双低技术在低BMI患者冠状动脉CT成像中应用

何其舟，刘姝兰，余 飞，付亚军，宋震宇，代 平，梁卡丽

（西南医科大学附属中医医院放射影像科，四川泸州 646000）

CT冠状动脉成像（CT coronary angiography,CTCA）已成为一种精确评价冠状动脉病变且相对无创的检查手段之一[1-3]，但伴随较高的CT辐射剂量和碘负荷导致的对比剂肾病，已受到越来越多的重视。目前，低管电压技术是降低CT辐射剂量的主要手段之一，碘负荷摄入减少也逐步用于CTCA检查中。研究表明对于低体质指数(BMI)的患者，80 kV管电压能够满足冠状动脉诊断需要[4-5]。因此，降低辐射剂量与碘摄入量是当前CTCA研究热点，本文采用80 kV结合碘对比剂320 mg I/mL在BMI≤23 kg/m2中应用，探讨在保证冠脉图像质量、满足诊断的前提下有效降低辐射剂量和碘摄入量的可行性。

1 资料与方法

1.1 病例资料

2015年3月至12月,共选择性收集100例临床疑有冠状动脉疾病的患者,BMI≤23 kg/m2的自由心率（心律≤5次/min）患者，按数字表法随机分成A、B两组，每组各50例，其中男性56例,女性44例，年龄33～87岁,平均年龄(61.60±12.5)岁,排除标准:碘对比剂过敏、严重肝肾功能不全、严重心率不齐及心功能不全；不能配合呼吸者。所有患者均在自由心率（心律变异≤5次/min）下完成CTCA检查，且在检查前签署碘对比剂用药知情同意书。

1.2 检查方法

所有检查者扫描前于右肘正中静脉埋置18 G留置针，严格训练患者吸气屏气；检查时患者仰卧于检查床上，连接好心电电极，检查前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。扫描设备采用德国西门子二代双源CT(Somatom Definition Flash CT)扫描仪。常规屏气下获得胸部定位像，范围自气管分叉处下1 cm至膈面。使用碘对比剂：A组采用320 mg I/mL碘克沙醇，B组采用350 mg I/mL碘海醇，注射对比剂量=体重×（0.8 ～ 1.0)mL/kg，注射速率=体重×（0.8～1.0)mL/kg/10 s，均采用Bolus-tracking示踪技术，感兴趣区设置在升主动脉根部，触发阈值100 HU，延迟时间4 s。注射完对比剂后以相同速率注射生理盐水40 mL。扫描时采用四维智能在线剂量调控技术(CARE Dose 4D)，探测器准直宽度2×128 mm×0.6 mm，图像层厚0.6 mm，卷积核b26f，启动自适应前瞻性心电门控序列扫描技术，根据屏气后心电图中的心率变化自动选择扫描时相。数据采集期相：心率＜75次/min为60%～80%R-R间期，心率≥75次/min为30%～50%R-R间期；80 kV组采用迭代重建(SAFIRE)技术，120 kV组采用滤波反投影（FBP）技术，所有数据传输至工作站(syngovia)。

1.3 图像评价与分析方法

所有病例的图像均经血管容积再现(VR)、最大密度投影(MIP)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)等后处理。图像主观评价标准，依据美国心脏病学会(american heart association,AHA)对冠状动脉15段分法命名[6]，若出现中间支则为16段。由2名有经验的放射科主治医师采用盲法对图像进行独立分析与评分，存在意见分歧时，共同协商决定。冠状动脉图像质量评分标准[7]：图像边缘清晰，无运动伪影者5分；图像边缘略模糊，有轻度运动伪影者4分；图像边缘中度模糊，有中度运动伪影但无明显错层，不影响诊断者3分；边缘模糊，运动伪影明显者2分；冠状动脉管腔不能辨认无法诊断者1分。3分及3分以上者视为可诊断图像。客观评价采用左冠状动脉入口平均CT值、图像噪声、信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）；即测量时将感兴趣区ROI置于冠状动脉左主干开口同一层面的主动脉根部，感兴趣区面积根据情况尽可能大，测量左冠状动脉入口平均CT值（SI）及标准差（SD）；同时记录LM近段的CT值（SI1）和同层前胸壁肌肉的CT值（SI2），两者之差作为强化对比度，计算SNR和CNR，公式为：SNR=SI/SD；CNR=（SI1-SI2）/SD。

