低管电压低对比剂剂量联合ASiR-V 重建技术在CT 冠状动脉血管成像中的可行性研究

宋 晶

（济宁市第三人民医院医学影像科 山东 济宁 272100）

CT 冠状动脉血管成像（coronary computer tomography angiography，CCTA）是目前临床无创冠状动脉检查的主要手段。然而，大量冠心病患者需要进行长期随访多次CCTA 检查，导致CCTA 扫描辐射总剂量过大，同时每次检查均需使用对比剂进行，由此造成患者面临对比剂肾病（con-trastinducednephropathy，CIN）与诱发癌变的风险[1-2]。相关研究表明[3]CT 检查的电离辐射可增加约2% 的癌症发生率。因此降低患者检查所受的碘摄入量与辐射剂量具有重要临床意义。自适应迭代重建技术ASiR-V 是一种新型的混合技术，能有效地识别数据空间上的噪声，选择性提取所需信息进行重建[4]，因此ASiR-V 重建技术具有提升图像质量的效果，可应用于降低辐射剂量与CIN 发生风险的低剂量研究中，从而达到常规剂量图像的效果。本研究拟研究低管电压低对比剂剂量联合ASiR-V 重建技术在CCTA 中的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本研究为回顾性研究，收集2021年3月—2022年8月在济宁市第三人民医院申请接受CCTA 检查的75 例患者。入组标准：①患者检查前心率皆小于100 次/分钟。②所有患者皆无严重心律失常、无碘过敏史。排除标准：患者因非心率原因造成的检查失败，如不能闭气，产生运动伪影等。所有患者签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 分组方法 对CCTA 检查患者资料查阅后进行分组。具体分组情况：A 组（n=40）采用80 kV 管电压，40 mL（350 mgI/mL）对比剂用量进行血管成像，B 组（n=35）采用120 kV 管电压，60 mL（350 mgI/mL）对比剂用量进行血管成像，A 组采用ASiR-V 重建技术（迭代百分比使用自适应），B 组采用滤波反投影法重建技术。

1.2.2 设备 使用美国通用电气256 排螺旋CT（GE Revoulution 256CT），螺距0.4，扫描层厚0.5 mm 层间距0.5 mm，矩阵：1024×1024，噪声指数NI 为10，使用回顾性心电门控。使用直通静脉留置针（20 G）建立静脉通道，注射药物为碘佛醇（350 mg/mL）（100 mL注射液/ 江苏恒瑞医药股份有限公司/ 国药准字H20143027），并注射20 mL 生理盐水，使用双筒注射方案的高压注射器进行。放置升主动脉ROI，监测140 HU自动触发扫描。

1.3 图像后处理与质量评价

1.3.1 图像后处理与图像质量评价 扫描后采用GE工作站，进行最大密度投影、曲面重建等重建。图像质量评价标准为5 分法，图像评价主要参照重建后原始横断位、次要考虑VR、MIR、CPR 等重建图像：优质图像对比，血管分支无边缘伪影为5 分；适中图像对比，血管分支部分边缘伪影为4 分；图像对比不影响观察，血管分支边缘伪影可满足诊断为3 分；图像边缘伪影明显，血管腔观察困难为2 分；血管腔内不清，无法诊断为1分[5]。两位影像科CCTA 报告医师双盲评估，两者一致性较好则采用评分者1 分数进行统计，记录失败数（≤2分）与CCTA 成功数（评分≥3 分）[6]。

1.3.2 图像客观评价 对两组患者冠状动脉及分支进行CT 值测量并记录数据。冠状动脉起始处设ROI1、回旋支ROI2、前降支ROI3，ROI 选取不超过血管边缘、避开钙化斑块。测量图像CT1-3 值，以标准差SD1-3 为层面噪声，测量背部肌肉CT 值SD 为背景噪声。计算CCTA 的CNR、SNR。

1.3.3 患者辐射剂量评价 记录所有患者CT 设备扫描记录辐射剂量参数CT 容积剂量指数（volume CT dose index，CTDIvol）、剂量长度乘积（dose-length product，DLP），计算有效剂量（effective dose,ED），ED=DLP×K，心脏K=0.014[7]。

1.4 统计学分析

采用SPSS 21.0 统计软件进行数据处理。符合正态分布数据采用均数±标准差（±s）表示，CNP、SNP、ED、CT 值、噪声、年龄比较采用t检验分析，性别比较采用卡方检验，图像评分一致性采用Kappa检验，Kappa值≥0.75 为一致性优良，两组评分结果采用秩和检验，P＜0.05 为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般资料与检查成功率比较

两组75 例患者性别、年龄、检查成功率差异皆不具有统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 患者一般资料与检查成功率比较（±s，岁）

表1 患者一般资料与检查成功率比较（±s，岁）

检查成功率（成功/失败）例A 组（n=40） 64.84±7.2821/1939/1 B 组（n=35） 66.21±8.1814/2134/1 χ2[t][0.767]1.1720.009 P 0.4380.2790.924组别平均年龄（images/BZ_80_837_758_860_796.png±s，岁）男/女例

