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冠状动脉CT血管成像(coronary CT angiography,CCTA)已成为非侵袭性诊断冠状动脉疾病的首选检查方法[1],但相对其他部位的扫描,具有辐射剂量较高的缺陷。如何降低CCTA辐射剂量逐渐成为学者研究的关注点[2]。AIDR3D是对原始高噪声图像行迭代重建(iterative reconstruction,东芝称AIDR3D),使图像噪声降低到合理水平,是降低CT辐射剂量的新方法,已成为冠状动脉CT成像未来的研究方向之一[3-4]。等中心技术将扫描部位置于机架孔中心,从而提高图像质量。本文对怀疑冠心病病人进行CCTA检查,采用相同管电压、不同管电流、不同重建方法、不同位置,对比分析各组图像质量和辐射剂量,拟探讨低管电流、等中心扫描联合AIDR3D技术降低CCTA中辐射剂量的效果。现作报道。
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2016年11月30日至2018年6月25日我院临床怀疑冠心病行CCTA检查病人108例,均有憋闷感、心前区疼痛等临床症状,其中男59例,女49例,年龄38~89岁。本研究方案经广东省中医院珠海医院伦理委员会批准。病例纳入标准:年龄≥18岁,心率 < 70次/分,体质量指数(BMI)为18~26 kg/m2。排除标准:心脏起搏器病人,呼吸伪影较重病人,扫描范围内有金属内固定病人。全部病人对研究知情同意且签署知情同意书。108例病人随机分为A、B、C组,各组均为36例。A组常规扫描体位,管电流为智能毫安;B、C组等中心位置(心脏位于CT机架孔的中心),管电流分别为智能毫安的90%、60%。A组行滤波反投影法重建和AIDR3D重建分别得到Af、Aa组,B、C组行AIDR3D重建。检查前静息状态下测量心率和血压,病人心率>70次/分则给予倍他乐克25~50 mg(无倍他乐克禁忌证)。4组病人的年龄、BMI差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 1),具有可比性。
分组 n 年龄/岁 BMI/(kg/m2) Af 36 62.33±11.81 23.75±1.92 Aa 36 62.33±11.81 23.75±1.92 B 36 59.67±10.15 23.46±1.65 C 36 61.19±10.40 23.01±2.20 F — 0.55 1.33 P — >0.05 >0.05 MS组内 — 116.47 3.75 表 1 各组年龄、BMI比较(x±s)
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本研究所有病例均采用前瞻性心电门控技术东芝320排动态CT扫描,病人采取仰卧位,脚先进。扫描范围以心脏下缘为起点,向上延伸14 cm。所有病人水平定位线为腋中心。A组行常规位置扫描,即以正中线作为垂直定位线;B、C组行等中心扫描,扫描前行超声检查在体表标出心脏最左、最右缘,沿心脏最左、最右缘做垂线,以两垂线的中心线作为垂直定位线。扫描参数:管电压均为120 kV、FOV均为180 mm×180 mm,A组管电流为智能毫安,B、C组等中心位置管电流分别为智能毫安的90%、60%。定位扫描完后,经肘静脉团注碘海醇(350 mgI/mL,江苏、中国),剂量为0.8 mL/kg,注射速率为5.0 mL/s,18 mL 0.9%氯化钠溶液冲管。采用团注示踪法、阈值280 Hu。
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CCTA检查后,4组病人采用心动周期75%图像,图像质量欠佳时先行心电编辑,A组使用滤波反投影法重建(filtered back projection,FBP)和AIDR3D,其余3组行AIDR3D重建,将CT原始数据重建为薄层图像,层厚为0.5 mm,层距为0.3 mm,矩阵: 256×256,将得到各组薄层图像传至东芝后处理工作站(VitreaFX3.0),采用多平面重组(multiplaner reformatting, MPR)、容积再现(Volume Rendering, VR)、最小密度投影(maximum intensity projection, MIP)、曲面重建(curved planar reformat, CPR)。
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包括客观指标噪声、信噪比(signal-to-noise ratio, SNR)、对比信噪比(contrast-to-noise ratio, CNR)及主观指标(评分)。客观指标:由1位副主任医师测量主支气管CT值及标准差(SD)、冠状动脉根部CT值及周围组织CT值(传到东芝工作站薄层横断面图像)3次,取均值及SD均值,ROI约为15 mm2。噪声=SD的绝对值,SNR=支气管平均值/SD的绝对值,CNR=(冠状动脉根部CT值-周围组织CT值)/ SD的绝对值。主观指标:根据美国心脏病协会制订的冠状动脉15段分段法,采用4分评价法对冠状动脉图像质量进行评分。优秀(4分,见图 1D、2C、3C):图像质量很好,无运动伪影;良好(3分,见图 1C第1~3段):图像质量好,轻微伪影;较差(2分,见图 1C第4段):图像质量一般,明显伪影,但仍能做出较正确诊断;差(1分):图像质量较差或极差,诊断困难甚至无法正确诊断。由2位高年资心血管影像诊断主治医师采用双盲法评估,结果不一致时,请上级医师讨论决定,形成统一意见后录入结果。
