低劑量冠狀動脈成像的劑量學研究

低劑量冠狀動脈成像的劑量學研究

作為一種沒有傷口的診斷方法，心臟動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的時間分辨率和空間分辨率的提高使無創(chuàng)性動脈成像日益完善。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PhilipsiCT探討在保證圖像質量的基礎上如何降低射線輻射劑量、對比劑用量和如何減少靜脈顯影的干擾。1數(shù)據和方法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驗組,行CT冠狀動脈檢查,檢查采用低對比劑用量、前瞻性掃描;實驗組年齡為32～78歲,平均52.3歲,體質量50～87kg,平均65.3kg,其中男26例,女4例,對比劑用量35～50mL,注射速率6.0mL/s;再隨機抽取30例常規(guī)回顧性心電門控掃描的患者作為對照組:對照組男23例,女7例,對比劑用量70～85mL/s,注射速率5.0～6.0mL/s;對照組年齡為30～75歲,平均56.8歲;體重47～91kg,平均68.8kg,對比劑使用碘帕醇(370mgI/mL)。實驗組與對照組兩組60例患者的體重、心率、年齡等因素組間比較差異無顯著性。實驗組掃描前30min控制心率<75次/min,檢查前5min口服硝酸甘油。如有嚴重心、肝、腎功能減退及不全和嚴重心律失常,有碘過敏史和甲狀腺功能亢進病史者均不能列入受檢者范圍。1.2血管內皮狹窄程度Philips256層iCT采用雙筒高壓注射器。采用Philips三維處理軟件技術:利用最大密度投影(MIP)后處理技術,觀察血管與鈣化的關系;利用曲面重建(CPR)后處理技術,觀察單支血管斑塊與狹窄程度;利用容積再現(xiàn)(VR)技術,觀察冠狀動脈與周圍組織的關系。1.3冠狀動脈增強掃描實驗組對比劑劑量35～50mL,左心房追蹤掃描,以減少對比劑過早進入靜脈導致靜脈顯影而干擾冠狀動脈的成像,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)進行冠狀動脈增強掃描;對照組采用常規(guī)降主動脈追蹤掃描,對比劑劑量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進行冠狀動脈增強掃描。實驗組重建45%期相,給重建期相10%phasetolerance;對照組采用回顧性心電門控掃描方式,重建45%和75%期相;實驗組掃描類型stepandshoot,對照組掃描類型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,掃描方向為出床掃描,掃描機架轉速為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,采用標準窗算法。將重建后的整心臟圖像信息傳送至EBW4.5工作站,在不同的相位上對心臟供血動脈進行容積再現(xiàn)、最大密度投影、多平面重組,并將所得圖像用于冠狀動脈造影成像的影像學評價。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)對患者進行嚴格的吸氣、閉氣訓練,吸氣為常規(guī)呼吸,閉氣時間約為12～15s。(2)心率>75次/min時,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)對比劑選擇非離子型碘對比劑(碘帕醇370mgI/mL)。(4)按照兩組不同要求掃描:實驗組前門控、低對比劑劑量及高流率掃描(主要參考患者的體質指數(shù)BMI、身高、體重范圍、體形及穿刺點靜脈回流情況來調節(jié)管電壓、管電流、對比劑流率);對照組采用后門控常規(guī)對比劑用量(單純依靠患者的體質指數(shù)BMI來調節(jié)管電壓、管電流、對比劑流率)。1.5靜脈顯微干擾及診斷分級選擇本科室兩位職稱為副主任醫(yī)師以上的醫(yī)師采用雙盲法對圖像進行評價,將圖像質量評價標準分為5級,每級相差1分,共5分。I級:LM、LAD、LCX、RCA及其所對應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:圖像質量滿意,LM、LAD、LCX、RCA及主要分支均可顯示,但邊緣輪廓模糊,無錯層或階梯狀偽影;III級:圖像質量基本滿意,LM、LAD、LCX、RCA可顯示,其他分支顯示不清,無錯層或階梯狀偽影;IV級:圖像質量差,血管主干或分支出現(xiàn)錯層,管腔不連續(xù),多段血管管壁模糊,影響診斷;V級:圖像質量非常差,偽影重,管脈無法分析。