1.4 辐射剂量

辐射剂量仅为冠状动脉CTA的辐射剂量，不包括定位和检测峰值时的辐射剂量；每例患者的辐射剂量主要通过三个参数来表示：CT容积剂量指数（CT dose index volume,CTDIvol）、剂量长度乘积（dose length product，DLP）、有效辐射剂量（ED）［ED=DLPXk(k=0.014 mSv.mGy/cm2］[8]。

1.5 统计学处理

2 结果

2.1 所有受检者一般资料的比较

A组和B组按数字表法随机分布，受检者的年龄、心率、BMI及扫描Z轴范围、采集时间窗（TI）结果比较，经独立样本t检验显示两组均无差异；A组和B组用药量分别为（47.52±4.41）ml与（47.64±3.70）ml，独立样本t检验无差异（t=0.14,p=0.89）。

2.2 A组和B组冠状动脉图像质量的主观评价结果比较

两组100例冠状动脉血管可供评价的节段数共1 516节段（表1）。A组可评价的节段数为760个，其中43节段因管壁严重钙化(19个)、呼吸伪影(15个)、血管闭塞后显影不清(9个)不能满足诊断予以排除。B组可评价的节段数为756个，其中37段因管壁严重钙化(15个)、呼吸伪影(12个)、血管闭塞后显影不清(10个)不能满足诊断予以排除；A组与B组图像质量满足临床诊断分别为96.4%、95.1%；两组图像质量评分比较采用独立样本t检验，分别为(4.52±0.55)分与(4.51±0.56)分，两组差异无统计学意义(t=0.319，P=0.750)，见图1。

表1 A组与B组冠状动脉节段数评价结果(单位:段)

2.3 A组和B组CTCA的辐射剂量评价

两组辐射剂量比较见表2，A组辐射剂量CTDI-vol、DLP、ED均较B组明显降低,差异有统计学意义(P＜0.05),（mGy）DLP（mGy.cm）

表2 A组与B组CTCA扫描参数及辐射剂量的比较（±s）

表2 A组与B组CTCA扫描参数及辐射剂量的比较（±s）

ED(mSv)0.89±0.23 3.79±1.05 20.26 0.00分组A组B组n 50 50 t P CTDIvol（mGy）5.39±1.35 23.09±5.87 22.51 0.00 DLP（mGy.cm）64.02±17.00 272.28±75.71 20.68 0.00

2.4 A组和B组CTCA的图像质量客观评价

两组图像质量客观评价见表3，其中A组平均CT值与图像噪声均高于B组，其差异有统计学意义（t=-10.67、7.1,P ＜0.05）；而A组SNR及CNR 稍低于B组，但差异均无统计学意义（t=3.70，3.00，P＞0.05），见图1。

3 讨论

随着CT技术的发展，无创性CTCA检查应用越来越广泛，但其检查产生的CT辐射剂量及碘对比剂的不良反应，也成为公众关注的焦点。目前降低CTCA辐射剂量的途径有前瞻性心电门控扫描、低管电压、低管电流、心电自动管电流调制技术、体型适应性电流调制、降低Z轴长度、增大螺距以及迭代算法技术等[9]。这些技术均有效降低了CTCA的辐射剂量；而碘对比剂使用却因在实际工作中出于对检查成功率及图像质量的保证的考虑，使用浓度和剂量均偏高，从而导致对比剂肾病的发生率增高；本文研究对BMI≤23 kg/m2的患者，与常规检查方式对比，采用低管电压80 kV结合低浓度碘对比剂（320 mg I/mL）和迭代重建技术行CTCA检查，获得了满足临床诊断要求的冠状动脉图像质量，同时降低了辐射剂量和碘摄入量。