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记录每例辐射剂量, 根据扫描参数机器自动生成剂量长度乘积(dose length product, DLP, mGy·cm),有效剂量(effectivedose, ED, mSv)=DLP×k,k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1(欧盟委员会关于CT的质量最新标准指南)[5]。
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采用方差分析、SNK法、Kappa检验。
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A、B、C各组辐射剂量依次降低(P < 0.01)。Af组图像质量评分低于其他3组(P < 0.01),其他3组评分差异无统计学意义(P > 0.05)。噪声方面,Af组最高(P < 0.01),其次为C组(P < 0.01),Aa和B组之间差异无统计学意义(P > 0.05),但低于Af组和C组(P < 0.01);SNR和CNR两指标方面规律一致,均为Aa和B组之间差异无统计学意义(P > 0.05),最高(P < 0.01),其次为C组(P < 0.01),Af组最低(P < 0.01)(见表 2和图 1~3)。
分组 n ED/mSv 主观评分 噪声 SNR CNR Af 36 3.39±1.39 3.66±0.41 31.80±2.47 31.06±2.34 15.75±2.59 Aa 36 3.39±1.39 3.90±0.25** 12.69±2.47** 78.64±14.66** 39.67±8.36** B 36 2.56±1.05** 3.92±0.16** 13.08±3.85** 78.66±14.84** 40.59±8.54** C 36 1.67±0.92**△△ 3.82±0.24** 17.45±3.86**△△## 57.31±13.41**△△## 31.15±8.85**△△## F — 20.59 6.41 275.77 118.55 83.68 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 — 1.294 0.079 10.481 155.111 56.963 q检验:与Af组比较**P < 0.01;与Aa组比较△△P < 0.01;与B组比较## P < 0.01 表 2 各组辐射剂量、平均分数、噪声、SNR、CNR的比较(x±s)
等中心扫描联合AIDR3D重建在降低CCTA成像辐射剂量中的应用价值
The application value of isocenter scanning combined with AIDR-3D reconstruction in reducing the radiation dose of CCTA imaging
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摘要:
目的探讨等中心320排CT扫描联合AIDR3D重建在降低冠状动脉CT血管成像(CCTA)辐射剂量中的价值。 方法将108例怀疑冠心病行CCTA检查病人随机平均分为A、B、C组,扫描管电压均为120 kV。A组常规扫描体位,管电流为智能毫安;B、C组等中心位置(心脏位于CT机架孔的中心),管电流分别为智能毫安的90%、60%。A组行滤波反投影法重建和AIDR3D重建分别得到Af、Aa组,B、C组行AIDR3D重建,比较Af、Aa、B、C组图像的噪声、信噪比(SNR)、对比信噪比(CNR)、主观图像质量及辐射剂量(ED)。 结果辐射剂量按A、B、C组顺序依次降低(P < 0.01);4组主观图像质量评分显示,Af组评分低于其他3组(P < 0.01),其他3组评分差异无统计学意义(P>0.05)。4组客观图像质量的比较显示,噪声方面,Af组最高(P < 0.01),其次为C组(P < 0.01),Aa和B最低(P < 0.01);SNR和CNR两指标方面规律一致,均为Aa和B组最高(P < 0.01),其次为C组(P < 0.01),Af组最低(P < 0.01)。 结论在不降低冠状动脉成像质量的情况下,等中心扫描联合AIDR3D能降低CCTA的辐射剂量。 Abstract:ObjectiveTo explore the application value of 320-detector CT isocenter scan combined with AIDR-3D reconstruction in reducing radiation dose of coronary CT angiography(CCTA). MethodsOne hundred and eight patients suspected by coronary heart disease were randomly divided into the A, B and C groups(36 cases each group).The coronary CTA scan with a tube voltage of 120 kV in all patients were implemented.The A