320層CT前瞻性門(mén)控窄窗和靶向掃描方式在低心率冠狀動(dòng)脈成像中的輻射劑量、圖像質(zhì)量對(duì)照研究

葉國(guó)偉 鄒建勛 陳旭高 李旭丹 季 中 項(xiàng)萬(wàn)青

隨著心臟CT檢查的不斷普及，尤其多排CT技術(shù)的不斷進(jìn)步，多層CT冠狀動(dòng)脈成像在診斷冠狀動(dòng)脈疾病中已發(fā)揮了重要作用，是診斷冠心病首選的非侵襲性檢查方法[1]。而冠狀動(dòng)脈CTA的輻射劑量高于傳統(tǒng)血管造影，影響了其廣泛應(yīng)用。因此，如何在保證診斷圖像質(zhì)量、診斷結(jié)果的同時(shí)降低輻射劑量已成為重要課題[2]。目前，前瞻性心電門(mén)控相對(duì)回顧性門(mén)控掃描可以進(jìn)一步降低患者的射線劑量，降幅可達(dá)到80%，并且所得圖像質(zhì)量無(wú)差異[3]。在320層CT冠狀動(dòng)脈成像中前瞻性心電門(mén)控掃描已成為常規(guī)掃描方案。并且有Prospective CTA和Target CTA兩種模式當(dāng)患者心率≤65次/min時(shí)可以選擇70%～80%的窄曝光窗或者75%固定期相靶向掃描。本文通過(guò)比較Prospective CTA和Target CTA兩種模式，分析320層CT冠狀動(dòng)脈成像的輻射劑量、圖像質(zhì)量及診斷結(jié)果。

方 法

1. 臨床資料

搜集2013年9月—2014年2月期間在我院臨床擬診冠心病、心率＜ 65 次/min的200例患者，男117例，女83例，年齡38～85歲，中位年齡59歲；分別依次采用前瞻性心電門(mén)控70%～80%的窄曝光窗及固定期相75%曝光窗掃描方案，分為P組(Pro-spective CTA前瞻組，70%～80%的窄曝光窗) 和T 組(Target CTA 靶向組，固定期相75%曝光窗)，每組100例。其中37例未服用降心率藥物，患者心率＜65次/min；163例服用倍他樂(lè)克后心率＜65次/min，而服用倍他樂(lè)克后心率仍大于65次/min的患者未納入本組研究。

2. 掃描技術(shù)

采用Toshiba 320層CT (Toshiba Aquilion One動(dòng)態(tài)容積CT) 機(jī)進(jìn)行冠狀動(dòng)脈容積掃描?；颊呷⊙雠P位，掃描前對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的屏氣訓(xùn)練，獲得自胸廓人口至心臟隔面的胸部屏氣定位像后，行心臟平掃，掃描范圍為氣管分叉下方10～15mm至心臟膈面。在肘靜脈埋置18G靜脈留置針，采用MEDRAD自動(dòng)雙管高壓注射器經(jīng)肘靜脈注入對(duì)比劑碘帕醇50～70ml，流速為4.5～5.5m1/s，繼以相同流速注射生理鹽水40ml。采用Sure Start軟件智能觸發(fā)掃描，觸發(fā)點(diǎn)定于胸主動(dòng)脈中間層面，觸發(fā)閾值＞300HU。掃描參數(shù)：根據(jù)體質(zhì)量指數(shù)( body mass index，BMI) 調(diào)節(jié)管電壓100～120kV，管電流350～550mA，容積數(shù)據(jù)采集范圍根據(jù)心臟大小調(diào)節(jié)(280～320)×0.5mm，機(jī)架轉(zhuǎn)速350ms/周。曝光窗選擇，P組70%～80%期相，T組固定75%期相。

3. 圖像后處理方法

選擇心動(dòng)周期的相對(duì)時(shí)相75%或默認(rèn)的最佳時(shí)相重建冠狀動(dòng)脈，層厚為0.5mm，間距為0.5mm。若圖像滿(mǎn)意，則接受該圖像。若某支或某段冠狀動(dòng)脈顯示不佳，則通過(guò)心電圖編輯功能對(duì)冠狀動(dòng)脈重新進(jìn)行編輯。采用Basic Vit rea 2軟件行多平面重建(multiplannar reconst ruction，MPR) 、曲面重建(curved plannar reconst ruction，CPR) 、容積再現(xiàn)(volume reCon -st ruction，VR) 、最大密度投影(maximum intensity projection，MIP) 。