表3 两组CTCA图像质量客观比较（±s）

表3 两组CTCA图像质量客观比较（±s）

分组A组B组t值P值n 50 50平均CT值（HU）558.48±101.02 373.41±53.44-10.67 0.00图像噪声38.47±11.28 23.09±9.06 7.11 0.00 SNR 15.62±5.67 19.78±5.54 3.70 0.92 CNR 13.33±5.27 16.49±5.28 3.00 0.896

图1 冠脉CTA VR+CPR

3.1 体质量指数（BMI）与管电压对CTCA辐射剂量和图像质量的影响

BMI是国际公认的一种评定肥胖程度的分级方法，BMI小的患者对X线吸收衰减小，图像噪声小，获得图像质量高。Mark等研究表明应用50%的剂量配合迭代重建（SAFIRE），要比100%剂量应用传统滤波反投影法（FBP）重建，降低了SD，并提高了CNR。故扫描中使用迭代重建技术（SAFIRE），使得在保证临床诊断图像质量的前提下降低管电压成为可能。本研究发现对于BMI≤23 kg/m2的患者采用80 kV扫描，其有效辐射剂量0.89±0.23(mSv)较120 kV的3.79±1.05(mSv)降低了近80.0%。与Abada等［10］研究较一致。降低管电压，虽然导致X线强度减小，图像噪声增加，但对血管影响不大，因为这种效应可以由CT值增加来获得补偿，从而增加了血管与周围组织的对比度。因此，虽然本文A组较B组的噪声增大，SNR及CNR下降，但两组统计学无差异；同时依据 Karaca［11］研究，在血管成像中 CNR＞8为图像质量优，4＜CNR＜8为图像质量良好，CNR＜4为图像质量较差，类似研究报道也见于其他血管检查，如肺动脉成像［12］。本文中A组与B组的CNR分别为13.33±5.27和16.49±5.28，均CNR＞8以上，在接受范围之内，其图像质量优良率分别达到94.4%与95.1%，比较一致，差异无统计学意义。因此，低BMI≤23 kg/m2的患者CTCA选择80 kV管电压与选择120kV管电压成像效果一致，但前者辐射剂量明显较后者减低。

3.2 低浓度碘对比剂与低管电压结合，对CTCA图像质量和对比剂用量的影响

由于管电压的改变影响碘对比剂对X线的吸收衰减。低管电压与低浓度碘对比剂相结合，使在低管电压下对比剂中的碘对X线的吸收效率增加，间接增加了血管强化程度，提高血管图像质量。有文献报道，当冠脉强化高于300 HU时即可满足诊断，因为密度过高减小了管腔与管壁钙化之间的密度差，不利于钙化斑块的显示，同时还可能因为部分容积效应低估非钙化斑块的面积而低估管腔狭窄的程度，并且也会因高浓度伪影的干扰而掩盖较小的非钙化斑块的检出和CT值的测量[13-14]。本文A组80 kV结合对比剂320 mg I/mL的CT值（558.48±101.02）HU明显高于B组120 kV结合350 mg I/mL的CT值（373.41±53.44）HU，且差异有统计学意义，但两者平均CT值均高于300 HU，满足了临床诊断的要求；另外，应用同样的注射方式，对比剂用量0.8～1.0 mL/kg，不仅明显低于常规用量1.5～2.0 mL/kg，而且随着碘对比剂浓度减低，又降低了碘对比剂的摄入量，因此，可减少碘对比剂肾病的发生率。文中A组与B组碘对比剂用量分别为（47.52±4.41）mL与（47.64±3.70）mL，均明显低于CTCA常规用量60～80 mL，同时A组对比剂浓度320 mg I/mL（碘克沙醇）低于B组350 mg I/mL（碘海醇），但两组图像质量也并未因对比剂浓度减低而下降；因此，对于BMI≤23 kg/m2的患者，80 kV管电压结合低浓度对比剂行CTCA检查是可行的，不仅有效降低了辐射剂量，也减少了碘摄入量。

4 结论

在CTCA检查中，对于低BMI且心律较规整的患者，采用80 kV管电压结合低浓度对比剂行CTCA检查，不仅能够保证诊断所需要的图像质量，同时也降低了辐射剂量和碘摄入量，遵循了降低辐射剂量的原则（as low as reasonably achievable，ALARA原则），达到个性化扫描的目的，值得推广。