2.2 两组患者血管CT 值、图像质量、辐射剂量比较

两组回旋支、前降支、右冠状动脉CT 值、血管噪声、DLP、CTDIvol、ED 差异具有统计学意义（P＜0.01）见表2、表3、图1。评分者1 的A 组评分为（4.83±0.59）分、B 组评分为（4.80±0.63）分，评分者2 的A 组评分为（4.78±0.66）分、B 组评分为（4.71±0.79），两组图像评分、CNR、SNR 不具有统计学意义，两名评分者对两组CCTA 图像评分一致性优良（Kappa＝0.886、0.904），见表4。

图1 图像质量与辐射剂量比较

表2 两组患者血管CT 值、图像噪声、对比信噪比、信噪比比较（±s）

表2 两组患者血管CT 值、图像噪声、对比信噪比、信噪比比较（±s）

组别回旋支前降支右冠状动脉 冠状动脉噪声A 组（n=40）242.5±27.3251.0±23.8246.8±25.311.23±2.41 B 组（n=35）184.1±26.4167.2±24.7178.4±23.19.03±2.31 t/z9.38514.94712.1614.021 P＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001组别冠状动脉 CNR冠状动脉 SNR图像评分A 组（n=40）26.62±2.2330.52±3.184.83±0.59 B 组（n=35）24.14±3.8728.37±4.714.80±0.63 t/z3.4522.3420.589 P 0.1120.1730.556

表3 两组患者辐射剂量比较（±s）

表3 两组患者辐射剂量比较（±s）

组别DLP/（mGy·cm）CTDIvol/mGyED/mSv A 组（n=40）119.82±32.847.21±1.352.86±0.88 B 组（n=35）251.62±41.2712.40±1.754.22±0.63 t 15.38814.4747.595 P＜0.001＜0.001＜0.001

表4 两组患者CCTA 评分一致性比较

3 讨论

目前冠心病血管狭窄程度达到80%以上才建议进行支架治疗，因此诊断患有轻度或中度冠状动脉狭窄的患者需要服药并按时复查，而复查的主要手段就是CCTA，长期频繁地使用CCTA 进行复查会造成过量的辐射与对比剂使用。带来的患者辐射剂量、对比剂用量亦随之变大，如何降低CCTA 检查辐射潜在损害、CIN并发症是主要的质量控制目的与优化诊断的流程。本研究在低管电压低对比剂剂量联合ASiR-V 重建技术进行CCTA 检查，发现低管电压低对比剂剂量联合ASiR-V重建技术所得图像质量与正常剂量无差异，能满足临床需求，并且CCTA 检查成功率未出现下降。本组研究A 组DLP、CTDIvol、ED 较B 组下降52.9%、41.9%、32.2%，有效降低患者辐射危害。

DNA 双链结构断裂是一种CT 辐射损伤造成染色体畸变的随机损害效应[8]。本次研究低管电压扫描方案有效减少CCTA 患者的ED，有效避免上辐射损伤发生。管电压的下降能有效降低辐射，效果比低管电流下降大，因此本研究采用低管电压进行辐射调整，然而低管电压有效降低辐射的同时会明显增加血管噪声[9]，因此本研究在低管电压的同时配合低对比剂剂量，减少血管内CT值配合ASiR-V 重建技术进行图像噪声优化，虽A 组噪声仍大于B 组，但A 组能达到图信噪比、对比信噪比与B 组无统计学差异的效果。低管电压联合低对比剂剂量的扫描能使得射线能量穿过对比剂时更加接近33.2 keV的碘K 缘，在碘对比剂K 缘下X 线吸收以光电效应为主，增加对比剂CT 值，从而使得图像信噪比、对比信噪比增加[10]。ASiR-V 重建技术能随着扫描条件改变、换算图像噪声级别增加，进行原始数据空间选择性识别提取噪声分离，此技术属于新一代迭代重建算法。本研究在双低效应发生的同时，联合ASiR-V 重建技术进一步提升图像数据优化，提取原始数据中噪声标准差平滑后数据进行重建，进一步达到优化图像的效果。

本研究中A 组对比剂使用量较B 组降低20 mL。大量碘对比剂排泄时会经过肾小球、肾小管等结构，导致从肾小球系膜细胞的DNA 损伤以及肾小球微循环血管破坏，进一步导致CIN 的发生[11]。同时有研究表明过高的对比剂反而可能影响血管内壁观察，由于血管内斑块可为等密度的早期纤维组织，因此高碘对比剂容易因容积效应平均血管壁细小病变，增加漏诊的可能，本次研究中使用低对比剂剂量减缓了这一问题的发生，在图像满足诊断要求的同时CCTA 检查成功率也未出现下降。本研究中两组CCTA 检查成功率无差异的主要原因是检查前有效进行呼吸训练与控制心率，在低管电压与低对比剂的方案中未出现因扫描条件、注射药物总量改变而导致的检查失败个案。

本研究的主要不足在于未进行不同ASiR-V 重建参数的设置，对于迭代百分比（0%～100%）对CCTA 低管电压低对比剂剂量扫描方案的最优设置需要进一步研究。

综上所述，应采用低管电压低对比剂剂量联合ASiR-V 重建技术进行CCTA 检查，该方案能有效控制辐射与CIN 风险，在不影响图像质量、检查成功率的同时达到检查的最优化。