group were scanned under traditional position, and the tube current was intelligent milliampere.The B and C groups were scanned under isocenter positions(the heart was set at the center of CT rank hole), and the tube currents were 90% and 60% of the intelligent milliampere, respectively.The Af and Aa groups in A group were obtained using the filtering back projection method and AIDR-3D reconstruction, respectively.The B and C groups were reconstructed using AIDR-3D.The signal-to-noise ratio(SNR), contrast-to-noise ratio(CNR), subjective image quality and radiation dose among Af, Aa, B and C groups were compared. ResultsThe radiation doses in A, B and C groups gradually decreased in turn(P < 0.01).The results of the subjective image quality scores in four groups showed that the score in Af group was lower than that in other three groups, and the differences of which among other three groups were not statistically significant(P>0.05).The results of the objective image quality scores in four groups showed that the noise in Af group was the highest(P < 0.01), followed by C group(P < 0.01), and which in Aa and B groups were the lowest(P < 0.01).The SNR and CNR in Aa and B groups were the highest(P < 0.01), followed by C group(P < 0.01), and whose in Af group were the lowest(P < 0.01). ConclusionsThe isocenter CT scan combined with AIDR3D can reduce the radiation dose of CCTA without reducing the quality of coronary imaging. -
Key words:
- coronary disease /
- isocenter CT scan /
- iterative reconstruction /
- low-dose
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表 1 各组年龄、BMI比较(x±s)
分组 n 年龄/岁 BMI/(kg/m2) Af 36 62.33±11.81 23.75±1.92 Aa 36 62.33±11.81 23.75±1.92 B 36 59.67±10.15 23.46±1.65 C 36 61.19±10.40 23.01±2.20 F — 0.55 1.33 P — >0.05 >0.05 MS组内 — 116.47 3.75 表 2 各组辐射剂量、平均分数、噪声、SNR、CNR的比较(x±s)
分组 n ED/mSv 主观评分 噪声 SNR CNR Af 36 3.39±1.39 3.66±0.41 31.80±2.47 31.06±2.34 15.75±2.59 Aa 36 3.39±1.39 3.90±0.25** 12.69±2.47** 78.64±14.66** 39.67±8.36** B 36 2.56±1.05** 3.92±0.16** 13.08±3.85** 78.66±14.84** 40.59±8.54** C 36 1.67±0.92**△△ 3.82±0.24** 17.45±3.86**△△## 57.31±13.41**△△## 31.15±8.85**△△## F — 20.59 6.41 275.77 118.55 83.68 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 — 1.294 0.079 10.481 155.111 56.963 q检验:与Af组比较**P < 0.01;与Aa组比较△△P < 0.01;与B组比较## P < 0.01 -
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