低劑量冠狀動(dòng)脈成像的劑量學(xué)研究

低劑量冠狀動(dòng)脈成像的劑量學(xué)研究

作為一種沒有傷口的診斷方法，心臟動(dòng)脈成像不僅可以清楚地確定狹窄程度，還可以清楚狹窄的原因。此外，多排螺旋ct的時(shí)間分辨率和空間分辨率的提高使無創(chuàng)性動(dòng)脈成像日益完善。此前各家醫(yī)院都曾在如何減低射線劑量方面做出一定的努力,并且在一定程度上能較好的減低患者接受的輻射劑量,但是在對(duì)比劑用量和減少靜脈顯影的干擾方面還有一定的欠缺。本研究旨在針對(duì)PhilipsiCT探討在保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上如何降低射線輻射劑量、對(duì)比劑用量和如何減少靜脈顯影的干擾。1數(shù)據(jù)和方法1.1患者年齡、性別、年齡使用Philips256層iCT,EZEM雙筒高壓注射器,選擇鄭州大學(xué)第五附屬醫(yī)院2012年1～6月間30例臨床懷疑或確診為冠心病的患者作為實(shí)驗(yàn)組,行CT冠狀動(dòng)脈檢查,檢查采用低對(duì)比劑用量、前瞻性掃描;實(shí)驗(yàn)組年齡為32～78歲,平均52.3歲,體質(zhì)量50～87kg,平均65.3kg,其中男26例,女4例,對(duì)比劑用量35～50mL,注射速率6.0mL/s;再隨機(jī)抽取30例常規(guī)回顧性心電門控掃描的患者作為對(duì)照組:對(duì)照組男23例,女7例,對(duì)比劑用量70～85mL/s,注射速率5.0～6.0mL/s;對(duì)照組年齡為30～75歲,平均56.8歲;體重47～91kg,平均68.8kg,對(duì)比劑使用碘帕醇(370mgI/mL)。實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組兩組60例患者的體重、心率、年齡等因素組間比較差異無顯著性。實(shí)驗(yàn)組掃描前30min控制心率<75次/min,檢查前5min口服硝酸甘油。如有嚴(yán)重心、肝、腎功能減退及不全和嚴(yán)重心律失常,有碘過敏史和甲狀腺功能亢進(jìn)病史者均不能列入受檢者范圍。1.2血管內(nèi)皮狹窄程度Philips256層iCT采用雙筒高壓注射器。采用Philips三維處理軟件技術(shù):利用最大密度投影(MIP)后處理技術(shù),觀察血管與鈣化的關(guān)系;利用曲面重建(CPR)后處理技術(shù),觀察單支血管斑塊與狹窄程度;利用容積再現(xiàn)(VR)技術(shù),觀察冠狀動(dòng)脈與周圍組織的關(guān)系。1.3冠狀動(dòng)脈增強(qiáng)掃描實(shí)驗(yàn)組對(duì)比劑劑量35～50mL,左心房追蹤掃描,以減少對(duì)比劑過早進(jìn)入靜脈導(dǎo)致靜脈顯影而干擾冠狀動(dòng)脈的成像,管電壓80～140kV、管電流80～210mA(依照BMI、身高、體重及體形綜合判斷選取),注射速率6.0mL/s,另外加生理鹽水30mL(以減少上腔靜脈干擾)進(jìn)行冠狀動(dòng)脈增強(qiáng)掃描;對(duì)照組采用常規(guī)降主動(dòng)脈追蹤掃描,對(duì)比劑劑量70～85mL/s,管電壓80～140kV、管電流600～1460mA(單純依照BMI指數(shù)判斷選取),注射速率(5.0～6.0mL/s),另外加生理鹽水30mL進(jìn)行冠狀動(dòng)脈增強(qiáng)掃描。實(shí)驗(yàn)組重建45%期相,給重建期相10%phasetolerance;對(duì)照組采用回顧性心電門控掃描方式,重建45%和75%期相;實(shí)驗(yàn)組掃描類型stepandshoot,對(duì)照組掃描類型cardiacHelical。等同掃描參數(shù)如下:患者采用仰臥位,掃描范圍由氣管隆突下1cm至心臟底部,掃描方向?yàn)槌龃矑呙?掃描機(jī)架轉(zhuǎn)速為0.27s/周,掃描層厚為0.9mm,掃描野-large,FOV為25cm。利用Philips后處理軟件將原始圖像無重疊重建,重建時(shí)相常選擇45%和75%兩種,重建層厚為0.9mm,重建間隔為0.45mm,重建視野為25cm,視野中心通過心臟,采用標(biāo)準(zhǔn)窗算法。將重建后的整心臟圖像信息傳送至EBW4.5工作站,在不同的相位上對(duì)心臟供血?jiǎng)用}進(jìn)行容積再現(xiàn)、最大密度投影、多平面重組,并將所得圖像用于冠狀動(dòng)脈造影成像的影像學(xué)評(píng)價(jià)。