中华放射医学与防护杂志  2024, Vol. 44 Issue (1): 60-64   PDF    
个体化低剂量方案用于冠脉支架内再狭窄评估
李飞飞 , 王振栋 , 崔新亭 , 池静静     
北京市仁和医院影像科, 北京 102600
[摘要] 目的 探讨GE 256排Revolution CT低剂量扫描结合个体化对比剂方案在冠状动脉支架内再狭窄评估中的图像质量、辐射剂量及诊断效能。方法 回顾性选取2020年8月至2022年8月在北京市仁和医院行冠状动脉支架植入后复查的120例(共142个支架)患者作为研究对象, 根据随机数字表法随机分为观察组(60例70个)和常规组(60例72个), 均行GE 256排Revolution CT检查。其中, 常规组注入70 ml碘普罗胺对比剂; 观察组根据体质量指数(BMI)给予个体化剂量。常规组管电压120 kV, 管电流534 mAs, 观察组管电压、管电流根据患者BMI调节, 调节范围为管电压80~120 kV, 管电流150~534 mAs。两组患者均于CCTA检查后7~14 d复查冠状动脉造影。对比两组患者的CT图像质量、辐射剂量及碘摄入量、诊断效能。结果 常规组与观察组在左冠状动脉主干的CT值、对比噪声比、晕状伪影、支架内径差异方面差异无统计学意义(P>0.05)。常规组在CT剂量指数、CT剂量长度乘积、有效辐射剂量及碘摄入量方面均高于观察组(t=10.30、8.75、10.27、4.60, P < 0.05)。观察组、常规组与冠状动脉造影结果诊断效能的一致性分析Kappa值分别为0.904和0.879, 结果一致性很好; 常规组与观察组在敏感度、特异度方面差异无统计学意义(P>0.05)。结论 GE 256排Revolution CT低剂量扫描结合个体化对比剂方案所获得的图像质量及诊断效能与常规方案相当, 可有效降低辐射剂量、碘摄入量, 值得推广。
[关键词] 计算机体层成像    低剂量    个体化    支架内再狭窄    
Individualized low-dose scanning regimen for the assessment of coronary in-stent restenosis
Li Feifei , Wang Zhendong , Cui Xinting , Chi Jingjing     
Department of Radiology, Beijing Renhe Hospital, Beijing 102600, China
[Abstract] Objective To investigate the image quality, radiation dose, and diagnostic efficiency of the regimen of GE 256-slice Revolution CT low-dose scanning, combined with an individualized contrast agent, in the assessment of coronary in-stent restenosis. Methods A total of 120 patients (with 142 stents) treated with coronary stent implantation at the Beijing Renhe Hospital from August 2020 to August 2022 were enrolled in this study. They were randomly divided into an observation group (60 cases with 70 stents) and a conventional group (60 cases with 72 stents) using the random number table method. Both groups received GE 256-slice Revolution CT examinations. Patients in the conventional group were injected with 70 ml of iopromide as a contrast agent each, while those in the observation group were given individualized doses based on their body mass indices (BMIs). A tube voltage of 120 kV and a tube current of 534 mA were applied to the conventional group, whereas the tube voltage and current for the observation group were adjusted within the ranges of 80-120 kV and 150-534 mAs based on patients' BMIs. Both groups received coronary angiography 7-14 d after coronary computed tomography angiography (CCTA). Finally, the CT image quality, radiation dose, iodine intake, and diagnostic efficiency were compared between the two groups. Results Both groups exhibited no significant differences in CT values, contrast-to-noise ratios, blooming artifacts, and stent diameters of the left main coronary artery (P> 0.05). The conventional group manifested higher CT dose index, CT dose length product, effective dose, and iodine intake compared to the observation group (t = 10.30, 8.75, 10.27, 4.60, P < 0.05). With coronary angiography result as the gold standard, the observation and conventional groups yielded Kappa values of 0.904 and 0.879, respectively, suggesting high consistency in diagnostic performance. Additionally, the two groups demonstrated nonsignificant differences in sensitivity and specificity (P > 0.05). Conclusions The regimen of GE 256-slice Revolution CT low-dose scanning, combined with an individualized contrast agent, yielding image quality and diagnostic efficiency equivalent to those of the conventional regimen, can effectively reduce radiation dose and iodine intake. Therefore, this regimen merits wide applicability.
[Key words] Computed tomography    Low dose    Individuation    In-stent restenosis    

