王 敏 WANG Min

郭美玲 GUO Meiling

李 劍 LI Jian

CT低管電壓對胸痛三聯(lián)征排查圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響

王 敏 WANG Min

郭美玲 GUO Meiling

李 劍 LI Jian

目的探討低管電壓對128層螺旋CT急性胸痛三聯(lián)征排查（TRO）圖像質(zhì)量及輻射劑量的影響。資料與方法50例臨床癥狀表現(xiàn)為急性胸痛，并行128層螺旋CT回顧性心電門控TRO的患者，隨機分為A組（100 kV）、B組（120 kV），每組各25例。采用5分法評價圖像質(zhì)量，測量并計算兩組主動脈、肺動脈及冠狀動脈的CT值、圖像噪聲（N）、信噪比（SNR）、對比噪聲比（CNR）。記錄劑量長度乘積（DLP），計算有效劑量（ED）。比較兩組的圖像質(zhì)量和ED。結(jié)果兩組圖像質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=-0.667, P＞0.05）。A組主動脈、肺動脈、冠狀動脈平均CT值高于B組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.753、2.081、3.755, P＜0.05）。兩組N、SNR、CNR差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.654、0.818、1.357, P＞0.05）。A組ED[（7.25±1.53）mSv]明顯低于B組[（11.86±2.22）mSv]，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t= -8.541, P＜0.05）。結(jié)論低管電壓128層螺旋CT的TRO可以在獲得滿足診斷要求的圖像質(zhì)量的同時，降低輻射劑量，值得推廣應(yīng)用。

胸痛；急性??；體層攝影術(shù)，螺旋計算機；管電壓；質(zhì)量控制；輻射劑量

多層螺旋CT（MSCT）三聯(lián)排查掃描（TRO）是診斷急性胸痛的有效方法[1]，但是常用的回顧性心電門控掃描技術(shù)的輻射劑量較標(biāo)準(zhǔn)胸部強化掃描明顯增加[2]。電離輻射的遺傳效應(yīng)及致癌風(fēng)險問題已經(jīng)成為業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點[2]。本研究旨在研究低管電壓與自動管電流調(diào)節(jié)相結(jié)合的低劑量掃描技術(shù)對診斷急性胸痛圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響，探討低管電壓掃描的可行性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2011-06～2012-12濟寧市第一人民醫(yī)院因急性胸痛就診并擬行TRO的50例患者，其中男27例，女23例；年齡25～80歲，平均（57±15）歲?；颊唠S機分為A組（100 kV）、B組（120 kV），每組各25例。排除標(biāo)準(zhǔn)：碘對比劑過敏、嚴(yán)重肝腎功能不全、嚴(yán)重心律不齊、屏氣不良、心率（HR）＞100次/min、體重指數(shù)（BMI）＞25.0 kg/m2。所有患者檢查前均知情同意并簽署知情同意書。兩組患者性別構(gòu)成、年齡、BMI、HR差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Definition AS 128層CT掃描儀。所有患者均未控制HR。使用雙筒高壓注射器經(jīng)患者右側(cè)肘正中靜脈注射對比劑370 mgI/ml碘普羅胺90～100 ml，流速為5.0 ml/s，之后以相同速度注射40 ml生理鹽水。采用人工智能觸發(fā)掃描，觸發(fā)層面為升主動脈，觸發(fā)閾值為100 Hu，掃描范圍自胸廓入口至肝臟上緣。管電壓A組100 kV，B組120 kV，其他掃描參數(shù)均相同：準(zhǔn)直0.6 mm，層厚0.75 mm，重建間隔0.5 mm，管電流160 mA，開啟四維智能在線劑量調(diào)控技術(shù)。全劑量曝光時相30%～70% R-R間期，螺距根據(jù)HR調(diào)整。記錄每例患者的劑量長度乘積（DLP）。

1.3 圖像分析 利用機器自動給出的最佳收縮期和最佳舒張期進(jìn)行雙時相重建。重建卷積核均選用B26f（冠狀動脈）和B30f（肺動脈和主動脈）。對冠狀動脈、肺動脈及主動脈行容積再現(xiàn)（VR）、多平面重組（MPR）、曲面重組（CPR）、最大密度投影（MIP）等重組處理。由2名主治醫(yī)師采用5分法對患者的圖像質(zhì)量進(jìn)行評價。評價標(biāo)準(zhǔn)：1分，3大主要血管（主動脈、肺動脈、冠狀動脈）顯示清晰，管腔連續(xù)，無偽影；2分，血管連續(xù)，管壁有輕度偽影或邊緣輕度模糊；3分，血管連續(xù)，管壁中度偽影或中度階梯狀偽影；4分，管壁嚴(yán)重運動偽影，血管出現(xiàn)錯位、不連續(xù)；5分，不能做出診斷。意見不一致時，由2人協(xié)商統(tǒng)一。測量并記錄所有患者肺動脈主干、升主動脈根部、左冠狀動脈起始部、左心室前壁心肌的CT值。以升主動脈根部CT值的標(biāo)準(zhǔn)差作為圖像噪聲（N），計算信噪比（SNR）及對比噪聲比（CNR）。SNR=升主動脈根部CT值/N；CNR=（左冠狀動脈起始部CT值-左心室前壁心肌CT值）/N。

