宋其君

(新汶礦業(yè)集團(tuán)萊蕪中心醫(yī)院，山東萊蕪 271103)

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3D自動毫安技術(shù)在64層螺旋CT冠狀動脈成像檢查中的應(yīng)用

宋其君

(新汶礦業(yè)集團(tuán)萊蕪中心醫(yī)院，山東萊蕪 271103)

摘要：目的觀察3D自動毫安技術(shù)在64層螺旋CT冠狀動脈成像(CTCA)檢查中的應(yīng)用效果。方法將接受64層CTCA檢查的100例患者隨機(jī)分為C、D兩組各50例，對C組患者使用固定毫安技術(shù)檢查，D組使用3D自動毫安技術(shù)檢查，比較兩組的圖像質(zhì)量評分、圖像噪聲、容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)及有效劑量，計(jì)算D組管電流及應(yīng)用3D自動毫安技術(shù)的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值及陰性預(yù)測值。結(jié)果D組管電流為140～680(449±124)mA。D組、C組圖像質(zhì)量評分分別為3.78±0.34、3.95±0.65，圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)差分別為(26.15±1.38)、(25.27±3.81)Hu，CTDIvol分別為(39.56±8.63)、(70.35±9.35)mGy，有效劑量分別為(10.68±2.27)、(16.02±2.61)mSv，兩組圖像噪聲、CTDIvol、有效劑量比較，P均<0.01。應(yīng)用3D自動毫安技術(shù)的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及準(zhǔn)確率分別為94.92%、92.13%、88.89%、96.47%。結(jié)論 3D自動毫安技術(shù)應(yīng)用于64層CTCA檢查，圖像噪聲相對穩(wěn)定，輻射劑量低，但不降低圖像質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：3D自動毫安技術(shù)；多層螺旋CT冠狀動脈成像；圖像噪聲；圖像質(zhì)量

64層螺旋CT冠狀動脈成像(CTCA)是安全、無創(chuàng)的檢查模式，有較高的陽性預(yù)測值和極高的陰性預(yù)測值，越來越多地應(yīng)用于冠心病篩查、支架置入術(shù)及冠狀動脈搭橋術(shù)后的隨訪復(fù)查。隨之而來的X線輻射問題也越來越被人們關(guān)注，在CT檢查中如何減少患者的射線劑量成為國內(nèi)外學(xué)者的研究熱點(diǎn)[1,2]。在實(shí)際工作中，CTCA掃描常使用固定的劑量(常規(guī)的650 mA)，對BMI較小的個體可能劑量偏高，而對BMI較大的個體可能劑量不足、圖像噪聲增大，影響診斷細(xì)節(jié)的顯示。而且不同機(jī)構(gòu)之間輻射劑量差距明顯，從平均5 mSv到平均30 mSv，表明合理的掃描方案可以有效降低輻射劑量。本研究我們觀察了3D自動毫安技術(shù)在64層CTCA檢查中的應(yīng)用效果，探討個體化低X線劑量掃描中X線劑量與圖像質(zhì)量的關(guān)系。

1資料與方法

1.1臨床資料選擇在新汶礦業(yè)集團(tuán)萊蕪中心醫(yī)院接受64層CTCA檢查的100例患者，其中男55例、女45例，年齡35～75歲、平均56歲，心率55～68次/min。其中冠心病篩查94例，支架術(shù)后復(fù)查6例。將所有患者隨機(jī)分為C、D兩組各50例。兩組一般資料具有可比性。

1.2方法

1.2.164層CTCA檢查方法受檢者取仰臥位，正側(cè)位定位覆蓋全部心臟區(qū)域。首先測定肘靜脈-主動脈的循環(huán)時間，經(jīng)肘前靜脈以4.5 mL/s流率注射對比劑20 mL，在主動脈根部水平選擇一個層面，由軟件自動測出時間-密度曲線，確定掃描延遲時間。平靜時心率超過70 次/min的72例患者于CT掃描前1 h服用美托洛爾25～100 mg。機(jī)架轉(zhuǎn)速0.35 s/r，準(zhǔn)直器寬度0．625 mm×64層，管電壓120 kV，重建層厚0.625 mm，視野250 mm×250 mm，矩陣512×512。靜脈注射對比劑42～75 mL，流率3.5～5.9 mL/s。掃描起點(diǎn)為左冠狀動脈上方1 cm處，終點(diǎn)為心臟下緣向下1 cm處，在回顧性心電門控下進(jìn)行冠狀動脈掃描。C組開啟ECG電流調(diào)控，設(shè)置60%～80%期相輸出毫安值為650 mA，其余期相為130 mA。D組選定圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)差27 Hu為可接受噪聲[3]，應(yīng)用3D自動毫安技術(shù)，在定位像上測量主動脈分出冠狀動脈左主干層面為中心掃描1 cm層厚應(yīng)使用的毫安值，即“Axial”掃描模式、0.4 s/r、“Full”重建模式下的適用管電流毫安值，將其設(shè)為“Y mA”。并由此計(jì)算出“Cardiac”掃描模式、“Segment”重建模式下球管0.35 s/r適用的管電流毫安值，即“XmA”。根據(jù)兩種掃描方式之間的關(guān)系推導(dǎo)出公式：X mA=Y mA×[(0.4×360)/(0.35×240)],其中“0.4×360”為“Full”重建模式下球管0.4 s/r旋轉(zhuǎn)360°獲得的數(shù)據(jù)量；“0.35×240”為“Segment”重建模式下球管0.35 s/r旋轉(zhuǎn)240°獲得的數(shù)據(jù)量，即X mA=Y mA×1.714。計(jì)算得到X mA，開啟ECG電流調(diào)控，設(shè)置60%～80%期相輸出毫安值，其余期相毫安值為此數(shù)值的20%。

