不同管电压和对比剂剂量条件下冠状动脉CT血管成像质量研究＊

尤国庆，郭广春，刘 蕾，刘 义，吕培杰

（1.南阳市中心医院CT影像科，河南南阳473000；2.郑州大学第一附属医院放射科，郑州450052）

由于人们生活水平的提高及饮食习惯的改变和人口平均寿命的延长，冠心病的发病率在近些年的流行病学统计中发现，呈逐年上升的趋势，冠心病的筛查将成为提高人们生活质量的关键。冠状动脉CT血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）是现阶段主要的影像检查方法之一［1－2］，如何降低CCTA检查所伴随的高辐射剂量将是目前研究的焦点［3］，而辐射剂量与管电压的平方成正比［4］，因此降低管电压就能控制辐射剂量。在CCTA检查的同时还需要使用大量的对比剂，大量的对比剂会给患者肾脏造成损伤，因此减少对比剂的使用量也是现阶段研究的热点。本研究旨在探讨不同的管电压和对比剂剂量对CCTA质量造成的影响，为临床提供最佳的扫描方案以指导临床应用。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择南阳市中心医院2012年10月至2013年10月临床怀疑和诊断冠心病并在1周内行CCTA检查的患者98例，其中男52例，女46例；年龄31～78岁，平均（51.5±10.5）岁。纳入标准：体质量指数（BMI）≤25kg/m2，心率小于75次/分，心率波动范围在±5次/分。排除标准：孕妇及哺乳期妇女、对碘对比剂过敏者、冠状动脉搭桥术后、屏气不佳、严重肝肾功能不全。98例患者均签署知情同意书，本研究经医院伦理委员会同意。将98例患者按随机数字表法及患者意愿分为3组，3组患者其中两两比较，在性别、年龄、BMI与心率方面比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性，见表1。

表1 三组患者一般资料比较

1.2 方法

1.2.1 扫描方案 A组扫描方案为100kVp，对比剂为碘海醇（规格：碘浓度17.5g/50mL）1瓶，注射流速为4.0mL/s；B组扫描方案为100kVp，对比剂为碘克沙醇（规格：碘浓度13.5 g/50mL）1瓶，注射流速为5.0mL/s；C 组 扫描方 案为70 kVp，对比剂为碘克沙醇（规格：碘浓度13.5g/50mL）1瓶，注射流速为5.0mL/s；随后均以4.0mL/s的流速注入生理盐水30mL。

1.2.2 扫描方法 CCTA扫描设备为西门子双源CT机（Simens Somatom Definition），各种管电压下均采用 CARE Dose 4D模式调节管电流，98例患者均行前瞻性心电触发序列扫描。患者扫描前均未服用降心率药物并进行严格的呼吸训练，扫描前5min舌下喷服硝酸甘油。扫描时患者取仰卧位，扫描范围为气管分叉下方1cm至心脏膈面，采用对比剂自动跟踪触发技术，在主动脉根部感兴趣区（ROI）监测CT值，设置触发阈值为100HU，当达到该阈值时，机器延迟6s后自动扫描，机架旋转时间为每周0.33s。全剂量曝光时间在70%R－R间期，余R－R间期20%剂量曝光。

1.2.3 图像后处理 扫描完成后，所有患者图像进行重组，均采用最大密度投影和曲面重组、容积再现技术和多层面重组，结合横断面图像，测量三支主要冠状动脉（右冠状动脉、前降支、回旋支）主干近段及同层面主动脉的CT值及噪声值。

1.2.4 图像质量评价（1）采用美国心脏协会制订的标准，将冠状动脉分为16个节段［5］，将图像质量分为4级［6］，Ⅰ级：图像质量清晰，边界无伪影或血管中断，连续性好，可完全进行影像学评价，为1分；Ⅱ级：边界稍微模糊或有轻度伪影，图像质量好，不影响诊断，为2分；Ⅲ级：图像质量有中等程度的伪影，连续性不好，图像质量可接受，尚可做出诊断，为3分；Ⅳ级：图像质量差，血管对比性不好，伪影严重，血管中断，不能做出诊断，为4分。（2）图像质量分析，计算图像的信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR），于主动脉分出冠状动脉左主干的层面取上、中、下3层，选取面积相等（1cm2）的ROI，测量其CT值，以该CT值的标准差（SD）为噪声，SNR＝主冠状动脉根部CT值/SD，CNR＝（平均CT值－同层面平均CT值）/SD。（3）辐射剂量分析，仅统计冠状动脉CTA的辐射剂量，CT容积剂量指数（CTDIvol）和剂量长度乘积（DLP）由计算机统计，有效辐射剂量（ED）＝DLP×k［k＝0.014mSv/（mGy·cm）］。所有图像均由2名经验丰富的放射科医师采用双盲法进行，当出现分歧时，共同商议以确定结果。

表2 3组患者冠状动脉CT值、SD比较±s）

表2 3组患者冠状动脉CT值、SD比较±s）

a：P＜0.05，与A、B组比较。

CT值（HU）SD 值组别 n.2 29.5±15.6 25.8±18.2 B组 33 515.5±60.2 488.3±60.1 499.6±52.8 25.8±16.4 27.8±18.4 26.7±13.9 C组 33 611.4±56.8a 575.9±56.9a 582.4±55.7a 29.9±14.5a 34.6±15.8a 30.9±17.8右冠状动脉 前降支 回旋支A组 32 526.3±53.6 486.5±54.2 501.6±55.4 26.3±13右冠状动脉 前降支 回旋支a

