摘要: 目的：探讨影响640层冠脉CTA前瞻性扫描技术有效辐射剂量的主要因素。方法：收集2020年12月~2022年9月于我院影像科接受检查的疑似冠心病患者347例，记录患者性别、年龄、体重、BMI、心率、收缩压、舒张压、Beat数、剂量长度乘积(DLP)值，计算出有效剂量，分析各影响因素与有效剂量的相关性。结果：脉率、Beat数及性别对有效剂量影响较大，女性有效剂量高于女性；脉率越快，有效剂量越高；beat数越多，有效剂量越高。结论：640层冠脉CTA前瞻性扫描技术检查应规范检查流程，优化采集方案可以有效降低有效辐射剂量。
Abstract:
Objective: To explore the main factors affecting the effective radiation dose of coronary CTA. Meth-ods: 347 patients with suspected coronary heart disease who were examined in the imaging de-partment of our hospital from December 2020 to September 2022 were collected, the gender, age, weight, BMI, heart rate, systolic pressure, diastolic pressure, beat number, and dose length product (DLP) values were recorded, the effective dose was calculated, and the correlation between each in-fluencing factor and the effect of the effective dose was analyzed. Results: Pulse rate, Beat number and gender influenced the effective dose, and the effective dose was higher in women than in wom-en; the faster the pulse rate, the higher the effective dose; the more beats, the higher the effective dose. Conclusion: The 640-layer coronary CTA prospective scanning technique should standardize the examination process, and optimizing the collection scheme can effectively reduce the effective radiation dose.
1. 引言
随着医疗科学技术的快速发展，冠状动脉 CT血管成像(coronary CT angiography, CCTA)由于扫描速度快、时间和空间分辨率高，具有成像质量好、成功率高与无创等诸多优点，已经成为冠状动脉病变检查、诊断的首选检查方法 [1] [2] [3] 。然而，随着螺旋CT的广泛应用，电离辐射问题也越来越成为受关注的一个热点问题 [4] [5] 。目前，临床主要通过降低管电压、降低管电流、大螺距技术、前瞻性ECG触发扫描技术和各种迭代重建技术等 [6] [7] 多种方式来降低辐射剂量，以减轻CT扫描对机体的损害。但降低剂量的同时，会增加图像噪声，从而使得图像质量下降，影响疾病诊断效果，增加诊断误差 [8] [9] 。如何在保证图像质量满足诊断要求的前提下降低有效辐射剂量(effective dose, ED)成为当前临床需要解决的问题 [10] 。因此，通过研究影响辐射剂量的因素，临床工作可进一步通过控制这些影响因素来达到降低辐射剂量的目的。
2. 资料与方法
2.1. 一般资料
收集我院2020年11月至2021年09月行冠状动脉CTA检查患者363例作为本次研究对象。其中男217例，女130例，平均年龄(62.18 ± 6.54)岁。对347例患者进行前瞻性研究设计多因素分析。该检查通过医院伦理委员会批准，所有患者均已签署增强扫描知情同意书。
2.2. 纳入与排除标准
1) 纳入标准：① 临床怀疑冠心病患者行冠脉CTA检查且图像质量满足诊断要求；② 检查前均签署知情同意书。
2) 排除标准：① 患有严重心律不齐、严重心肝肾功能障碍者；② 碘造影剂过敏者。
2.3. 检查仪器
佳能AquilionONE 320排640层高端螺旋CT；MEDRAD双筒双流高压注射器。
2.4. 检查方法
检查前测量并记录患者身高、体重、血压、脉搏，计算患者BMI值，并询问病史及家族史；检查前均对患者进行心理辅导，指导其呼吸闭气憋气，控制心率在50~120次/min，扫描前在肘静脉埋置18 G静脉留置针，应用高压注射器以5.5 mL/s的流速注射碘海醇60 mL，结束后以同样的流速注入50 mL生理盐水，采用前瞻性心电门控、自动毫安及自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction, ASIR)技术、实时监控触发扫描。管电压为100 kV，管电流为30~140 mA。图像后处理：层厚0.5 mm，间距0.5 mm，若图像满意则接受，若某段或某支冠状动脉显示不佳，则通过心电图编辑及微调毫秒选择冠状动脉显示最清晰的层面，重组图像。在同机工作站测量剂量长度乘积(DLP)。被检者的有效辐射剂量(effective dose, ED)可以通过公式：ED = DLP × k (采用胸部转换系数，k = 0.014 mSv∙mGy−1∙cm−1) [11] 来进行计算。
