256层螺旋CT前门控及后门控冠脉成像质量和辐射剂量的比较

　　　　　　 作者：袁庆海 崔虎永 刘建华 姜微

【摘要】 目的 比较256层螺旋CT前门控与后门控冠脉成像质量和患者的辐射剂量。方法 按照改良后的美国心脏协会的分类方法将冠状动脉分为17节段，由两名放射医师独立进行质量评价，同时对患者的辐射剂量进行统计。结果 两名放射医师对成像质量达成一致评价，前门控冠脉成像与后门控冠脉成像质量无统计学差异。前门控冠脉成像的辐射剂量较后门控下降了约70%，有明显统计学差异。结论 与后门控比较，前门控在保持冠脉成像质量的同时降低了辐射剂量。

【关键词】 体层摄影术;CT;冠状血管造影术;冠状动脉病变

　　多层螺旋CT冠状动脉成像是一种诊断冠状动脉疾病的无创性检查方法，回顾性心电门控(后门控)冠状动脉成像采取回顾性测量R波时间，在扫描床运动的同时进行螺旋扫描。尽管回顾性心电门控成像的准确率比较高，但是这种扫描产生了较高辐射剂量〔1～3〕。前瞻性心电门控(前门控)是一种用于心脏冠状动脉CT成像的技术，提前预测R波时间，采取非螺旋的步进式方法采集图像，即在扫描过程中扫描床是静止的〔4〕。前门控仅在需要的期像进行断层扫描，而后门控则是在所有的心动周期进行扫描。本研究主要探讨256层螺旋CT前门控与后门控冠状动脉成像的图像质量和辐射剂量。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料 连续收集2009年9～11月来我院行256层螺旋CT冠状动脉成像扫描的患者60例，男34例，女26例，年龄47～80岁;心率61～128次/min，平均心率79.9次/min，所有患者检查前均未服用琥珀酸美托洛尔缓释片，患者平静休息10 min后进行检查。排除标准：严重肝肾功能不全或者心功能不全，含碘造影剂过敏的患者，冠状动脉搭桥患者，冠状动脉支架术后患者。扫描时心率波动&>5次/min。连续选取30例患者进行前门控扫描(A组)，其中男18例，女12例;连续选取30例患者进行后门控扫描(B组)，其中男16例，女14例。

　　1.2 检查方法

　　1.2.1 256层螺旋CT扫描 扫描设备为Philips Brilliance工业计算机断层扫描成像(iCT)仪，A组患者采用前门控扫描模式，使用128×0.625 mm的探测器，扫描层厚0.9 mm，层间距0.45 mm，机架转速0.27 s/转，FOV 165.0 mm，管电压120 kV，管电流200 mAs，重建矩阵为512×512;B组患者采用后门控心脏扫描模式，使用128×0.625 mm的探测器，扫描层厚0.9 mm，层间距0.45 mm，机架转速0.27 s/转，FOV 165.0 mm，管电压120 kV，管电流800 mAs，螺距为0.16，重建矩阵为512×512，采用智能扇区选择扫描方式。增强扫描时，以5 ml/s的速度注射非离子型含碘对比剂碘普罗胺(Iopromide，370 mgI/ml) 50～80 ml，对比剂注射量依据患者体重和扫描范围进行个体化定量。在对比剂注射完毕后以相同速度继续追加注射20～30 ml生理盐水，使用人工智能触发扫描(触发层面设置在肺动脉水平的降主动脉，触发阈值设置在150 HU)。扫描范围从气管分叉部到肝脏上缘(心底部)。

　　1.2.2 后处理技术 所有患者的冠状动脉影像均传输至Extended Brilliance Workspace(EBW)工作站进行影像质量评估。B组患者采用心脏标准(cardiac standard)算法，按照75%和45%RR间期时相进行重建。当75%或45%时相重建影像质量不佳时，可自5%～95%每间隔10进行多相位重组，在每个相位上进行冠状动脉的后处理重建，筛选图像最佳者用于图像质量评价。冠状动脉显示的方法包括横断面影像、多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)、容积再现(VR)。

