中国辐射卫生  2014, Vol. 23 Issue (6): 517-519  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2014.06.017

引用本文 

刘泉源, 杜海岭, 张迪, 王静, 刘伟. 冠状动脉低剂量CT成像的临床应用[J]. 中国辐射卫生, 2014, 23(6): 517-519. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2014.06.017.
LIU Quan-yuan, DU Hai-ling, ZHANG Di, WANG Jing, LIU Wei. The Clinical Application of Low-Dose CT imaging in Coronary Artery Angiography[J]. Chinese Journal of Radiological Health, 2014, 23(6): 517-519. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2014.06.017.

基金项目

滨州医学院科技计划(BY2010KJ011)

通讯作者

刘伟, E-mail:sdfsxy@126.com

文章历史

收稿日期：2014-04-14
修回日期：2014-06-20
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冠状动脉低剂量CT成像的临床应用
刘泉源 1, 杜海岭 1, 张迪 1, 王静 1, 刘伟 2     
1. 滨州医学院附属医院放射科, 山东 滨州 256603;
2. 山东省医学科学院放射医学研究所
收稿日期：2014-04-14；修回日期：2014-06-20
基金项目：滨州医学院科技计划(BY2010KJ011)
作者简介：刘泉源(1976-), 男, 山东新泰人, 主管技师, 从事医学影像技术工作.
通讯作者：刘伟, E-mail:sdfsxy@126.com.
摘要：目的  探讨冠状动脉低剂量CT成像的可行性及其与图像质量之间的关系, 以减少受检者的辐射危害。方法  选取临床怀疑或确诊为冠心病患者60例, 平均分为A组和B组, 每组30例。A组应用常规剂量650 mA扫描, B组采用低剂量450 mA扫描。比较并评估两组图像质量、噪声、容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)、有效剂量(E)。结果  A组与B组图像质量评分分别为3.56±0.43和3.52±0.63, 噪声分别为29.62±4.24和27.32±5.21, 两种剂量下图像质量全部符合诊断要求, 两组差异无统计学意义。低剂量扫描的CTDIvol、DLP、E分别是常规剂量的49.53%、49.53%、49.55%。结论  应用降低mA大小30%的冠脉CT扫描技术图像质量不差, 可以大大降低受检者的辐射剂量, 降低公众人群的辐射风险, 保护公众健康。
关键词：CT冠状动脉成像    低剂量    管电流    
The Clinical Application of Low-Dose CT imaging in Coronary Artery Angiography
LIU Quan-yuan 1, DU Hai-ling 1, ZHANG Di 1, WANG Jing 1, LIU Wei 2     
1. Department of Radiology, the Affiliated Hospital of Binzhou Medical University, Binzhou 256603 China;
2. Institute of Radiation Medicine, Shandong Academy of Medical Sciences
Abstract: Objective  To study the feasibility of low dose CT imaging in coronary artery and the relationship with image quality, to reduce the radiation damages to patients as far as possible. Methods  60 patients with clinical suspicion or diagnosis with coronary heart disease were selected and divided into group A and group B, each group of 30 cases. Group A was scanned with a regular doses protocol of 650 mA and group B with low dose of 450 mA. Image quality, image noise, CTDIvol, DLP and effective dose were compared and evaluated. Results  The scores of images quality were 3.56±0.43 and 3.52±0.63 for group A and group B, respectively, wihle the image noise were 29.62±4.24 and 27.32±5.21. All of the images obtaining from the two doses protocol met the diagnostic requirements. There was no statistical significance between the two groups. However, the CTDIvol, DLP, E of low dose protocol just accounted for 49.53%, 49.53% and 49.55% of the regular doses protocol, respectively. Conclusion  Image quality of coronary artery scanning with a 30% reduction of regular mA was not bad, but the radiation dose of patients and the radiation damages of the public crowd could be significantly reduced. Human health would be protected.
Key words: CT Coronary Artery Angiography    Low Dose    Tube Current    

冠状动脉性心脏病(Coronary Heart Dsease CHD), 简称冠心病, 是严重危害人类健康的一种疾病, 以年平均8.6%的速度递增[1], 对其早诊断早预防意义重大。随着临床上多层螺旋CT冠状动脉成像技术的飞速发展, CT冠状动脉造影以其无创、简便、安全、并发症少、迅速等优点, 在临床得到更为广泛的应用。同时CT检查带来的大额辐射剂量已经成为临床及社会关注的热点, 本研究初步探讨了64层螺旋CT冠状动脉成像时, 如何优化相关扫描参数, 降低辐射剂量, 使得受检者获得较为满意的图像质量。

