 不能诊断。所有图像使用统一的窗宽、窗位（窗宽300 Hu， 窗位800 Hu）进行评估。结果不一致时采取2人平均值。

1. 4 统计学方法 采用SPSS23.0统计学软件对数据进行处理。计量资料以均数±标准差（ x-±s）表示， 采用t检验。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2. 1 兩组辐射剂量各指标比较 两组患者的CTDIVOL、DLP和ED比较差异具有统计学意义（P<0.01）。见表1。研究组ED明显低于对照组， 降低约90.67%， 研究组100 kV、500 mAs扫描方案中ED最低， 辐射剂量约0.75～1.12 mSv。

2. 2 两组图像质量比较 两组图像质量客观指标BN、SNR 和CNR比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表2。研究组图像BN较对照组有所增加， SNR 和CNR 有所下降， 但其图像质量仍可以满足诊断要求。

2. 3 两组冠状动脉节段图像质量主观评分比较 两组冠状动脉各主支图像质量主观评分比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表3。两组图像质量均能满足诊断要求。

3 讨论

冠状动脉硬化性心脏病作为我国中老年患者的常见病多发病， 起病急、死亡率高， 且发病率呈不断上升趋势。随着螺旋CT技术的发展， 冠状动脉CCTA已成为临床冠心病的主要检查手段， 但是CCTA较高的辐射剂量可以引起 DNA 链及碱基的破坏， 增加癌症发病风险， 所以实行低剂量扫描方案尤为重要。影响辐射剂量的因素很多， 包括前置滤线器、图像采集模式， 管电压、管电流、螺距、扫描时间、扫描范围、重建后方式等[1]。前瞻性心电门控技术， 应用“步进+轴扫”的扫描方式， 仅在心脏舒张期曝光， 可以大幅度降低辐射剂量， 是CCTA检查技术中有效降低辐射剂量的扫描方式[2-4]。管电压决定了射线的能量， 辐射剂量与使用的管电压呈平方关系。管电流和扫描时间决定了X射线的量（光子的数量）， 辐射剂量与管电流、扫描时间呈正比。扫描范围决定着人体长轴的受照射范围， 辐射剂量与扫描范围成正比。

根据身高体质量指数对进行CCTA检查的患者分组， 在身高体质量指数的指导下综合应用前瞻性心电门控技术、低管电压低管电流技术， 能有效降低辐射剂量。迭代重建是以原始数据为基础， 在估计的物体图像上计算出一个综合投影， 经过反复的迭代运算和误差的校正， 使综合投影与实际投影越来越接近， 最终得到的重建图像。Philips Brilliance iCT独有Philips IDOSE4高级迭代技术， Philips IDOSE4技术能够明显改善图像质量， 降低噪声， 提高信噪比、对比度噪声比， 使噪声得到较均匀控制。冠状动脉血管管壁钙化斑块的硬化伪影一直是冠状动脉血管狭窄程度判断的难题[5， 6]。由于硬化伪影的影响， 血管壁的边界难以显示清楚， 往往让医务工作者过高评估了狭窄程度。Philips IDOSE4高级迭代技术能够有效减轻钙化斑块的硬化偽影， 清楚显示钙化斑块的边界， 有利于显示钙化斑块及非钙化斑块的范围， 有利于提高CCTA评价血管狭窄程度的准确性。前瞻性门控个性化扫描方案联合IDOSE4技术在保证图像质量的前提下， 很好的解决了空间分辨率与辐射剂量之间的关系， 进而实现了个体化低剂量扫描， 使冠脉CCTA检查真正成为常规检查。

参考文献

[1] 尤志军， 石明国， 李剑， 等.在CT成像中优化扫描参数对减少辐射剂量的作用.医疗卫生装备， 2010， 31（4）：380-381.

[2] 马延贺， 于铁链， 李东， 等. 64层螺旋CT冠状动脉成像中前瞻性心电门控技术的应用价值. 中国医学影像技术， 2010， 26（3）：492-495.

[3] 李锡雪， 李东， 于铁链， 等. 心率及心率变异对前瞻性心电门控64层螺旋CT冠状动脉成像图像质量的影响. 中国医学影像技术， 2011， 27（8）：1572-1576.

[4] 吕滨， 韩磊， 鲁锦国， 等. 双源CT冠状动脉扫描心电门控模式和管电压对辐射剂量与图像质量的影响. 实用放射学杂志， 2010， 26（9）：1350-1355.

[5] 刘斌， 张极峰， 赵雁鸣， 等. 前门控在256层螺旋CT冠脉成像中应用的探讨. 医学影像学杂志， 2014， 24（1）：51-55.

[6] 陈华燕， 林焕斌， 陈起强， 等. 128层螺旋CT冠状动脉CTA图像质量的影响因素. 中国医药指南， 2013（6）：437-438.

[收稿日期：2018-01-11]