　　1.3 影像质量评估 按照改良后的美国心脏协会(AHA)的分类方法〔5〕将冠状动脉分为17段。1～4 段分别为右冠状动脉近(RCAp)、中(RCAm)、远段(RCAd)、后降支(PDA，4a)和左室后支( PLA，4b);5段为LM;6～10 段分别为左前降支近(LADp)、中(LADm)、远段(LADd)及第一对角支(D1)和第二对角支(D2);11～16段分别为回旋支近段(LCXp)、第一钝缘支(OM1)、回旋支中(LCXm)、第二钝缘支(OM2)、回旋支远段(LCXd)和中间支(Intermediate)。参照文献〔6〕，将图像质量分级：(1级，优;2级，良;3级，中;4级，差)。1级图像显示血管连续、清晰，轴位扫描血管边缘清晰，无运动伪影及边缘脂肪密度影，在VR图像上无阶梯伪影;2级图像显示血管边缘模糊，轴位扫描血管出现较小的运动伪影，如条状伪影，在VR图像上可见轻微的阶梯伪影;3级图像血管出现伪影，轴位扫描运动伪影边缘距离血管中心&<5 mm，VR图像阶梯伪影小于血管直径的25%;4级图像血管显示不清，无法对血管与周围组织进行区分。由2 位有经验的医师独立完成对冠状动脉分段和图像质量的评价，出现分歧时以取得一致意见为准，4级以上质量可以满足评价，4级质量不能满足评价。

　　1.4 射线剂量评估 A组和B组检查时记录由计算机生成的容积CT剂量指数〔CT dose index volume，CTpOL(mGy)〕，用CTpOL×扫描长度得出剂量长度乘积〔dose length product，DLP(mGy/cm)〕。有效剂量〔Effective dose，ED(mSV)〕为DLP×C，其中C为换算因子，在冠状动脉扫描时C的取值为0.014。

　　1.5 统计学分析 所有数据均输入SPSS10.0统计软件进行分析处理，两组图像质量及有效剂量进行配对t检验。

　　2 结 果

　　2.1 心率及扫描时间 A组患者扫描时心率61～110次/min，平均心率78.4次/min，有2例心率波动范围&>5次/min，所有患者需1次移床、2次扫描，扫描总时间为3.52～4.56 s，平均扫描时间为4.04 s。B组患者扫描时心率62～128次/min，平均心率85.2次/min，扫描总时间为4.26～5.11 s，平均扫描时间为4.77 s。

　　2.2 图像质量 60例患者中，A组有2例心率波动伪影导致图像不佳影响观察，其余28例患者共显示412个节段，其中21个节段因为血管细小未纳入统计分析，其余391个节段均能满足临床诊断要求;B组有1例严重钙化导致图像不佳影响观察，其余29例患者共显示437个节段，其中26个节段因为血管细小未纳入统计分析，其余411个节段均能满足临床诊断要求。两组患者在图像质量评价方面无显著差异。见表1。表1 前门控与后门控冠脉图像质量评分比较

　　2.3 辐射剂量 A组的有效剂量为2.20～3.08 mSv，平均2.76 mSv;B组的有效剂量为8.35～9.48 mSv，平均9.05 mSv，组间比较存在统计学差异(P&<0.01)，A组较B组减少了约70%。两组的图像质量评分无明显统计学差异，见图1，图2。

　　3 讨 论

　　多层螺旋CT冠状动脉成像作为一种无创性检查冠状动脉疾病的手段已经有了较大的进展，但使用常规的后门控扫描在提供诊断的同时也增加了辐射剂量对患者的潜在伤害。

　　传统的后门控扫描是在整个心动周期中X线管球进行持续曝光，在扫描床移动的情况下进行螺旋扫描，为了得到充足的数据，一般情况下使用小螺距扫描(0.2～0.26)〔7〕。前门控扫描是在选定的心动周期的某一个期相或者某一段期相进行周围扫描，此时扫描床没有移动，与后门控相比，前门控降低辐射剂量的主要因素是：一方面降低了扫描过程中的曝光时间，另一方面非螺旋扫描可以降低扫描时间，这两方面的结合，极大的降低了辐射剂量。本组数据表明，应用前门控扫描在没有降低图像质量的前提下，辐射剂量下降了约70%。

　　64层螺旋CT的探测器宽度为40 mm，管球的旋转时间为0.35 s，一般需要2～3次移床，而256层螺旋CT的探测器宽度为80 mm，管球旋转时间为0.27 s，一般只需要1次移床即可完成扫描。所以，探测器的增宽可以显著降低扫描时间，而管球旋转速度提高增加了时间分辨率，可以降低曝光时间，这两方面结合在前门控的应用，使256层螺旋CT的辐射剂量较64层螺旋CT有所降低，本组前门控的平均有效剂量为2.76 mSv，较王妍焱等〔8〕报道的64层螺旋CT前门控平均有效剂量3.37 mSv有所下降。

　　综上，256层螺旋CT前门控扫描与后门控扫描相比，可以较大幅度的降低射线剂量，在日常工作中应该尽最大程度的选择前门控扫描，降低冠状动脉CT成像给患者带来的辐射损伤。

参考文献

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　　8 王妍焱，吴国庚，周 诚，等.64排螺旋CT前门控冠状动脉横断面扫描低剂量技术的初步研究〔J〕.中华放射学杂志，2008;42(10):101821.