1 材料与方法 1.1 一般资料

连续搜集2012年01月至2013年12月在我院接受64层MSCT冠状动脉成像者60例, 其中男37例, 女23例, 年龄41~79岁, 平均57.35岁。

病例纳入标准:心率范围50~90次/min, 身体无急性心功能不全, 无严重心律失常及严重肾功能损害。

1.2 检查设备

使用GE公司Light Speed 64排VCT螺旋机器, Ulrich高压注射器, 对比剂采用欧乃派克(350mgI/mL)。扫描参数:管电压120 kV, 转速0.35 s/周, 重建层厚0.625 mm, 间隔0.625 mm, 扫描视野Large, 显示野25 cm, 螺距0.20。A组管电流650 mA, 选用常规体部前置滤线器large bowtie模式, 关闭心电图ECG电流调控。B组选用心脏滤线器cardiac bowtie模式, 并在扫描时开启ECG电流调控, 设定40%~80%时相最高输出电流为450 mA, 其他时相最低输出电流为90 mA, 采集图像使用机器自带的后置滤过器C2, 其他扫描参数同常规剂量。

1.3 检查方法

将受检者随机分成常规组A组和实验组B组, 每组30例。受检者取头尾仰卧位, 正确连接ECG电极。扫描范围自气管隆凸至心脏底部(约12 cm)。平扫时观察找到升主动脉根部层面, 接着进行小剂量对比剂团注测试扫描, 经肘前静脉以4.0 ml/s的流速注射对比剂10 ml, 同速率注射生理盐水20 mL, 延迟10 s后在升主动脉根部层面间隔2s进行多次重复扫描, 在升主动脉根部选择兴趣区测量时间-密度曲线, 计算延迟时间, 最后进行冠状动脉扫描, 以4.0 ml/s流率注入对比剂80 ml, 接着以4.0 ml/s流率注入生理盐水20 ml。

利用AW4.3工作站的后处理软件将原始图像进行重建, 重建层厚0.625 mm, 间隔0.625 mm, 视野25 cm。分别对上述原始图像进行多平面重组(MPR)、容积再现(VR)、最大密度投影(MIP), 重建出右冠、左冠、左前降支、回旋支的二维及三维图像, 选出质量最佳者用于影像学评价。

1.4 图像分析 1.4.1 图像质量评分

由3名主治以上的影像诊断医师以双盲法对A和B组图像从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、管腔内对比剂清晰度4个方面以1~4分(4分为优)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。记录各组分值, 评分有分歧的由3人共同协商后达成一致。

1.4.2 测定两组图像噪声值

选取两组图像中面积相等的感兴趣区, 面积为60 mm2, 在左冠状动脉主干支层面测量升主动脉中心部的CT值, 得出两组图像噪声值, 计算其均值及标准差。

1.4.3 两组受检者辐射剂量比较

记录每例受检者扫描时机器自动生成的容积CT剂量指数CTDIvol (DLP:单位为mGy·cm; L:扫描长度采用12 cm; C:转换因子, 采用0.017)。

1.5 统计学处理

应用SPSS 16.0软件对上述各组数据进行统计学分析, 对A、B两组图像的CTDIvol, DLP, E以及质量评分、噪声值的组间差异分别行t检验, P＜0.05为有统计学意义。

2 结果 2.1 扫描剂量

A组CTDIvol为87.74 mGy, B组CTDIvol为43.47 mGy; A组DLP为1053.14 Gy·cm, B组DLP为521.62 mGy·cm; A组有效剂量E为17.90 mSv, B组有效剂量E为8.87 mSv。B组CTDIvol和有效剂量E明显低于A组, 差异有统计学意义, P＜0.05(见表 1)。

表 1 A组与B组的CTDIvol, DLP, E比较
2.2 图像噪声

A组与B组图像质量评分均值分别为3.55±0.42和3.52±0.63;A组与B组两组噪声均值分别为29.64±4.22和27.32±5.23。对两组间差异行t检验, 结果无统计学意义, P > 0.05(见表 2)。采用两种扫描方案获得的心脏VR图像肉眼观察无差异。

