探讨等中心扫描对降低冠状动脉多层螺旋CT血管成像(MSCTA)辐射剂量的价值。
采用前瞻性随机对照研究方法。纳入广东省中医院珠海医院2016年11月—2018年4月144例行冠状动脉MSCTA检查患者，将患者按随机区组法分为A、B、C、D 4组，每组36例。A组采用常规扫描定位，电流为智能毫安；B、C、D组采用等中心位置扫描，电流分别为智能毫安、智能毫安的90%、智能毫安的80%。4组扫描管电压均为120 kV。比较4组患者冠状动脉MSCTA图像的客观图像质量噪声、信噪比(SNR)，主观质量评分比及辐射剂量(ED)，对直径>1.5 mm的血管节段采用冠状动脉15分段法评分，用以评价主观图像质量。客观噪声方面，4组重建图像中的主支气管选择，感兴趣区(面积约15.0 mm2)，测量其标准差值作为噪声值，SNR为其CT值/标准差。
MSCTA图像分析显示，以D、A、C、B组为序，噪声依次降低(分别为15.09±2.97、2.68±2.47、2.57±2.29和2.45±4.36)，SNR依次升高(分别为63.74±19.78、78.64±14.66、78.66±14.84和79.66±22.90)；D组与A、B、C组两两比较，噪声高而SNR低，差异均有统计学意义(P值均<0.05)；A、B、C组间噪声及SNR两两比较，差异均无统计学意义(P值均>0.05)。4组冠状动脉图像质量主观评分优良率98.9%(1 939/1 960)，4组间比较差异均无统计学意义(P值均>0.05)；A、B、C、D辐射剂量依次降低，分别为(3.39±1.39)mSv、(2.89±1.21)mSv、(2.56±1.05)mSv，(2.14±0.87)mSv，其中A组明显高于C、D组，B组高于D组，差异均有统计学意义(P值均<0.05)。
在不降低冠状动脉成像质量的情况下，等中心扫描能降低冠状动脉MSCTA的辐射剂量。
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多层螺旋CT血管成像(multi-slice spiral CT angiography，MSCTA)是目前冠心病首选的非侵袭性检查方法[1,2,3]。但近年来，随着公众对放射辐射危害的认识不断提高，CT辐射成为关注的焦点[4]。冠状动脉MSCTA相对于其他部位具有辐射剂量高的缺陷，目前有多种减少辐射剂量措施，如前瞻性心电门控技术、迭代重建技术、个性化扫描技术、智能毫安技术等[5,6,7]。有研究表明，前瞻性心电门控技术扫描是降低辐射剂量最有效的措施，但辐射剂量仍需3～5 mSv[8,9]。如何进一步降低MSCTA的辐射剂量是当前亟待解决的问题。射线束的投射被定义在CT机架的中心位置，当扫描部位越靠近CT机架孔中心，图像质量越好；当扫描部位与机架孔中心一致时称为等中心。等中心扫描技术应用广泛，适用于所有类型CT，在基层医院低端CT运用该技术也可降低人体偏中心器官CT扫描辐射剂量。本研究中，通过对疑似冠心病患者进行等中心扫描、低剂量等中心扫描和常规冠状动脉MSCTA，对比分析三种方法的图像质量和辐射剂量，探讨等中心扫描降低冠状动脉MSCTA辐射剂量的可行性。
采用前瞻性随机对照研究方法，研究方案经广东省中医院珠海医院伦理委员会批准(B2017-012.2-01)，全部患者对研究知情同意且签署知情同意书。纳入标准：(1)临床疑似冠心病患者，有心前区疼痛、憋闷感等临床症状；(2)年龄≥18岁，心率<70次/分，BMI为18～26 kg/m2。排除标准：(1)安装心脏起搏器患者；(2)呼吸伪影较重；(3)扫描范围内有金属内固定；(4)造影剂、倍他乐克过敏；(5)有心脏肿瘤病史及心脏手术病史。纳入广东省中医院珠海医院2016年11月30日—2018年4月5日患者144例，其中男79例、女65例，年龄36～89(60.26±11.35)岁。144例患者按随机区组法分为4组，每组36例，均行MSCTA检查：A组进行常规体位MSCTA冠状动脉检查，B、C、D组进行等中心位置MSCTA冠状动脉检查。检查前静息状态下测量心率和血压，患者心率高于70次/分，给予倍他乐克25～100 mg。
MSCTA检查采用日本东芝320排动态CT(Toshiba Aquilion One)。患者采取仰卧位。扫描范围均采用14 cm范围：以心脏下缘为起点，向上延伸14 cm。均采用前瞻性心电门控技术。A组采用常规方法进行扫描定位(水平定位线为通过腋中心点的水平线，垂直定位线为正中线)；B、C、D组行等中心扫描，MSCTA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，水平定位线与A组相同为腋中心。扫描参数：A组，电压120 kV，电流智能毫安；B组，电压120 kV，电流智能毫安；C组，电压120 kV，电流智能毫安的90%；D组，电压120 kV，电流智能毫安的80%。定位扫描完成后，经肘静脉团注含碘对比剂碘海醇(含碘350 mg/mL)，剂量为0.8 mL/kg，注射速率为5.0 mL/s。采用团注示踪法，阈值设为280 HU。记录每例辐射剂量，根据扫描参数机器自动生成容积CT剂量(dose length product，DLP)，计算有效剂量(effectivedose，ED)。
