不同心率对320排CT冠状动脉成像质量和辐射剂量的影响

随着多排螺旋CT扫描技术的提高，冠状动脉CT血管造影(CTA)已可极大程度替代选择性冠状动脉造影(DSA)的诊断作用[1-2]，在临床广泛使用。在保证CTA成像质量的同时，如何降低辐射剂量(ED)已成为当前研究的热点[3]。本研究观察不同心率对CTA图像质量及辐射剂量的影响。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选择2017年7月至9月我院门诊住院收治的静息心率≥70次/min，且行冠状动脉CTA检查的161例患者，其中男性84例，女性77例；年龄25～91岁，平均(61.4±12.0)岁。排除标准：甲状腺功能亢、碘过敏史、肾功能不全，口服酒石酸美托洛尔禁忌者。患者检查前12 h内禁饮含咖啡因类的饮品，检查前4 h禁食。检查前口服25 mg酒石酸美托洛尔，30 min后测心率，如心率<65次/min则直接行冠状动脉CTA检查；心率无明显下降者再次口服25 mg酒石酸美托洛尔，30 min后行冠状动脉CTA检查，最多等待时间不超过1.5 h。每例患者口服酒石酸美托洛尔总剂量不超过50 mg。根据扫描时心率将患者分为3组，A组心率<65次/min(n=71)，B组心率65～75次/min(n=54)，C组心率>75次/min(n=36)。

1.2 方法

采用Toshiba Aquilion ONE VISION CT机，患者舌下含服硝酸甘油后，取仰卧位，扫描范围为气管分叉下方至膈肌下10 mm左右。扫描参数：管电压120 kV，采用智能管电流100～600 mA，机架每旋转1圈需要0.275～0.300 s。经肘正中静脉团注对比剂，采用双筒高压注射器以4～5.5 mL/s注入40～65 mL非离子型对比剂碘比乐(370 mgI/mL)，后续注入25～30 mL生理盐水。采用阈值自动触发方式，所有患者均采用前瞻性心电门控。A组采集时相为70%～80%R-R间期，采集1个心动周期,机架每旋转1圈需要0.275 s；B组采集时相为30%～80%R-R间期，采集1个心动周期，机架每旋转1圈需要0.275 s；C组采集时相为30%～80%R-R间期，采集2～3个心动周期，机架每旋转1圈需要0.3 s[4]。以10 ms R-R间期为间隔单位重建多时相容积数据包，重建层厚0.5 mm，间隔0.3 mm，选取清晰显示冠状动脉节段的横断面图像，将该时相数据传输至Vitrea FX后处理工作站，应用血管分析软件重组得到冠状动脉的容积再现(VR)、多平面重组(MPR)及曲面重组(CPR)图像。

1.3 图像质量分析

由2名放射科医师采用双盲法分析各组图像冠状动脉节段的显示数目、细小分支显示率、血管边缘锐利度、管腔内对比剂密度，并进行图像质量评分。 4分：冠状动脉显示13节段以上，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3项不符。≥3分的图像为满足诊断要求的图像[5]。记录各组分值，评分不一致时协商达成一致。

记录根据扫描时自动计算得到的容积CT剂量指数(CTDI vol)和剂量长度乘积(DLP)，ED= DLP×k，k=0.017 mSv/(mGy·cm) 。

1.4 统计学分析

采用SPSS 20.0软件，A、B、C组图像质量评分比较采用Kruskal-Wallis H秩和检验，A、B、C组ED比较采用单因素方差分析，并对心率与ED采用相关性检验，绘制散点图，以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组图像质量评分比较

161例图像质量评分均为3～4分，A、B、C组图像质量评分均值分别为3.87±0.36、3.65±0.48、3.44±0.50，A组图像质量评分高于B、C组，差异有统计学意义，P<0.05。扫描时心率低者图像质量较高，但3组扫描图像均可满足诊断要求。

2.2 各组ED比较

A、B、C组ED分别为(2.00±1.97)mSv、(4.41±2.87)mSv、(7.00±4.16)mSv，A组最低，C组最高，各组差异有统计学意义(t=-6.103，-7.589，-2.764，P<0.05)。心率与ED呈正相关(r=0.587，P<0.05)。

3 讨论

320排Aquilion ONE VISION CT机具有超宽探测器，即320排宽度为0.5 mm的探测器，单圈扫描即可覆盖16 cm范围，在行冠状动脉CTA检查时无需移动检查床，采用轴位扫描，球管旋转1圈即可覆盖全心，此扫描模式为缩短扫描时间、降低ED奠定了基础[6]。此外，既往冠状动脉CTA检查的扫描方式多为螺旋扫描，对于高心率患者常出现扫描多扇区分离，且不同心动周期冠状动脉处于不同相位空间，使图像产生错层伪影。320排Aquilion ONE VISION CT机将传统的螺旋扫描方式改为轴位扫描，显著提高扫描速度，避免了图像错层问题，提高了冠状动脉CTA的诊断效能。心率<75次/min采用单次心动R-R间期或心率>75次/min采用多次心动R-R间期曝光，结合多扇区重建方式可以有效提高时间分辨率。多扇区重建方式在提高时间分辨率的同时，可能降低图像敏感度[7]。本研究还提示心率与ED中度相关(r=0.587)，在行冠状动脉CTA检查时，降低心率还可有效降低ED。

本研究中，A组患者在扫描时心率<65次/min，冠状动脉在舒张晚期出现低速平台期，采用前瞻性门控触发，球管旋转1周在70%～80%R-R间期曝光，曝光时间与单个心动周期中心脏的相对静止时相吻合，单次心动周期即可获得高质量图像，平均评分为3.87±0.36，相对较短的曝光时间也使得ED较低，为(2.00±1.97)mSv。随着心率的增加，收缩期与舒张期时间均缩短，冠状动脉运动的相对静止时相也缩短，B组增宽曝光相位宽度，采用30%～80%R-R间期曝光，可保证在曝光时间内获取最佳的冠状动脉相对静止时图像。但当心率继续增加，冠状动脉运动的相对静止时相缩短，且趋向于收缩期，若继续采用单个心动周期，其成像时间占单个心动周期的比例将相应增加，心脏搏动伪影的增加将导致图像质量下降。为解决这一问题，可利用多个心动周期数据结合多扇区重建法来增加图像的时间分辨率[8]。C组采用了2～3个心动周期时相扫描，30%～80%R-R间期曝光，以保证检查成功率，但B、C组的ED显著增加。

酒石酸美托洛尔为β受体阻滞剂，是常用的降心率药物，并可拮抗检查前舌下含服硝酸甘油扩血管引发的心率反射性增加[9]。由于部分患者有酒石酸美托洛尔服药史，有一定的耐药性，再加上患者对药物的敏感程度不同，口服25 mg酒石酸美托洛尔后如不能有效降低心率，需增加药物用量，但剂量过大可能增加受检者的风险，因此最大剂量为50 mg。在本研究中，给予酒石酸美托洛尔后，不同患者心率下降幅度差异较大，需个体化处理。理想的方案是通过合理使用药物将所有患者的心率安全有效地降低到65次/min以下，低剂量冠状动脉CTA覆盖更多的受检人群[10]。