多层螺旋CT冠状动脉成像低辐射剂量的技术研究

赵吉祥 赵莉

徐州市中心医院影像科，江苏徐州 221009

选择性冠脉造影是诊断冠心病的金标准[1]，但其属于创伤性检查，术后血管损伤、血管栓塞、心律失常等并发症发生风险较高，因此，国内外临床工作者一直致力于寻求一种安全、可靠、无创的冠脉影像学检查方法[2]。CTA以其良好的空间分辨率、无创性和斑块定量、定性分析优势应用日益增多，但根据统计，单次CT扫描患者所受辐射剂量高达10～15 mSv，与之相比，X线胸片拍摄时辐射剂量仅为0.02～0.04 mSv[3]。辐射剂量与癌症发病率存在的线性关系也已得到明确证实[4]。因此，低剂量扫描一直是临床关注的问题。此次研究针对管电流的优化。

1 资料与方法

1.1 一般资料

2016年1月至2017年12月完成对照研究。研究对象为180例疑似冠心病患者，体质量指数（BMI）处于正常范围内（18.5～24.9 kg/m2），肾功能正常且无碘过敏史。在征得患者知情同意后，使用随机数字表法将其分别纳入A组、B组、C组及对照组，各45例，四组患者年龄、性别、BMI等一般临床资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 检查方法

扫描前控制心率，练习屏气，在心率稳定后开始扫描[5]。使用GE 64层螺旋CT。先行胸部屏气正、侧位定位像扫描，范围自胸廓入口至心脏膈面下2～3 cm；而后行冠脉钙化积分常规扫描，范围自气管分叉下方10～15 mm至心脏膈面；最后行增强扫描，重建层厚0.625 mm，准直器宽度0.625 mm×4层，范围与冠脉钙化积分常规扫描相同。经肘前静脉注射对比剂（碘海醇370 mgI/mL）20 mL及生理盐水20 mL，速率5.0 mL/s，同时对相同层面行电影扫描，记录时间密度曲线并根据峰值时间确定增强扫描延迟时间[6]。扫描参数：机架转速0.35 s/r，准直器宽度0.625 mm×64层，管电压120 kV，重建层厚0.625 mm，视野250 mm×250 mm，矩阵512×512，冠脉成像扫描采用心电门控管电流调制技术，对照组最大管电流输出设定为700 mA，低管电流输出350 mA，最大管电流调制期相为75% R-R间期[7]。A组、B组、C组最大管电流输出分别设定为630 mA、560 mA、490 mA，其他扫描参数与对照组一致。扫描完毕后记录X线照射剂量，包括单次容积CT剂量指数（CTDI）及有效剂量（ED），ED=剂量长度乘积（DLP）×k，其中k=0.014 mSv ·mGy-1·cm-1。

1.3 分析方法

将扫描图像传输至后处理工作站，使用容积再现、曲面重组、最大密度投影、多平面重组等技术显示冠脉各血管分支、分段及其病变，由2名高年资影像科医师在双盲条件下主观评价图像质量[8]，4分：冠脉显示≥13节段，3级以上分支可显示，血管边缘光滑锐利，管腔内对比剂显示清晰；3分：4项中1项不符；2分：4项中2项不符；1分：4项中仅符合1项；图像质量评分≥3分视为图像质量良好且满足诊断要求。客观图像质量评估指标为信号噪声比（SNR）及对比度噪声比（CNR），计算方法参照相关文献[9]。对比四组患者主观图像质量评分、客观图像质量评分及辐射剂量，分析不同最大管电流方案对图像质量及辐射剂量的影响。数据输入SPSS 22.0进行分析，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量比较

对照组、A组、B组主观图像质量评分、良好率、SNR、CNR比较，差异无统计学意义（P＞0.05），C组主观图像质量评分及图像质量良好率、SNR、CNR均低于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 四组患者主客观图像质量评分比较（分，）

表1 四组患者主客观图像质量评分比较（分，）

注：与对照组比较，*P＜0.05

组别 例数 主观图像质量评分图像质量良好率（n/%） SNR CNR对照组 45 3.81±0.44 45（100.00） 15.48±2.71 13.47±2.18 A组 45 3.75±0.48 45（100.00） 15.06±3.15 13.06±2.24 B组 45 3.52±0.39 45（100.00） 15.19±2.86 13.09±2.17 C 组 45 2.47±0.66* 26（57.78）* 13.40±3.11*11.22±1.95*

2.2 辐射剂量比较

A组、B组、C组CTDI、ED均低于对照组，B组、C组CTDI、ED均低于A组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 四组患者辐射剂量比较（）

表2 四组患者辐射剂量比较（）

注：与对照组比较，*P＜0.05；与A组比较，#P＜0.05

组别 例数 CTDI（mGy） ED（mSv）对照组 45 76.95±6.88 18.26±4.81 A 组 45 68.32±5.17* 16.52±1.24*B 组 45 64.71±5.59*# 14.37±1.65*#C 组 45 59.60±3.28*# 14.06±1.89*#

3 讨论

多层螺旋CT冠脉成像的图像质量很大程度上取决于影像的空间和时间分辨率，由于薄层、小螺距、大范围扫描策略方为确保图像质量满足诊断要求的关键，受检者辐射剂量明显高于其他部位检查，因此，如何平衡图像质量与辐射剂量的矛盾一直是困扰临床工作者的重点问题[10]。

临床尝试采用多种方式降低X线辐射剂量，有研究表明，辐射剂量与管电压的平方呈正比，故适当降低管电压能够使辐射剂量大幅下降，但管电压降低所致射线穿透能力不足可对图像质量造成严重影响，目前该方法仅适用于低BMI患者[11]。亦有学者指出，控制扫描范围对于降低辐射剂量有积极作用，但在实际工作中，扫描范围过小可能导致病变图像遗漏，且该方法受操作者主观影响较大，推广性受限[12]。

心电门控技术主要利用心电信号，选择心脏运动最慢时进行扫描，同时，收缩末期或舒张期采用常规管电流扫描，而收缩初期则将管电流降低，能够在抑制心脏运动伪影的前提下降低辐射剂量，大大减少X线对人体的潜在损伤[13]。已有报道指出，心电门控技术可将患者多层螺旋CT冠脉成像扫描期间所受辐射剂量减少20%以上[14]。管电流易于调整，但图像噪声会随着管电流的降低而增加，进而造成图像综合质量下降、检查结果准确性受限；增加管电流可显著减少图像噪声，但一方面会增加球管损耗，另一方面也伴随着辐射剂量的大幅上升[15-16]。此次研究就常规最大管电流（700 mA）及其90%、80%、70%对图像质量的影响进行了对比，发现最大管电流最小值可设定为560 mA，此时主观图像质量良好率亦为100%，能够满足诊断要求，若进一步将最大管电流降至490 mA，图像SNR、CNR大幅下降，已对图像质量造成了明显影响，亦难以满足病变诊断需求。随着最大管电流的下降，受检者所受辐射剂量逐渐降低，与过往报道具有一致性[17]。需要注意的是，目前心电门控技术包括两种方案，一是前瞻性心电触发扫描技术，二是回顾性心电门控重建技术，前者对受检者屏气时间要求较高，且所获数据为非连续性，不利于图像后处理；后者易因心电信号丢失造成检查失败[18]。因此，进一步优化并选择合适的心电门控技术，是日后临床研究中所需关注的重点方向。

综上所述，多层螺旋CT冠状动脉成像扫描中，采用心电门控技术并将最大管电流设定为560 mA能够在确保图像质量的同时降低辐射剂量，从而优化检查安全性、满足临床诊断需求，值得推广应用。