ED(mSv)＝DLP(mSv/cm)×k
k＝0.014 mSv·mGy－1.cm－1。
MSCTA原始数据三维重建：层厚为0.5 mm，层距为0.3 mm，矩阵为256×256。将薄层图像传至日本东芝CT后处理工作站(Vitrea FX3.0)，采用多平面重组(multiplaner reformatting, MPR)、容积再现(volume rendering, VR)、最大强度投影(mamxium intensity projection, MIP)、曲面重组(curve planar reformatting, CPR)技术进行图像重组。由1位高年资主治医师测量增强横断面图像中主支气管CT值，测量3次取平均值进行分析。分析4组冠状动脉图像，图像分析包括测量图像噪声(主支气管CT值的标准差)和信噪比(signal noise ratio, SNR，SNR为主支气管CT值的平均值/标准差的绝对值)及主观图像质量评分。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，由2位高年资影像诊断主治医生，对直径1.5 mm以上的冠状动脉进行独立评价，两人意见不一致时，协商达成一致意见。采用4分法对图像质量进行评分[11,12]。4分评价法标准如下：4分为优秀，图像质量很好，无运动伪影；3分为良好，图像质量好，轻微伪影；2分为较差，图像质量一般，明显伪影，但仍能做出较正确诊断；1分为很差，图像质量较差或极差，诊断困难甚至无法正确诊断。
应用SPSS 18.0统计软件进行数据分析。服从正态分布计量资料采用
±s，组间比较采用方差分析，组间两两比较采取SNK-q检验。计数资料采用χ2检验。2名医师对图像质量评分的一致性分析采用Kappa检验：Kappa<0.4为一致性较差；Kappa为0.4～0.6为一致性中等；Kappa为>0.60～0.80为一致性较好；Kappa为>0.80～1.00为一致性很好。以P<0.05为差异有统计学意义。
2名医师对4组图像的评估中，一致性很好2组，一致性较好2组。
4组患者性别、年龄、BMI等临床基本资料比较，差异均无统计学意义(P值均>0.05)。A、B、C 3组间噪声及SNR差异无统计学意义(P值均>0.05)；D组噪声高于A、B、C 3组，D组SNR低于A、B、C 3组，差异具有统计学意义(P值均<0.05)。患者辐射剂量按A、B、C、D组依次降低，其中A组与C组、D组两两比较，以及B组与D组比较，差异均有统计学意义(P值均<0.05)。见表1、图1，图2，图3，图4。
4组疑似冠心病患者性别、年龄、BMI、噪声、SNR、辐射剂量比较(
±s)
4组疑似冠心病患者性别、年龄、BMI、噪声、SNR、辐射剂量比较(±s)
| 组别 | 例数 | 性别(例) | 年龄(岁) | BMI(kg/m2) | 噪声 | SNR | 辐射剂量(mSv) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 女 | |||||||
| A组 | 36 | 23 | 13 | 62.33±11.81 | 23.75±1.92 | 2.68±2.47 | 78.64±14.66 | 3.39±1.39 |
| B组 | 36 | 20 | 16 | 60.56±12.32 | 23.76±2.00 | 2.45±4.36 | 79.66±22.90 | 2.89±1.21 |
| C组 | 36 | 19 | 17 | 59.67±10.15 | 23.46±1.65 | 2.57±2.29 | 78.66±14.84 | 2.56±1.05a |
| D组 | 36 | 18 | 18 | 58.42±11.10 | 23.02±2.00 | 15.09±2.97abc | 63.74±19.78abc | 2.14±0.87ab |
| 检验值 | χ2＝1.575 | F＝0.020 | F＝1.210 | F＝144.15 | F＝6.220 | F＝7.650 | ||
| P值 | >0.05 | >0.05 | >0.05 | <0.01 | <0.01 | <0.01 | ||
注：BMI为体质量指数；SNR为信噪比；与A组比较，aP<0.05；与B组比较，bP<0.01；与C组比较，cP<0.01