1.4 輻射劑量評價 機器自動生成DLP。有效劑量（ED）＝DLP×k，其中k為劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)0.017[3]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 13.0軟件，兩組患者年齡、BMI、HR、掃描長度、主動脈CT值、肺動脈CT值、冠狀動脈CT值、ED、N、SNR、CNR、圖像質(zhì)量評分比較采用獨立樣本t檢驗。兩組患者性別比較采用χ2檢驗，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 輻射劑量 兩組患者掃描長度差異無統(tǒng)計學(xué)差異（t=0.883, P＞0.05）。A組ED[（7.25±1.53）mSv]較B組[（11.86±2.22） mSv]降低約38.9%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=-8.541, P＜0.05），見表1。

2.2 圖像質(zhì)量 A組主動脈、肺動脈、冠狀動脈平均CT值較B組分別高約23.8%、13.0%、23.8%，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.753、2.081、3.755, P＜0.05)。A組N、SNR、CNR均高于B組，但差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.654、0.818、1.357, P＞0.05）。A、B組重建圖像（包括VR、MPR、CPR、MIP）質(zhì)量顯示均較好，圖像質(zhì)量評分分別為（1.60±0.82）分和（1.76±0.88）分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（-0.667, P＞0.05）。見表1。

表1 兩組患者有效劑量、圖像質(zhì)量比較

2.3 病變顯示 所有患者均成功完成檢查，其中A組檢出冠狀動脈狹窄（圖1）6例、肺動脈栓塞（圖2）5例，壁冠狀動脈1例，主動脈夾層（圖3）3例，主動脈壁間血腫1例，血管外病變2例，陰性7例。B組檢出冠狀動脈狹窄8例、肺動脈栓塞4例、主動脈夾層（圖4）5例，血管外病變2例，陰性6例。

圖1 患者男，69歲，冠狀動脈狹窄。A. VR圖像示主動脈及肺動脈充盈良好；B. VR圖像示前降支近段（箭）非鈣化斑塊形成并管腔重度狹窄；C.選擇性冠狀動脈造影圖像示前降支重度狹窄（箭）。圖像質(zhì)量評分2分

圖2 患者女，25歲，肺動脈栓塞。MPR圖像示左上肺動脈（箭）及下肺動脈（箭頭）栓子形成。圖像質(zhì)量評分1分

圖3 患者女，63歲，主動脈夾層。去除肺動脈的VR圖像示升主動脈根部（箭頭）至頭臂干（箭）水平胸主動脈夾層形成，右冠狀動脈近段瘤樣擴張（星號）。圖像質(zhì)量評分1分

圖4 患者女，26歲，主動脈夾層。VR圖像示左鎖骨下動脈（箭）至腹腔干上緣水平（箭頭）胸主動脈夾層形成。圖像質(zhì)量評分1分

3 討論

TRO一次掃描可以同時顯示冠狀動脈、肺動脈及主動脈，是急性胸痛病因診斷的有效方法[1]。然而常用的回顧性心電門控采用小螺距重疊掃描模式，在全心動周期曝光，輻射劑量相對較高[2]。前瞻性心電門控可以顯著降低TRO的輻射劑量，但是受機器時間分辨率及患者HR等的限制，不能廣泛應(yīng)用于臨床[1,4]。國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)，在CT血管造影中，降低管電壓可以顯著降低輻射劑量[4-6]。本研究旨在探討低管電壓與自動管電流調(diào)節(jié)相結(jié)合的掃描技術(shù)對急性胸痛圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。

輻射劑量與管電壓的平方成正比，降低管電壓可以顯著降低患者接受的輻射劑量[4,6]。本研究中100 kV組管電壓的ED較120 kV組減少了約38.9%。同時，100 kV組的主動脈、肺動脈及冠狀動脈CT值均明顯高于120 kV組，這主要是因為低管電壓增加了光電效應(yīng)，使高原子序數(shù)物質(zhì)的衰減值增加，低原子序數(shù)物質(zhì)的衰減值降低，增加了強化血管與周圍組織的對比度[4]。因此，降低管電壓可以降低輻射劑量。