表3 3组患者图像SNR与CNR比较（±s）

表3 3组患者图像SNR与CNR比较（±s）

SNR CNR组别 n右冠状动脉 前降支 回旋支右冠状动脉 前降支 回旋支3 1.8±1.2 B组 33 25.5±10.2 18.3±6.1 19.6±8.8 1.8±1.4 2.6±1.4 1.7±1.3 C组 33 25.4±9.8 16.9±6.9 20.4±8.7 1.9±1.1 2.4±1.A组 32 26.3±8.3 16.5±6.2 21.6±9.4 2.3±1.2 2.5±1.5 1.9±1.5

表4 3组图像质量比较

1.3 统计学处理 研究数据采用SPSS13.0软件进行统计学分析，计量资料以±s表示，采用t检验，方差不齐时，应用多个样本Frieman检验，差异有统计学意义时进行两两比较，计数资料以百分比或率比较，采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。利用kappa检验分析两名医师分析图像的一致性。

2 结 果

2.1 3组患者冠状动脉CT值、SD比较 三支主冠状动脉的CT值比较，A组与B组比较差异无统计学意义（P＞0.05），C组的CT值均高于A、B两组的CT值，差异均有统计学意义（P＜0.05）；三支主冠状动脉的SD值比较，A组与B组比较差异无统计学意义（P＞0.05），C组的SD值均高于A、B两组的SD值，差异均有统计学意义（P＜0.05），见表2。

2.2 3组患者图像SNR与CNR比较 3组间的SNR值与CNR值比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表3。

2.3 3组图像质量比较 2名放射科医师对图像的一致性评价良好（kappa值为0.768），A组共显示487段冠状动脉（25段因解剖变异未显示），B组505段（23段因解剖变异未显示），C组504段（24段因解剖变异未显示）；A组可诊断节段数为483段（99.18%），B组可诊断节段数为500段（99.01%），C组可诊断节段数为499段（99.01%），3组患者CT图像质量差异均无统计学意义（P＞0.05），见表4。

2.4 3组辐射剂量比较与A组比较，B组ED下降17.3%，CTDIvol基本不变；C组CTDIvol和ED分别下降45.5%和45.3%。C组与A、B两组CTDIvol比较，差异有统计学意义（P＜0.05），B、C两组与A组 ED比较，差异有统计学意义（P＜0.05），C组与B组 ED 比较，差异有统计学意义（P＜0.05），见表5。

表5 3组CTDIvol及ED比较

3 讨 论

CT检查已成为冠状动脉检查的重要手段，甚至可替代心血管造影，为了追求诊断的准确性和图像质量，往往会用较大的辐射剂量，对患者造成较大的伤害。CCTA是目前辐射剂量用量较大的CT检查，每1mSv的辐射可能导致0.005%的致癌率。因此，在保证图像质量的前提下尽量减少辐射剂量是非常必要的。目前常用的降低辐射剂量的方法为改变管电压、减少扫描长度等［7－9］。大剂量对比剂的应用也可以提高CCTA图像质量，但会对患者的肾脏造成损伤，严重者还会造成死亡，但也不能盲目的减少对比剂的用量，对比剂的用量过少会导致冠状动脉远端及小分支显示不清晰，不利于图形的观察，而在减少对比剂用量的同时，适当增加注射速度，可使官腔内碘的有效浓度时间延长，仍可清晰地看到血管的连续性。

本研究结果表明，右冠状动脉、左冠状动脉前降支、左冠状动脉回旋支的CT值组间比较，A组与B组比较差异无统计学意义（P＞0.05），C组的CT值均高于A、B两组的CT值，差异均有统计学意义（P＜0.05）；说明降低管电压可增加CT值。三支主冠状动脉的噪声值比较，A组与B组比较差异无统计学意义（P＞0.05），C组的噪声值均高于A、B两组的噪声值（P＜0.05），说明在低管电压的条件下X线穿透力下降，使图像的噪声增加。降低管电压可明显降低有效辐射剂量。以往的研究报道显示，可接受的噪声值约为27HU［10］，而本研究3组的噪声SD值最小为25.8HU，最大为34.6HU，与报道的比较接近，且3组间的SNR值、CNR值及图像质量评级差异均无统计学意义（P＞0.05），3组患者的冠状动脉节段数95%以上均可显示，99%以上都能满足临床诊断的需求。说明对比剂用量和辐射剂量、图像质量无明显关系。所以降低管电压时，可以在保证血管中的CT值相同的情况下，也可以减少对比剂的用量。然而本研究还存在一定的局限性，限定了心率范围及体重指数，仅对图像的质量作了评价，未探讨3种扫描方案在诊断冠状动脉狭窄和斑块的特异性、敏感性以及对诊断的准确性，且入选人数相对较少，对不同心率及体重指数的患者未做分组讨论，在今后的工作中可针对以上不足之处进行深入研究。

综上所述，降低管电压、减少对比剂的使用量及提高注射速率在有效减少患者辐射剂量的同时还可获得较好的图像质量，能满足临床诊断的需求。使用270mgI/mL的对比剂、5.0 mL/min的速率及管电压为70kVp的扫描方案与使用350 mgI/mL的对比剂、4.0mL/min的速率及管电压为100kVp的扫描方案获得的图像质量相当。

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