随着生活水平的提高,冠心病的发病率也逐年上升[1]。流行病学研究表明,冠心病是主要的致死疾病之一。经皮冠状动脉介入作为冠心病的主要治疗方法,在临床的应用也越来越广泛。但随之而来的就是支架内再狭窄(ISR) 的问题,这无疑极大影响了手术的远期疗效[2]。再狭窄的影响因素比较复杂,涉及病变血管、糖尿病、年龄、药物等,主要通过血栓、内皮细胞损伤、平滑肌增生等机制发挥作用[3]。对于再狭窄患者而言,术后定期随访监测,早期发现、早期干预具有重要意义。目前,有多种手段可用于支架内再狭窄的检查,主要包括冠状动脉造影术(CAG)、血管内超声(IVUS)、冠状动脉电子计算机断层扫描血管成像(CCTA) 等。其中,CCTA凭借其快速、安全、准确、无创等优势,在冠心病患者介入手术的术后复查中发挥了重要作用。然而,对比剂的使用有诱发对比剂肾病的风险,且CT成像过程中,过高的辐射剂量会导致癌症风险增加[4-5]。因此,如何在保证图像质量以及诊断效能的前提下,最大限度地减少辐射、对比剂对机体的损伤,一直是临床研究的热点。本研究对GE 256排Revolution CT低剂量扫描结合个体化对比剂方案在冠状动脉支架内再狭窄评估中的图像质量、辐射剂量及诊断效能进行了研究。

资料与方法

1. 病例资料:回顾性选取2020年8月至2022年8月在北京市仁和医院行冠状动脉支架植入后复查的120例(共142个支架)患者作为研究对象。入选标准:符合《冠状动脉微血管疾病诊断和治疗的中国专家共识》中冠状动脉狭窄的诊断标准,且已接受过冠状动脉支架植入;年龄在18~75岁之间;支架植入后12个月以上;可配合完成CCTA检查。排除标准:患有其他重大器官疾病;无法配合扫描;对碘对比剂过敏;妊娠或哺乳期女性;因其他原因无法完成研究。根据随机数字表法,将患者分为观察组(60例70个)和常规组(60例72个);观察组有28例男性,32例女性,常规组有31例男性,29例女性;观察组和对照组的平均年龄分别为(60.17±5.57)和(59.90±5.83)岁;观察组和对照组的平均复查时间分别为(12.67±0.91)和(12.75±1.10)d;观察组和对照组的平均支架数量分别为(1.17±0.46)和(1.20±0.48)个;观察组和对照组的平均体质指数(BMI) 分别为(24.59±3.50)和(24.52±3.58)kg/m2。两组患者在性别、年龄、复查时间、支架数量、BMI等基线资料方面差异无统计学意义(P>0.05),具有可比性。

2. 血管成像检查方法及图像后处理:采用256排宽体探测器CT(Revolution CT,美国GE医疗)、CT双筒高压注射器、GE AW4.7工作站。患者取仰卧位,双手抱头,足先进。扫描范围自气管隆突下1 cm至膈肌。检查前,先确认患者的一般状态,确保其心率血压平稳;指导患者进行屏气训练。采用对比剂跟踪技术,将升主动脉根部,左前降支血管开口处设为感兴趣区,原则上该区域应尽可能大,且避开斑块、狭窄位置。当达到触发阈值(100 HU) 后,嘱患者屏气12 s,并于第6秒后开始扫描。对比剂采用18 G套管针以5 ml/s的速率于左前臂肘静脉注入碘普罗胺370 mgI/ml。常规组注入70 ml;观察组根据BMI给予个体化剂量:BMI≤25 kg/m2者予以1 ml/kg,而25<BMI≤ 30 kg/m2者予以0.8 ml/kg。常规组管电压120 kV,管电流534 mAs,观察组遵循双低剂量原则,管电压、管电流根据患者BMI调节,调节范围为管电压80~120 kV,管电流150~534 mAs。