低管電壓時，X線的穿透力下降，到達(dá)探測器的X線光子數(shù)量減少，圖像N增大[4]。Schindera等[7]研究發(fā)現(xiàn)，在胸腹主動脈CT血管造影中，將噪聲指數(shù)維持在15，隨著管電壓降低，管電流可以自動升高來維持圖像質(zhì)量，同時輻射劑量總體上顯著降低。本研究采用四維智能在線劑量調(diào)控技術(shù)，該技術(shù)可以根據(jù)患者身體和臟器的解剖形態(tài)自動調(diào)整X線管電流。低管電壓掃描時，通過提高管電流來獲得滿意的圖像質(zhì)量，彌補低管電壓帶來的N增加。另外，肺組織具有良好的天然對比和對X線的低吸收性，在一定范圍內(nèi)降低管電壓，對肺窗上觀察肺部病變無影響?？v膈窗噪聲增大，可以通過改變窗寬、窗位來降低影響。在滿足診斷圖像質(zhì)量的前提下，可以增加一定的噪聲值[8]。本研究中A組N高于B組，但是差異無統(tǒng)計學(xué)意義。兩組SNR、CNR、圖像質(zhì)量評分差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。本研究未根據(jù)患者HR對掃描時間窗進(jìn)行優(yōu)化，以進(jìn)一步減低輻射劑量，存在一定的局限性。

綜上所述，回顧性心電門控低管電壓TRO雖然增加了圖像N，但是與常規(guī)掃描方案相比，可以顯著增加血管強化值及其與周邊組織的對比，不僅可以獲得滿意的圖像質(zhì)量，而且能大大降低了輻射劑量，減少了患者的輻射傷害，臨床可行性較高，推薦常規(guī)使用。

[1] 段艷華, 王莉, 王錫明, 等. 雙源CT前瞻性心電門控掃描在急性胸痛診斷中的臨床應(yīng)用. 中華放射學(xué)雜志, 2011, 45(1): 32-36.

[2] Ketelsen D, Luetkhoff MH, Thomas C, et al. Estimation of the radiation exposure of a chest pain protocol with ECG-gating in dual-source computed tomography. Eur Radiol, 2009, 19(1): 37-41.

[3] Menzel HG, Schibilla H, Teunen D. European guidelines on quality criteria for computed tomography. Luxembourg:European Commission, 2000, Publication No, 2000, EUR 16262 EN.

[4] Alkadhi H, Schindera ST. State of the art low-dose CT angiography of the body. Eur J Radiol, 2011, 80(1): 36-40.

[5] Raff GL. Radiation dose from coronary CT angiography: five years of progress. J Cardiovasc Comput Tomogr, 2010, 4(6): 365-374.

[6] 張俊, 何波, 江杰, 等. 管電壓100kV下雙源CT冠狀動脈成像的可行性. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012(10): 734-737.

[7] Schindera ST, Graca P, Patak MA, et al. Thoracoabdominalaortoiliac multidetector-row CT angiography at 80 and 100 kVp: assessment of image quality and radiation dose. Invest Radiol, 2009, 44(10): 650-655.

[8] 秦維昌, 亓恒濤, 王巍. 接受適度噪聲. 中華放射學(xué)雜志, 2009, 43(7): 677-678.

（責(zé)任編輯 唐 潔）

Influence of CT Low Tube Voltage on Image Quality and Radiation Dose in Patients with Chest Pain

PurposeTo explore the influence of low tube voltage of 128-slice CT on image quality and radiation dose in patients with acute chest pain.Materials and MethodsFifty patients with clinical acute chest pain underwent retrospective ECG-gated TRO on a 128-slice CT scanner. All the patients were randomly divided into group A (100 kV) and group B (120 kV), with 25 cases in each group. Image quality was scored by 5-point method. CT value, image noise (N), enhanced signal to noise ratio (SNR), contrast to noise ratio (CNR) of aorta, pulmonary and coronary of two groups were measured and calculated. Dose length product (DLP) was recorded and radiation dose (ED) was calculated. The image quality and radiation dose of the two groups were comapred.ResultsSubjective score of image quality had no statistical significance between the two groups (t=-0.667, P＞0.05). Average CT value of aorta, pulmonary artery and coronary artery of group A was higher than that of group B, the difference was statistically significant (t=3.753, 2.081, 3.755, P＜0.05). N, SNR and CNR had no statistically difference between the two groups (t=0.654, 0.818, 1.357, P＞0.05). ED of group A [(7.25±1.53) mSv] was significantly lower than that of group B [(11.86±2.22) mSv] (P＜0.05).ConclusionLow tube voltage 128-slice CT TRO can reduce radiation dose without reducing image quality, which should be widely applied.

Chest pain; Acute disease; Tomography, spiral computed; Tube voltage; Quality control; Radiation dosage

濟寧市第一人民醫(yī)院CT室 山東濟寧272111

王 敏

Department of CT, Jining First People's Hospital, Jining 272111, China

Address Correspondence to: WANG Min

E-mail: wangmin7963@163.com

R445.3；R816.2

2013-06-10

修回日期：2013-08-22中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2013年 第21卷 第9期：715-717，719

Chinese Journal of Medical Imaging

2013 Volume 21(9): 715-717, 719

10.3969/j.issn.1005-5185.2013.09.023