2.5. 统计学方法
采用SPSS27.0统计学软件对所有数据进行分析，应用逐步回归分析及二分类回归分析方法，得出负相关系数(r)及决定系数(R2)，根据回归方程、回归系数(B、Beta)及系数指数，判断其相关性，以P < 0.05为差异有统计学意义。
3. 结果
采用运用多元回归分析法，分别观察性别、年龄、BMI、心率、脉压、Beat数对有效辐射剂量的影响，具有显著相关关系(r = 0.765, R2 = 0.585; P < 0.05)；根据偏回归系数对有效剂量影响从大到小依次为Beat数、心率、管电流、性别、BMI、收缩压、舒张压、年龄(见表1)。通过观察管电流、心率、BMI与有效辐射剂量的散点图，可以看出有效相关剂量与心率具有比较好的线性关系，与BMI具有近似线性关系，见图1。
Table 1. Linear regression analysis of effective dose correlation factors in 347 prospective coronary CTA cases
表1. 347例前瞻性冠脉CTA检查有效剂量相关性因素线型回归分析
(a)
(b)
Figure 1. Scatter plot of BMI, heart rate and effective dose. (a): scatter plot of BMI and effective dose with approximate linear relationship; (b): scatter plot of heart rate and effective dose with good linear relationship
图1. BMI、心率与有效剂量的散点图。(a) 是BMI与有效剂量的散点图，他们存在近似线性关系；(b) 是心率与有效剂量的散点图，他们存在良好的线性关系
4. 讨论
CCTA是一种非侵入性的影像学诊断方法。然而，CCTA的辐射剂量所致医疗辐射暴露相关的潜在的癌症风险日益受到人们的关注 [12] [13] 。640层螺旋CT具有宽探测器，1个心动周期就可以对心脏完成数据采集，能够充分发挥多扇区重建，保障高心率的图像质量 [14] 。近年来随着CT设备的更新、扫描方案的创新、各种心脏专用前置或后置降噪滤过器的应用及后处理方法的改进等，使得CCTA检查的辐射剂量大幅度降低 [15] 。但是临床工作中为保证图像质量临床工作中由于受多种因素的影响，如何在保证图像质量的前提下降低辐射剂量是一个值得反复论证的问题 [16] 。本研究旨在探讨640层冠脉CTA前瞻性扫描技术有效辐射剂量的主要影响因素，优化扫描方案，在保证图像质量的同时，能有效降低辐射剂量。
通过患者的性别、年龄、BMI、心率、脉压、管电流、Beat数对有效辐射剂量的影响进行研究分析，运用多元线性回归，Beat数对有效辐射剂量的影响最大，随着心动周期数的增多，冠脉图像质量降低，为了提高图像质量，多次采集，辐射剂量增加。Beat数和心率具有显著的相关性，心率越快，为提高图像质量，采集次数越多，有效辐射剂量越大。
近年来国内外有学者以体质数BMI来研究降低辐射剂量 [17] [18] ，但对BMI与辐射剂量存在何种关系，没有进行明确阐述。梁旭倩等 [4] 研究得出体重对DLP的影响有统计学意义，身高对DLP的影响无统计学意义。部分学者。本研究结果显示BMI对有效辐射剂量虽有影响，但无统计学意义(P = 0.101 > 0.05)，见表1。研究表明 [19] ，在离体照射时，女性外周血中大多数基因的mRNA相对表达高于男性，表明女性对辐射的敏感性要高于男性。本研究也是从宏观层面上揭示了被检者与性别相关，女性的有效辐射剂量高于男性(P = 0.042 < 0.05)。
有效辐射剂量常规采用的是剂量长度乘积(DLP)乘以转换系数 [11] 。2011年，美国医学物理家协会(American Association of Physicists in Medicine, AAPM)提出了体型特异性扫描剂量评估Size-Specific Dose Estimates, SSDE)的方法。SSDE计算了有效直径(Effective diameter, ED)，指经过体型校正的患者接受的CT剂量估算值，是基于CT操作界面上显示的容积CT剂量指数CTDIvol通过体型相关转换系数得到的。相对于上述评估方法，SSDE 相对较准确，不过SSDE估算值与患者接受辐射的真实值之间，仍有一定的差距 [20] 。本研究表明，640层螺旋CT虽说可以不控制心率亦能获得较高的图像质量，但辐射剂量亦是相对增加，因此，制定扫描计划时应规范扫描流程，根据患者情况，适当控制心率、Beat数，对降低辐射剂量将起到重要作用。
本研究的局限性：① 总体病例数不多，样本量需要进一步增加。② 管电压、管电流对辐射剂量的影响较大，本研究未进行评价。③ 冠脉狭窄程度诊断的准确性未评价。在未来的研究中，我们计划进行大样本前瞻性研究，评价根据不同BMI值调整低管电压CCTA辐射剂量及图像质量的关系。
基金项目
低辐射剂量在高端螺旋CT冠状动脉血管成像中的临床应用(项目编号：2007)。
NOTES
*通讯作者。