采用GE AW4.7工作站,选择自动冠状动脉分析技术,通过容积重建与曲面重建,对所得图像进行后处理。若图像质量不佳,如出现漂移等,则采用追踪冷冻技术,获得新图像数据。CCTA检查后7~14 d,对两组患者行冠状动脉造影检查,以此作为金标准来确定冠状动脉狭窄情况。以上所有影像学检查均由两位影像学医师阅片,所得结果取平均值。

3. 观察指标

(1) 图像质量:根据原始图像的左冠状动脉主干的CT值(CTLM)、对比噪声比[CNR,计算公式为CNR=(升主动脉根部CT值-心包脂肪CT值)/主动脉图像噪声]、晕状伪影(倒钟形曲线修正后的1/2幅度值)和支架内径差异来评价图像质量。

(2) 辐射剂量和碘摄入量:根据CT剂量指数(CTDI)、CT剂量长度乘积(DLP)、有效辐射剂量(E) 评价辐射剂量,其中,E=DLP×kk取0.014 mSv·mGy-1·cm-1。碘摄入量=对比剂浓度×对比剂用量。

(3) 诊断效能;以冠状动脉造影结果为金标准,比较常规组与观察组在评价冠状动脉狭窄方面的一致性;以管腔内再狭窄≥50%为界值,分析两组检查结果的敏感度、特异度。

4. 统计学处理:采用SPSS 22.0软件进行数据处理,计量资料用x±s表示,组间比较采用双侧t检验;计数资料用百分比表示,组间比较采用χ2检验;采用Kappa一致性检验评价两组的一致性,kappa<0.2为一致性较差,0.21≤kappa<0.40为一致性尚可,0.41≤kappa<0.60为一致性中等,0.61≤kappa<0.80为一致性良好,kappa>0.80为一致性很好。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1. 图像质量:常规组与观察组在CTLM、CNR、晕状伪影和支架内径差异方面差异无统计学意义(P>0.05,表 1)。

表 1 两组患者的图像质量参数比较(x±s) Table 1 Comparison of image quality parameters between two groups of patients(x±s)

2. 辐射剂量和碘摄入量:常规组在CTDI、DLP、E和碘摄入量方面高于观察组(t=10.30、8.75、10.27、4.60,P<0.05,表 2)。

表 2 两组患者的辐射剂量参数和碘摄入量比较(x±s) Table 2 Comparison of radiation dose parameters and iodine intake between two groups of patients(x±s)

3. 诊断效能:观察组、常规组与冠状动脉造影结果的一致性分析Kappa值分别为0.90和0.88,一致性很好;常规组的敏感度为74.19%、特异度为62.07%、观察组则为88.57%、72.00%,两组差异无统计学意义(P>0.05),两位医师阅片结果的Kappa值为0.83,一致性很好。

4. 典型病例分析典型病例影像分析结果见图 1~2图 1为观察组典型病例,患者为老年女性,采用个体化低剂量方案进行扫描,CCTA右冠状动脉中段支架影,支架腔内低密度血栓影,管腔重度狭窄伴闭塞,支架近段管腔中度狭窄,支架远段重度狭窄,后降支管壁厚,可见钙化斑块,管腔重度狭窄。图 2为常规组典型病例,患者为老年女性,采用常规方案进行扫描,CCTA可见右冠状动脉近中段支架,支架腔内低密度血栓影,支架腔轻度狭窄,支架远端管腔轻度狭窄。

注:女,65岁,采用管电压120 kV,管电流339 mAs进行CT扫描,可见右侧冠状动脉中段血管支架植入术后改变,管腔有重度狭窄伴闭塞 图 1 观察组典型病例    A.心脏冠状动脉CTA横轴位图像;B.曲面重建图像 Figure 1 A typical case in the observation group    A. Transverse axial image of CCTA; B. Reconstructed curved surface image