4. 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

采用美國(guó)心臟協(xié)會(huì)冠狀動(dòng)脈分段法對(duì)冠狀動(dòng)脈樹(shù)的15個(gè)節(jié)段按照國(guó)外文獻(xiàn)[4]進(jìn)行4級(jí)質(zhì)量評(píng)分：1分為優(yōu)，管腔連續(xù)完整，管壁銳利，無(wú)偽影；2分為良，管腔連續(xù)完整，管壁輕度運(yùn)動(dòng)偽影；3分為中，管腔連續(xù)，管壁中度運(yùn)動(dòng)偽影，但不影響管腔評(píng)價(jià)；4分為差，管腔出現(xiàn)錯(cuò)層，中斷，管壁嚴(yán)重偽影，影響管腔評(píng)價(jià)。1～3分為可評(píng)價(jià)圖像，4分為不可評(píng)價(jià)圖像。解剖變異未發(fā)育以及直徑＜1.5mm的冠脈節(jié)段不評(píng)價(jià)。由2名從事CTCA診斷工作2年以上的影像科醫(yī)師在不了解冠狀動(dòng)脈造影。

檢查結(jié)果的情況下獨(dú)立完成冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)及病變分析，出現(xiàn)分歧時(shí)以取得一致意見(jiàn)為準(zhǔn)。

5. 輻射劑量評(píng)價(jià)

記錄CT冠狀動(dòng)脈增強(qiáng)時(shí)的輻射劑量，不包括定位像和對(duì)比劑跟蹤監(jiān)測(cè)掃描時(shí)的輻射劑量。記錄CT設(shè)備自動(dòng)計(jì)算得到容積劑量指數(shù)（CTDIvol）和劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP），由DLP乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)K來(lái)估算有效劑量（effective dose，ED），參考?xì)W盟委員會(huì)關(guān)于CT的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南，K=0.017mSv/（mGy·cm）[5]。

6. 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 1310 統(tǒng)計(jì)軟件。P組和T組可評(píng)估冠狀動(dòng)脈節(jié)段及圖像質(zhì)量的比較采用χ2檢驗(yàn)。P組和T組平均輻射劑量的比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。所有資料均為雙側(cè)檢驗(yàn)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1. 圖像質(zhì)量

P組和T組每組共有1500（15×100）個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段，依據(jù)管徑大小分為可評(píng)估（＞1.5mm）及不可評(píng)估（≤1.5mm)節(jié)段。P組可評(píng)估和不可評(píng)估冠狀動(dòng)脈節(jié)段為96.47%（1447/1500）、3.53%（53/1500），T組的為96.2%（1443/1500）、3.8%（57/1500），差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。在可評(píng)估冠狀動(dòng)脈節(jié)段中，P組的1分、2 分、3分及4分圖像分別占98.82%（1426/1443）、0.9%（13/1443）、0.27%（4/1443）、0，T組的為95.02%（1376/1447）、1.93%（28/1447）、2.41%（35/1447）、0.55%（8/1447），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05，圖1、2）。P組被評(píng)為2、3分的圖像均為患者屏氣原因造成的運(yùn)動(dòng)偽影，無(wú)階梯偽影及1分圖像，T組3例患者因采集圖像時(shí)出現(xiàn)早搏造成的運(yùn)動(dòng)偽影(圖3) 。

2. 輻射劑量

P組平均輻射劑量為（2.36±0.21）mSv（1.79～3.13mSv），T 組平均射線劑量為（2.31±0.2）mSv（1.76～3.10mSv），P組和T組的平均輻射劑量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表1）。

圖1 前瞻性心電門(mén)控窄窗掃描，預(yù)設(shè)70%～80%，實(shí)時(shí)掃描出現(xiàn)早搏，實(shí)際采集期相為30%～80%（灰藍(lán)色區(qū)域）。

圖2 圖像顯示官腔連續(xù)完整，關(guān)閉銳利，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影，質(zhì)量評(píng)分為1分。

圖3 靶向掃描，預(yù)設(shè)75%，掃描中出現(xiàn)心率加快達(dá)到68次/min，實(shí)際采集期相仍為75%（灰藍(lán)色區(qū)域）。