表 2 A组与B组的图像质量, 噪声均值比较
3 讨论 3.1 多层螺旋CT实行低剂量扫描的可行性

CT辐射剂量的大小主要取决于CT的系统技术特性和扫描参数的设置[2]。技术特性包括X射线装置、前置滤线器和探测器。前置滤过装置通过对X射线的滤过, 严格限定检测层面, 减少探测器的X射线散射辐射。扫描参数对射线剂量的影响主要由管电压、管电流、扫描时间、层厚、螺距及扫描容积等决定。管电压、管电流、扫描时间及扫描容积增大则射线剂量增大, 但当螺距增大时射线剂量减少。在相同的过滤条件和同样的管电压下, 剂量与管电流和扫描时间的乘积成线性关系[3]。管电流大可提高CT图像的质量, 但增加了受检者的辐射危害, 不利于辐射防护。同时辐射剂量在达到一定量后, 密度分辨力接近饱和, 加大剂量并不能提高图像质量。本研究B组采用心脏滤线器cardiac bowtie模式, 采用输出电流为450 mA的条件, 相对于A组mA降低了30%, 降低了辐射剂量, 可以得到满足诊断要求的图像。另外还利用了机器的球管后滤过结合稳定的Z轴准直器吸收光子, 进一步降低了辐射剂量。

3.2 低剂量扫描与图像质量

辐射剂量的大小直接影响着图像质量, 适当降低辐射剂量可以得到满足诊断要求的图像, 但是不能太多的降低辐射剂量而牺牲图像质量。研究表明[4]多层螺旋CT冠状动脉扫描对于冠心病具有较高的阴性预测价值, 但是多层螺旋CT冠状动脉成像的诊断质量很大程度上取决于图像的空间和时间分辨率, 同时还容易受到患者的心率、心率波动以及呼吸运动的影响。由于多层螺旋CT使用亚毫米薄层扫描, 扫描厚度减薄, 噪声随之增大, 因此若要获得与常规CT相同的图像信噪比以保证冠状动脉影像质量, 就需要更强的X射线剂量。本研究优化选取相关操作参数, 既充分发挥多层螺旋CT的优势, 又合理降低检查时所致受检者辐射剂量, 在保证获得可满足诊断需求的高质量图像的前提下, 大大降低了受检者辐射剂量, 减少了对人体的危害。

相关研究表明[5], 不考虑受检者体形, 管电流减少50%得到的正常解剖结构的图像进行评价时, 图像质量仍可以接受。冠状动脉钙含量测量时由于钙化的冠状动脉和周围软组织之间对比度较高, 可以使用低剂量检查。还有研究[6]指出根据受检者体重调节管电流可使剂量减少17.9%~26.3%而图像质量仍可接受。本研究在低剂量条件下得到的图像质量与正常条件得到的图像质量及噪声在肉眼下差别不大, 完全可以满足临床要求。

3.3 低剂量扫描与经济效益

低剂量扫描可以大大延长球管的寿命, 降低球管维护和保养的费用, 提高机器利用率, 减少受检者的辐射剂量, 创造更好的经济效益。

综上, 本研究应用低剂量(450 mA)进行冠脉扫描得到的图像质量不差, 能够较好的显示冠状动脉各个分支结构, 可以达到临床诊断要求。同时, 冠状动脉低剂量CT扫描能够降低受检者辐射剂量, 减少受检者因辐射带来的危害, 值得临床进一步推广应用。

参考文献
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Raff GL, Gallagher MJ, O'Neill WW, et al. Diagnostic accuracy of noninvasive coronary angiography using 64slice spiral computed tomography[J]. J Am Coll Cardiol, 2005, 46(3): 552-557. DOI:10.1016/j.jacc.2005.05.056
[2]
李若梅, 王嗣伟, 晋丹丹, 等. CT低剂量冠状动脉成像的管电流与管电压参数优化现状[J]. CT理论与应用研究, 2012, 21(3): 515-520.
[3]
顾欣, 李学文, 郑旭媛, 等. 冠脉CTA检查全程的质量控制[J]. 医疗卫生装备, 2011, 21(6): 103-104. DOI:10.3969/j.issn.1003-8868.2011.06.045
[4]
高建华, 王贵生, 李剑颖. 64层螺旋CT冠状动脉成像低剂量技术的应用价值[J]. 临床放射学杂志, 2008(3): 388-391. DOI:10.3969/j.issn.1001-9324.2008.03.025
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刘绮, 王成伟, 李勇, 等. 64层螺旋CT冠状动脉成像低剂量扫描的应用价值[J]. 放射学实践, 2011, 26(5): 546-549. DOI:10.3969/j.issn.1000-0313.2011.05.020
[6]
Hamoir XL, Flohr T, Hamoir V, et al. Coronary arteries:assessment of image quality and optimal reconstruction window in ret rospective ECG gated multislice CT at 375 ms gantry rotation time[J]. Eur Radiol, 2005, 15(2): 296. DOI:10.1007/s00330-004-2541-8