A、B、C、D 4组患者冠状动脉质量主观评分优良率为98.9(1 939/1 960)；各组冠状动脉评估段数以及各段图像质量主观评分组间比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。
4组疑似冠心病患者冠脉血管评估段数及图像质量主观评分比较[段(%)]
4组疑似冠心病患者冠脉血管评估段数及图像质量主观评分比较[段(%)]
| 组别 | 例数 | 段数 | 4分 | 3分 | 2分 | 1分 | 评分均值(分， ±s) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| A组 | 36 | 490 | 446(91.0) | 42(8.6) | 2(0.4) | 0 | 3.90±0.25 |
| B组 | 36 | 501 | 487(97.2) | 8(1.6) | 6(1.2) | 0 | 3.96±0.20 |
| C组 | 36 | 484 | 452(93.4) | 27(5.6) | 5(1.0) | 0 | 3.92±0.16 |
| D组 | 36 | 485 | 451(93.0) | 26(5.4) | 8(1.6) | 0 | 3.91±0.21 |
| F值 | 0.580 | ||||||
| P值 | >0.05 |
冠状动脉CT检查中辐射剂量高的问题一直是临床关注的热点问题。文献报道100 mSv以下剂量的电离辐射即已具备引发癌症的风险[13]。320排CT前瞻性心电门控技术，仅在预定期相采集数据，使得冠脉CTA辐射剂量大大减低[1,14,15,16,17]。在本研究中，MSCTA均采用前瞻性心电门控技术，常规扫描组辐射剂量为(3.39±1.39)mSv，等中心低剂量扫描辐射剂量仅为(2.56±1.05)mSv和(2.14±0.87)mSv，进一步降低了冠状动脉MSCTA的辐射剂量。
MSCT的射线束呈锥形，球管及探测器扫描运动中机架孔中心位置接受的射线多，图像质量好[18]。MSCT使用剂量调制技术时的设计默认扫描部位处于孔中心；若患者位置摆放不当，调制技术计算时会明显增加患者接受辐射的剂量，并增加图像的噪声。因此，患者的扫描部位须位于机架孔的中心(称为等中心)。等中心扫描应用广泛，只要将靶器官移位到CT扫描机架中心就能够降低剂量，如心脏、髋关节、肩关节等临床常见扫描部位。本研究结果与闫士举等[18]研究结果一致，均得到等中心扫描可降低辐射剂量的结论。
本研究采用等中心扫描方式结合降低管电流的技术，降低了冠状动脉MSCTA的辐射剂量，结果显示：B组(等中心扫描组)、C组(低剂量等中心扫描组)与A组(常规组)对比，剂量约降低14%及24%，客观(噪声、SNR)、主观图像质量(主观评分)均优于A组(常规组)，以等中心扫描组图像质量最好；即使单纯采用等中心扫描，也能够降低辐射剂量及提高图像质量，等中心扫描联合降低10%管电流，客观、主观图像质量优于常规扫描组，但是差异无统计学意义(P>0.05)；D组(低剂量等中心扫描组)，剂量约降低37%，图像质量客观、主观指标均低于常规组，噪声、SNR与常规组比较差异均有统计学意义(P值均<0.05)，但主观图像质量基本无差别(P>0.05)。A、B、C、D 4组图像质量主观指标即主观评分均较高，组间比较差异无统计学意义(P>0.05)，说明4种扫描方法都能很好地满足临床诊断需求；而在图像质量相同情况下，等中心联合降低管电流扫描较常规扫描可降低辐射剂量约为1/4，即使降低1/3剂量，也能够较好地满足临床诊断的需求。
本研究共评价了1 960段冠状动脉，图像质量为优秀冠状动脉段为1 836段，占94%；即使是射辐剂量降低1/3的低剂量等中心扫描组(D组)优秀率仍高达93%；4组的图像优秀率均超过90%，优良率98.9%(1 939/1 960)。严诚等[19]报道，采用320排CT进行冠状动脉MSCTA，心率<70次/分时，辐射剂量为(2.34±0.78)mSv，图像优秀率为75%。黄乐生等[20]研究不同心率对于320排螺旋CT冠状动脉成像质量及相关辐射剂量的影响，结果显示心率<70次/分组Ⅰ级血管占比为92%。与他们的报道相比，本研究A、D组的图像质量优秀率高于严诚等[19]报道，与黄乐生等[20]的研究结果基本相似，而患者接受的辐射剂量却降低了1/3。
本研究中存在的不足之处：(1)入选病例均为心率<70次/分患者；(2)排除了BMI较小和较大患者；(3)在数据的测量时，主观评价冠状动脉图像质量时，只是对MSCTA冠状动脉的显示进行评分，未能分析其诊断的准确性。
综上所述，采用等中心结合降低管电流技术能够降低冠状动脉MSCTA的辐射剂量，而对图像质量无影响。等中心扫描MSCTA操作不复杂，降低辐射剂量效果显著，在冠状动脉血管MSCTA检查中具有较好的应用前景。
所有作者均声明不存在利益冲突