圖像質量處于Ⅰ、Ⅱ級者為優(yōu)質圖像;Ⅲ級者尚可評價;Ⅳ、V級圖像偽影較重,為不可評價圖像,質量較差。同時對靜脈顯影的干擾做出評分,分5級,每級相差1分,共5分。A級:無靜脈顯影,評5分;B級:有少許靜脈顯影干擾,4分;C級:有明確的靜脈顯影干擾,3分;D級:有較多靜脈顯影干擾,2分;E級:有嚴重的靜脈顯影干擾,嚴重影響后處理的難易程度,1分;以上分級為對3D冠脈束/CPR對圖像質量及靜脈顯影干擾的評價的標準。1.6統(tǒng)計方法所有數(shù)據都輸入SPSS(version19),以均數(shù)±標準差(x±s)表示。計量資料行配對樣本t檢驗,以P<0.01為差異有顯著性。2血壓及靜脈顯微成像比較實驗組改變示蹤位置,采用前瞻性序列掃描技術的平均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,對比劑用量為(42.16±6.11)mL,靜脈顯影干擾評分為(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,對比劑用量為(73.16±3.59)mL,靜脈顯影干擾評分為(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)。實驗組對比劑用量及靜脈顯影的干擾較對照組明顯減少。輻射劑量、對比劑用量及圖像質量比較見表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,進行前瞻性、低對比劑用量冠狀動脈CTA成像不僅可得到滿意的圖像質量,而且可以大大減少患者接受的輻射劑量,同時減少對比劑用量過大對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)師已經將CT作為沒有創(chuàng)傷的冠狀動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特的優(yōu)越性,可作為心血管造影的預檢和補充,有時甚至可替代心血管導管造影。但是在冠脈CTA廣泛的臨床應用中,存在片面追求冠狀動脈圖像質量和診斷準確性,忽略了如何最大限度保護患者以及掃描方法不恰當給后處理帶來不必要的麻煩。首先,X線對人體有害是毋容置疑的。流行病學調查顯示,CT檢查的X射線輻射劑量的增高可增加癌癥的風險。因此,有必要降低冠狀動脈檢查中的輻射劑量,以便最大限度的保護受檢者。對于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設備的固有性能之外,掃描參數(shù)的合理設置和改良操作技術能最大限度的減少受檢者接受的輻射劑量,然而圖像質量與輻射劑量呈矛盾關系。因此,合理設置掃描參數(shù)和改良操作技術的同時需要平衡圖像質量與輻射劑量的關系。在心率相對固定而且小于75次/min時,采用前瞻性掃描和針對不同患者的個體條件(如心率、BMI、身高、體質量及體形等)來確定合適的掃描方案和掃描參數(shù),從而實現(xiàn)個性化合理掃描。此外,雖然BMI是國際公認的一種評定肥胖程度的分級方法,BMI越小檢查時射線劑量也應隨之降低,但是針對于高大性體形者不能單純應用BMI指數(shù),而要同時把體形因數(shù)考慮進去。其次,對比劑的使用劑量也對患者構成一定的潛在危害,所以降低對比劑的應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,其中對比劑用量的多少及注射速率的快慢又是能直接關系到對患者危害的大小和成像質量好壞的關鍵因素。雖然應用大劑量對比劑的冠脈CTA圖像質量較高,但是碘對比劑要通過腎臟來代謝,而碘劑容易導致患者腎功能損害,預后差,致死率較高。另外,還有滲透和化學毒性反應也與對比劑用量直接相關。因此,減少對比劑用量具有重要意義。但是又不能盲目的減少對比劑的用量,因為冠狀動脈及其分支迂曲而細長,如果對比劑用量及注射速率過低,易導致冠脈遠端和小分支的顯示不佳;同時,由于管腔濃度的相對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,所以在降低對比劑用量的同時,適當?shù)募哟笞⑸渌俾?可以使達峰時間提前,管腔內有效濃度時間相對延長。與此同時改變示蹤位置,使得啟動掃描時間提前,以盡量抵消機器固定的最短延遲時間,這樣便可以達到大大較少對比劑的應用劑量的目的,在此過程啟動掃描的時間精確與否是直接關系到冠脈成像成功與否的關鍵因素。第三,由于注射速率增加,掃描時間提前,顯影劑用量減小,使得冠狀動脈接受掃描時,伴隨的靜脈內沒有顯影劑,從而大大減少靜脈污染,掃描后無需人為去除顯影的靜脈,