圖1、2為兩種掃描方式不同示蹤位置的改變。1.4服硝酸甘油檢查(1)掃描前常規(guī)對(duì)患者進(jìn)行嚴(yán)格的吸氣、閉氣訓(xùn)練,吸氣為常規(guī)呼吸,閉氣時(shí)間約為12～15s。(2)心率>75次/min時(shí),掃描前30min口服美托洛爾25～50mg,控制心率,檢查前5min舌下含服硝酸甘油0.5mg。(3)對(duì)比劑選擇非離子型碘對(duì)比劑(碘帕醇370mgI/mL)。(4)按照兩組不同要求掃描:實(shí)驗(yàn)組前門控、低對(duì)比劑劑量及高流率掃描(主要參考患者的體質(zhì)指數(shù)BMI、身高、體重范圍、體形及穿刺點(diǎn)靜脈回流情況來調(diào)節(jié)管電壓、管電流、對(duì)比劑流率);對(duì)照組采用后門控常規(guī)對(duì)比劑用量(單純依靠患者的體質(zhì)指數(shù)BMI來調(diào)節(jié)管電壓、管電流、對(duì)比劑流率)。1.5靜脈顯微干擾及診斷分級(jí)選擇本科室兩位職稱為副主任醫(yī)師以上的醫(yī)師采用雙盲法對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)價(jià),將圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分為5級(jí),每級(jí)相差1分,共5分。I級(jí):LM、LAD、LCX、RCA及其所對(duì)應(yīng)的分支均可清晰顯示,且輪廓清晰,邊緣銳利所有血管充盈良好、連續(xù),無偽影;II級(jí):圖像質(zhì)量滿意,LM、LAD、LCX、RCA及主要分支均可顯示,但邊緣輪廓模糊,無錯(cuò)層或階梯狀偽影;III級(jí):圖像質(zhì)量基本滿意,LM、LAD、LCX、RCA可顯示,其他分支顯示不清,無錯(cuò)層或階梯狀偽影;IV級(jí):圖像質(zhì)量差,血管主干或分支出現(xiàn)錯(cuò)層,管腔不連續(xù),多段血管管壁模糊,影響診斷;V級(jí):圖像質(zhì)量非常差,偽影重,管脈無法分析。圖像質(zhì)量處于Ⅰ、Ⅱ級(jí)者為優(yōu)質(zhì)圖像;Ⅲ級(jí)者尚可評(píng)價(jià);Ⅳ、V級(jí)圖像偽影較重,為不可評(píng)價(jià)圖像,質(zhì)量較差。同時(shí)對(duì)靜脈顯影的干擾做出評(píng)分,分5級(jí),每級(jí)相差1分,共5分。A級(jí):無靜脈顯影,評(píng)5分;B級(jí):有少許靜脈顯影干擾,4分;C級(jí):有明確的靜脈顯影干擾,3分;D級(jí):有較多靜脈顯影干擾,2分;E級(jí):有嚴(yán)重的靜脈顯影干擾,嚴(yán)重影響后處理的難易程度,1分;以上分級(jí)為對(duì)3D冠脈束/CPR對(duì)圖像質(zhì)量及靜脈顯影干擾的評(píng)價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。1.6統(tǒng)計(jì)方法所有數(shù)據(jù)都輸入SPSS(version19),以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示。計(jì)量資料行配對(duì)樣本t檢驗(yàn),以P<0.01為差異有顯著性。2血壓及靜脈顯微成像比較實(shí)驗(yàn)組改變示蹤位置,采用前瞻性序列掃描技術(shù)的平均X射線劑量DLP為(353.37±78.13)mGy×cm,總的有效劑量ED為(4.95±1.09)mSv,對(duì)比劑用量為(42.16±6.11)mL,靜脈顯影干擾評(píng)分為(4.33±0.58);常規(guī)回顧性心電門控組射線量DLP為(943.66±61.99)mGy×cm,總的有效劑量ED為(13.21±0.87)mSv,對(duì)比劑用量為(73.16±3.59)mL,靜脈顯影干擾評(píng)分為(2.61±0.85);較回顧性心電門控前瞻性掃描的輻射劑量明顯減少,差異有顯著性(P<0.01)。實(shí)驗(yàn)組對(duì)比劑用量及靜脈顯影的干擾較對(duì)照組明顯減少。輻射劑量、對(duì)比劑用量及圖像質(zhì)量比較見表1。