1.2.2圖像重建及評價方法操作臺上將原始數(shù)據(jù)在心動周期60%～80%相位上進(jìn)行橫斷面圖像重建，并傳入GE Aw 4.4工作站，在每個相位窗上對每支血管進(jìn)行容積再現(xiàn)、最大密度投影、曲面重組等心臟及冠狀動脈的三維成像，篩選出圖像質(zhì)量最佳者用于冠狀動脈圖像質(zhì)量的評價。在主動脈分出冠狀動脈左主干層面的上下3層，分別選取面積為100 mm2的感興趣區(qū)，測量圖像噪聲，并取3層CT值標(biāo)準(zhǔn)差的平均值作為該患者的圖像噪聲。采用美國心臟協(xié)會冠狀動脈改良分段方法[4]，由2名主治以上資歷的醫(yī)師以雙盲法對冠狀動脈的13個主要節(jié)段進(jìn)行評價。檢查時記錄由計(jì)算機(jī)生成的容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)，用CTDIvol×掃描長度得出劑量長度乘積，即總照射劑量(DLP)。DLP×換算因子C為有效劑量，換算因子采用歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南提出的胸部平均值0.017[3]，計(jì)算并記錄各組有效劑量均值。

2結(jié)果

D組管電流為140～680(449±124)mA。D組、C組圖像質(zhì)量評分分別為3.78±0.34、3.95±0.65，圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)差分別為(26.15±1.38)、(25.27±3.81)Hu，CTDIvol分別為(39.56±8.63)、(70.35±9.35)mGy，有效劑量分別為(10.68±2.27)、(16.02±2.61)mSv，兩組圖像噪聲、CTDIvol、有效劑量比較，P均<0.01。應(yīng)用3D自動毫安技術(shù)的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄(≥50%狹窄)的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值、陰性預(yù)測值及準(zhǔn)確率分別為94.92%、92.13%、88.89%、96.47%，及93.24%。

3討論

CT圖像質(zhì)量和CT射線劑量從一開始就是一個矛盾體，如何在滿足臨床診斷的前提下，最大程度控制CTCA輻射劑量并盡可能地減少輻射危害已越來越受到人們的重視[5]。目前CTCA有多種低劑量技術(shù)，本研究C、D組掃描均采用了ECG電流調(diào)制技術(shù)，并在采集圖像后用C2模式后過濾重建以降低圖像噪聲，改善圖像質(zhì)量。ECG電流調(diào)制技術(shù)通過在心動周期中有用部分(用于圖像重建)使用高毫安輸出，而在心電周期的其余部分使用低毫安，從而減少曝光劑量。對冠狀動脈時間運(yùn)動軌跡的研究[6]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)心率低于75次/min且節(jié)律穩(wěn)定時，右冠狀動脈及左回旋支在RR間期的60%～80%相位(等容舒張期)有一段相對平穩(wěn)的平臺期。ECG電流調(diào)制技術(shù)的應(yīng)用可降低30%～50%的射線劑量[7]。后過濾重建(C2)將其對噪聲的減除作用轉(zhuǎn)化為管電流的適度降低，可降低約32%的射線劑量[8]。