圖4 圖像顯示管腔連續(xù)，管壁中度運(yùn)動(dòng)偽影，質(zhì)量評(píng)分3分。

表1 研究組與對(duì)照組輻射劑量比較

討 論

CT檢查中的劑量問(wèn)題已成為臨床放射人員和公眾關(guān)注的焦點(diǎn)，由于心血管疾病是人類(lèi)健康的主要?dú)⑹种?，CT冠狀動(dòng)脈成像已經(jīng)成為冠心病的無(wú)創(chuàng)性檢查手段[6]。因此，在確保圖像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射劑量已成為冠狀動(dòng)脈成像的研究熱點(diǎn)[7]。隨著多層螺旋CT技術(shù)的迅速發(fā)展，特別是隨著320 排CT的誕生，只需旋轉(zhuǎn)一圈就可以取得全心范圍的掃描數(shù)據(jù)，在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)即可立體地重建整個(gè)心臟冠脈影像，提供高度清圖像數(shù)據(jù)[8]。

本研究的P組和T組平均輻射劑量為（2.36±0.21）mSv、（2.31±0.2）mSv，兩組的平均輻射劑量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。CT檢查要遵循圖像能夠滿(mǎn)足診斷的基礎(chǔ)上盡可能降低輻射劑量的原則[9]。前瞻性心電門(mén)控掃描使用點(diǎn)射技術(shù)通過(guò)心電圖信號(hào)，觸發(fā)選擇性地控制X線管的曝光，其優(yōu)點(diǎn)是降低了輻射劑量，因?yàn)閄線曝光僅發(fā)生在所選擇的心臟時(shí)相（40%～85%任選），而不是全心動(dòng)周期。國(guó)內(nèi)外已有學(xué)者認(rèn)為，前瞻性心電門(mén)控冠狀動(dòng)脈成像的掃描輻射劑量只有回顧性心電門(mén)控劑量的20%，減少約80%[10]，然而在320層CT中運(yùn)用更顯示了其優(yōu)越性，已廣泛應(yīng)用于臨床。前瞻性門(mén)控掃描技術(shù)在給心率≤65次/min的患者做檢查時(shí)，可以采用窄窗技術(shù)，僅在R-R間期70%～80%的舒張期曝光。而前瞻性門(mén)控靶向技術(shù)采用固定75%期相曝光。并且可以手動(dòng)選擇目標(biāo)時(shí)相以及曝光時(shí)間。相比較窄窗掃描，靶向技術(shù)曝光窗更窄，理論上輻射劑量應(yīng)該更低，但是實(shí)際采集過(guò)程中顯示，實(shí)際有效目標(biāo)期相（available phase，AP）為12%的曝光窗，根據(jù)不同的心率公差(heart rate tolerance)，有不同的有效時(shí)相，但均為12%。相應(yīng)為心率公差=56～65次/min時(shí)對(duì)應(yīng)AP=69%～81%。心率公差≤55次/min時(shí)，對(duì)應(yīng)AP=62%～74%。心率公差≥65次/min時(shí)，對(duì)應(yīng)AP=76%～88%。

在心率加快或心律不齊的情況下，R-R間期中心臟各時(shí)相的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)發(fā)生變化，最佳重建時(shí)相將由舒張中晚期移至收縮末期[11]。前瞻性門(mén)控窄窗掃描雖然采集窗很小，在心率≤65次/min時(shí)僅采集70%～80%期相。但由于有最新的智能心臟掃描軟件，若在采集時(shí)檢測(cè)到心律不齊，不規(guī)律的R波時(shí)，不進(jìn)行掃描和數(shù)據(jù)采集，下一個(gè)R波規(guī)律后，數(shù)據(jù)采集重新開(kāi)始；或者直接加大采集窗期相與采集心動(dòng)周期數(shù)，保證了掃描的成功率，可明顯減少不可評(píng)價(jià)的血管數(shù)量。本研究中P組的1分、2分、3分及4分圖像數(shù)量分別較T組的高。P組和T組的圖像評(píng)分差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。而靶向掃描技術(shù)的曝光窗固定，不能在采集過(guò)程中變化，遇到心律不齊時(shí)很難保證圖像質(zhì)量。

綜上所述，320層CT在低心率冠狀動(dòng)脈成像中前瞻性門(mén)控窄窗和靶向掃描方式均可以有效減少輻射劑量，鑒于前瞻性門(mén)控窄窗圖像質(zhì)量及掃描成功率優(yōu)于靶向掃描。前瞻性門(mén)控窄曝光窗掃描可替代靶向掃描。

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