注:女,68岁,采用管电压120 kV,管电流534 mAs进行CT扫描,可见右侧冠状动脉近中段血管支架植入术后改变,管腔轻度狭窄 图 2 常规组典型病例    A.心脏冠状劝脉CTA横轴位图像;B.曲面重建图像 Figure 2 A typical case in the conventional group    A. Transverse axial image of CCTA; B. Reconstructed curved surface image

讨论

随着CCTA的广泛应用,临床上对于辐射及对比剂所致的一系列机体损伤也越发关注。CCTA所发射的电磁波主要是波长很短且肉眼不可见的X射线,X射线可作用于人体的细胞、组织甚至体液,引发原子或分子级别的电离,进而导致DNA和蛋白分子链的断裂,甚至直接损坏细胞结构[6-7]。对比剂的主要原理为,其所含的碘原子可优先与X射线相互作用,最终转变为数字信号,反映在CT图像上。在一定剂量范围内,病灶处对比剂越多,CT图像质量越好。但对比剂会导致一过性的肾小球过滤障碍,这对肾功能障碍的患者而言,无疑是极大的挑战[8-9]。CCTA操作简便,作为临床常用的非侵入性检查,是评估冠状动脉心脏病患者狭窄程度的重要手段。由于患者术后往往需要接受多次CCTA定期复查,因此,如何减少辐射程度和对比剂剂量一直是临床研究的热点。

根据辐射防护原则,在临床检查中,应在保证临床诊断需求的前提下,尽量降低辐射和对比剂对患者造成的伤害。除了被动的采取铅防护等手段外,还有多种影像学方法来降低辐射剂量:降低管电压、降低管电流、增大螺距、减少扫描次数及缩短扫描范围等[10]。考虑到辐射剂量与管电压的平方呈正相关,与管电流呈正相关,因此,根据患者的具体情况,适当降低管电压、管电流,无疑是控制辐射剂量的有效手段[11-12]。既往研究表明,管电压降低的同时,X射线的穿透力也随之减弱,图像噪声也不断增大,虽然的确降低了辐射剂量,但会在一定程度上影响图像质量,进而干扰诊断[13-14]。但管电压是X射线光子能量的决定因素,适度下调管电压可在一定程度上增强光电效应,X射线束的有效光能更接近碘的衰减k缘,降低了康普顿散射,促进对比剂中的碘对X射线的吸收,增加了血管与其周围组织结构的对比,进而在一定程度上补偿了低电压引起的图像质量下降[15]。此外,GE 256排Revolution CT所采用的自适应迭代重建算法也有降低图像噪声的作用,所得图像质量可满足临床诊断要求。随着影像学技术的不断发展,自动管电流调节技术问世并广泛应用于临床,该技术可根据患者的身材以及所扫描器官的厚薄、密度等因素自动调节管电流,机体可避免遭受过量的辐射,并保证图像质量的一致性[16]

本研究的结果表明,两组患者在图像质量方面差异无统计学意义,且观察组的辐射剂量及碘摄入量均低于常规组,说明低剂量扫描结合个体化对比剂方案在降低辐射剂量、避免对比剂损伤的同时,能够取得理想的图像质量,有利于临床诊断。个体化碘对比剂方案从患者实际情况出发,有效避免了对比剂的过量使用,帮助大部分患者降低了碘对比剂用量。

此外,鉴于影像学最终是为临床服务,本研究不仅对个体化低剂量方案CCTA的图像质量及辐射剂量进行了探讨,还对其诊断能力进行了分析,并与金标准冠状动脉造影检查进行对比,证实了该方案在图像质量方面不亚于常规扫描,说明在今后的临床工作中,低剂量扫描结合个体化对比剂方案可以获得可靠的影像学图像。考虑到临床实践中,体重对图像质量的影响,还纳入了不同BMI的患者,探讨了个体化对比剂方案在控制碘摄入量方面的优势。

综上所述,与GE 256排Revolution CT常规方案相比,低剂量扫描结合个体化对比剂方案能够有效降低辐射剂量、碘摄入量,可实现与之相媲美的图像质量和诊断效能。

利益冲突  无

作者贡献声明  李飞飞负责研究方案的设计;王振栋、崔新亭负责数据统计分析、论文撰写、数据审核和论文修改;池静静负责病例收集

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