采用固定的劑量，會導(dǎo)致小BMI的個體可能接受過量輻射而大BMI個體曝光劑量又可能不足的現(xiàn)象[8]。在相同的過濾條件和恒定的管電壓條件下，輻射劑量與管電流成正比關(guān)系，所以在CTCA檢查中多采用降低管電流的方法來降低輻射劑量。而相同BMI的患者，胸廓的大小以及骨骼、氣體等組織對X線的吸收不同會產(chǎn)生不同的圖像噪聲影響圖像質(zhì)量。3D自動毫安技術(shù)是一種前瞻的三維劑量調(diào)控技術(shù)。根據(jù)臨床需要預(yù)先設(shè)置所需的圖像噪聲指數(shù)，本研究設(shè)置為27 Hu[9]。根據(jù)這個噪聲標(biāo)準(zhǔn)差，機(jī)器只需要利用一個掃描定位像的數(shù)據(jù)就能決定所需X線的劑量。可根據(jù)患者的BMI、胸廓大小和估計(jì)肌肉量進(jìn)行個性化選擇。

在掃描定位像后，使用3D自動毫安技術(shù)，設(shè)置噪聲標(biāo)準(zhǔn)差，將圖像噪聲標(biāo)準(zhǔn)差值控制在27 Hu以下，經(jīng)機(jī)器自動計(jì)算適用毫安值，指導(dǎo)D組管電流選擇，經(jīng)試驗(yàn)證實(shí)，D組管電流較C組下降30%，并且圖像噪聲控制在平均26.15 Hu，圖像質(zhì)量完全可以滿足診斷需要。D組患者最大BMI為31.14，其有效劑量為15.01 mSv,最小BMI為21.88，其有效劑量為5.926 mSv。分析C組發(fā)現(xiàn)，固定毫安檢查存在BMI較大者噪聲過高、BMI較小者噪聲過低、圖像質(zhì)量不穩(wěn)定、射線劑量使用不規(guī)范的弊端。而D組圖像噪聲相對穩(wěn)定，毫安使用個體化、規(guī)范化，有效劑量降低了44%，可以找到X線劑量與圖像質(zhì)量二者的平衡點(diǎn)。同時通過對D組21例同期行SCA檢查資料的對照分析，以SCA為“金標(biāo)準(zhǔn)”得出應(yīng)用3D自動毫安技術(shù)的64層CTCA檢出冠狀動脈狹窄≥50%的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值及對冠狀動脈狹窄檢出的準(zhǔn)確率與文獻(xiàn)報道的基本一致。另外，本實(shí)驗(yàn)中D組圖像噪聲均值雖然略高于C組(約升高15%)，但是圖像質(zhì)量評分均值差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，這從另一方面說明，噪聲并非越低越好。

同時，本研究檢查前訓(xùn)練患者使其呼吸幅度均勻，設(shè)置掃描起點(diǎn)為左冠狀動脈上方1 cm處，終點(diǎn)為心臟下緣向下1 cm處，根據(jù)不同患者心臟體積，設(shè)置個體化掃描范圍，掃描前嚴(yán)格控制患者心率<70次/min，將ECG期相區(qū)間設(shè)置為60%～80%，降低無謂的輻射劑量。這些總共可降低3～5 mSv。

國內(nèi)學(xué)者[9]通過BMI確定的個體化低劑量掃描方案已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了低輻射劑量的可能。由于此法簡單易行，國內(nèi)外個體化低劑量掃描方案大多以BMI為指導(dǎo)。但有時BMI相同的患者由于其胸部肌肉和皮下脂肪的厚度以及胸廓的大小不同，此時BMI不能準(zhǔn)確指導(dǎo)毫安值的設(shè)置。行冠狀動脈CT成像時，X線穿透胸部會依照不同的胸部情況在固定的感興趣區(qū)(ROI)內(nèi)產(chǎn)生不同的CT值，據(jù)此可推算出噪聲標(biāo)準(zhǔn)差等于27 Hu時定位相CT值與管電流的對應(yīng)關(guān)系。這種根據(jù)胸部定位相CT值確定個體化掃描參數(shù)的方法操作精度要求高，需花費(fèi)少量時間進(jìn)行測量，并且不同技師選擇ROI寬度可能不盡相同，測量結(jié)果可能出現(xiàn)小的偏差[10]。而3D自動毫安技術(shù)預(yù)先設(shè)置噪聲指數(shù)，通過計(jì)算機(jī)在定位像上自動測量計(jì)算，操作簡便，盡可能降低人為誤差，使X線劑量的使用更加準(zhǔn)確，同時又能實(shí)現(xiàn)不同患者間圖像質(zhì)量的一致性，符合“量體裁衣”的個體化低劑量掃描原則。該研究僅初步探討回顧性掃描方式中低劑量技術(shù)應(yīng)用，對比具有前瞻性掃描方式的多排螺旋CT，X線劑量仍偏高。

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收稿日期：(2015-06-09)

中圖分類號：R816.2

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1002-266X(2015)47-0076-03

doi：10.3969/j.issn.1002-266X.2015.47.030