說明心率控制在75次/min以下的患者,利用Philips256層iCT改變示蹤位置,進(jìn)行前瞻性、低對(duì)比劑用量冠狀動(dòng)脈CTA成像不僅可得到滿意的圖像質(zhì)量,而且可以大大減少患者接受的輻射劑量,同時(shí)減少對(duì)比劑用量過大對(duì)患者的危害及減少心臟各分支靜脈顯影的干擾,減輕了后處理工作的的繁瑣程度。圖3～6為不同掃描方式下,圖像靜脈顯影的干擾不同,即圖3、4基本無靜脈干擾,圖5、6有靜脈干擾,后處理比較繁瑣。3參數(shù)與效果的關(guān)系在診斷和治療冠心病的發(fā)展過程中,大部分臨床醫(yī)師已經(jīng)將CT作為沒有創(chuàng)傷的冠狀動(dòng)脈成像的重要檢查手段。究其原因在于其在心血管疾病的診斷方面具有獨(dú)特的優(yōu)越性,可作為心血管造影的預(yù)檢和補(bǔ)充,有時(shí)甚至可替代心血管導(dǎo)管造影。但是在冠脈CTA廣泛的臨床應(yīng)用中,存在片面追求冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性,忽略了如何最大限度保護(hù)患者以及掃描方法不恰當(dāng)給后處理帶來不必要的麻煩。首先,X線對(duì)人體有害是毋容置疑的。流行病學(xué)調(diào)查顯示,CT檢查的X射線輻射劑量的增高可增加癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。因此,有必要降低冠狀動(dòng)脈檢查中的輻射劑量,以便最大限度的保護(hù)受檢者。對(duì)于Philips256層iCT低劑量冠脈CTA成像中,心率控制在75次/min以下的患者,降低受檢者接受的劑量為首要條件。除了CT設(shè)備的固有性能之外,掃描參數(shù)的合理設(shè)置和改良操作技術(shù)能最大限度的減少受檢者接受的輻射劑量,然而圖像質(zhì)量與輻射劑量呈矛盾關(guān)系。因此,合理設(shè)置掃描參數(shù)和改良操作技術(shù)的同時(shí)需要平衡圖像質(zhì)量與輻射劑量的關(guān)系。在心率相對(duì)固定而且小于75次/min時(shí),采用前瞻性掃描和針對(duì)不同患者的個(gè)體條件(如心率、BMI、身高、體質(zhì)量及體形等)來確定合適的掃描方案和掃描參數(shù),從而實(shí)現(xiàn)個(gè)性化合理掃描。此外,雖然BMI是國際公認(rèn)的一種評(píng)定肥胖程度的分級(jí)方法,BMI越小檢查時(shí)射線劑量也應(yīng)隨之降低,但是針對(duì)于高大性體形者不能單純應(yīng)用BMI指數(shù),而要同時(shí)把體形因數(shù)考慮進(jìn)去。其次,對(duì)比劑的使用劑量也對(duì)患者構(gòu)成一定的潛在危害,所以降低對(duì)比劑的應(yīng)用劑量也是目前探討的方向之一;Philips256層螺旋CT冠脈成像的影響因素很多,其中對(duì)比劑用量的多少及注射速率的快慢又是能直接關(guān)系到對(duì)患者危害的大小和成像質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素。雖然應(yīng)用大劑量對(duì)比劑的冠脈CTA圖像質(zhì)量較高,但是碘對(duì)比劑要通過腎臟來代謝,而碘劑容易導(dǎo)致患者腎功能損害,預(yù)后差,致死率較高。另外,還有滲透和化學(xué)毒性反應(yīng)也與對(duì)比劑用量直接相關(guān)。因此,減少對(duì)比劑用量具有重要意義。但是又不能盲目的減少對(duì)比劑的用量,因?yàn)楣跔顒?dòng)脈及其分支迂曲而細(xì)長,如果對(duì)比劑用量及注射速率過低,易導(dǎo)致冠脈遠(yuǎn)端和小分支的顯示不佳;同時(shí),由于管腔濃度的相對(duì)減低而縮小了與軟斑塊的密度差,不利于斑塊的觀察和測量,所以在降低對(duì)比劑用量的同時(shí),適當(dāng)?shù)募哟笞⑸渌俾?可以使達(dá)峰時(shí)間提前,管腔內(nèi)有效濃度時(shí)間相對(duì)延長。與此同時(shí)改變示蹤位置,使得啟動(dòng)掃描時(shí)間提前,以盡量抵消機(jī)器固定的最短延遲時(shí)間,這樣便可以達(dá)到大大較少對(duì)比劑的應(yīng)用劑量的目的,在此過程啟動(dòng)掃描的時(shí)間精確與否是直接關(guān)系到冠脈成像成功與否的關(guān)鍵因素。第三,由于注射速率增加,掃描時(shí)間提前,顯影劑用量減小,使得冠狀動(dòng)脈接受掃描時(shí),伴隨的靜脈內(nèi)沒有顯影劑,從而大大減少靜脈污染,掃描后無需人為去除顯影的靜脈,