冠状动脉CT血管成像低剂量及低对比剂研究

【摘要】第一部分：低剂量冠状动脉CTA迭代重建维持图像质量和诊断准确性-患者自身前后的对比研究目的：本研究旨在对比冠状动脉CT血管成像(computeredtomographyangioghraphy,CTA)应用50%常规辐射剂量扫描方案结合迭代重建(iterativereconstruction,IR)是否能与常规全剂量扫描方案结合传统的滤波反投影法(filteredbackprojection,FBP)重建一样维持了图像质量及诊断准确性。方法：前瞻性连续入选自2012年4月至2012年10月于我院预行冠状动脉导管造影(coronarycatheterangiography,CCA)的60名住院患者,在冠状动脉导管造影前行两次冠状动脉CT增强扫描。一次冠状动脉CT增强扫描应用常规管电流时间乘积,并用传统的滤波反投影法重建。另一次冠状动脉CT增强扫描其管电流时间乘积降至常规的50%,并用迭代重建。冠状动脉CT扫描后一周内均行冠状动脉导管造影检查。结果的解读采用随机、双盲法。比较两次冠状动脉CTA扫描的图像质量(1分为图像优良,无运动伪影；4分为不能诊断,大量运动伪影)与辐射剂量,并且以冠状动脉导管造影为参考标准,比较两次冠状动脉CTA扫描的图像质量及诊断准确性。结果：在节段水平上,滤波反投影法重建与迭代重建方案诊断冠状动脉管腔狭窄≥50%的敏感度分别为88.5%及84.2%,特异度分别为92.1%及93.4%。在患者水平上,滤波反投影法重建与迭代重建方案诊断冠状动脉管腔狭窄≥50%的敏感度分别为100%及96.8%,特异度分别为93.1%及89.7%(p值均>0.05)。在节段水平上,滤波反投影法重建与迭代重建方案诊断冠状动脉管腔狭窄≥50%的ROC(ReceiverOperatingCharacteristicCurve)曲线下面积分别为0.903(95%可信区间：0.881-0.922)和0.888(95%可信区间：0.864-0.909)(p=0.290)。患者水平上,滤波反投影法重建与迭代重建方案诊断冠状动脉管腔狭窄≥50%的ROC曲线下面积分别0.966(95%可信区间：0.883-0.996)和0.932(95%可信区间：0.836-0.981)(p=0.330)。迭代重建方案的图像质量与滤波反投影法方案的图像质量相比无统计学差异(p>0.05)。迭代重建扫描方案的中位剂量-长度乘积较滤波反投影法重建方案降低了52%(109.00mGy.cm[四分位距：82.00-172.50]vs.52.00mGy.cm[四分位距：82.00-172.50],p<0.001)。结论：与常规剂量下的滤波反投影法重建方案相比,降低常规管电流时间乘积的50%并应用迭代重建方案不但维持了冠状动脉CT血管成像的图像质量与诊断准确性,且辐射剂量降低了52%。第二部分：前瞻性心电触发大螺距螺旋扫描结合迭代重建在亚毫西弗辐射剂量下行冠状动脉CT血管成像目的：评估前瞻性心电触发大螺距螺旋扫描结合迭代重建在冠状动脉CT血管成像(coronarycomputeredtomographyangioghraphy,CCTA)亚毫西弗状态下检测冠状动脉管腔狭窄的图像质量及诊断准确性。方法：前瞻性连续入选自2012年5月至2012年12月于我院行冠状动脉CT前瞻性心电触发大螺距螺旋扫描的40名住院患者,冠状动脉CTA扫描后一周内均行冠状动脉导管造影检查。管电流时间乘积设置为常规冠状动脉CTA扫描的50%。所有图像均采用迭代重建。三名放射科医生对CTA图像质量进行打分(1分为不能诊断,大量运动伪影；4分为图像优良,无运动伪影)。冠状动脉管腔狭窄≥50%的诊断效能以冠状动脉导管造影的结果为“金标准”结果：40名患者均成功的完成冠状动脉CTA扫描。在601个可评估的冠状动脉节段中,543个节段(90.3%)图像质量可以诊断。在患者水平上,检测冠状动脉管腔狭窄≥50%的敏感度为95.7%(95%可信区间,76.0-99.8%),特异度为94.1%(95%可信区间,69.2-99.7%)。血管水平上,检测冠状动脉管腔狭窄7>50%的敏感度为89.5%(95%可信区间,77.8-95.6%),特异度为93.2%(95%可信区间,86.0-97.0%)。在患者水平及血管水平上,诊断冠状动脉管腔狭窄≥50%的ROC(ReceiverOperatingCharacteristicCurve,ROC)曲线下面积分别为0.949和0.913。患者的平均有效辐射剂量为0.58±0.17mSv,平均具体体型剂量估测(size-specificdoseestimate,SSDE)为3.14±1.15mGy。结论：冠状动脉CTA前瞻性心电触发大螺距螺旋扫描结合迭代重建在诊断冠状动脉狭窄中提供了很高的诊断准确性,且辐射剂量低于1mSv。第三部分：冠状动脉CT血管成像中低管电压、低碘浓度及迭代重建对图像质量及辐射剂量的影响目的：评估冠状动脉CT血管成像中应用低管电压、低碘浓度及迭代重建对图像质量及辐射剂量的影响。方法：前瞻性多中心连续入选自2013年8月至2013年12月因疑诊冠心病而行冠状动脉CT血管成像的231例门诊患者。231例门诊患者由统计软件随机分为两组：120kVp管电压、370mgI/ml对比剂浓度(n=116,44名女性,平均年龄55.3±9.8岁)或100kVp管电压、270mgI/ml对比剂浓度(n=115,48名女性,平均年龄54.2±10.4岁)。重建方法在两组均分别采用滤波反投影法重建(FBP,filteredbackprojection)及迭代重建(IR,iterativereconstruction)。测量主动脉(冠状动脉)及冠状动脉周围脂肪的CT值以及主动脉的噪声,并计算信噪比及对比度噪声比。读者对图像质量进行评分(1分为大量运动伪影,图像不能诊断,5分为无运动伪影,图像质量优秀)。计算患者的有效辐射剂量及具体体型剂量估测(sizespecificdoseestimate,SSDE)。结果：主动脉平均CT值(406.6±76.7vs.409.7±65.2HU,p=0.739)、图像噪声(18.7±3.8vs.17.9±3.4HU；p=0.138)、信噪比(22.5±5.4vs.23.7±6.1；p=0.126)、对比度噪声比(17.5±5.5vs.18.3±6.1；p=0.286)及图像质量得分(4.1±0.9vs.4.0±0.9)在120kVp管电压、370mgI/mL对比剂浓度及滤波反投影法重建方案组与100kVp管电压、270mgI/mL对比剂浓度及迭代重建方案组之间均无统计学差异(p>0.05)。主观图像质量得分、信噪比及对比度噪声比在120kVp管电压、、370mgI/mL对比剂浓度及迭代重建方案组最高,在100kVp管电压、270mgI/mL对比剂浓度及滤波反投影法重建方案组最低。平均碘用量在100kVp管电压组较120kVp管电压组降低了26.5%(18.3±0.5vs.24.9±0.9g;p<0.0001),平均有效辐射剂量降低了34.9%(2.3±1.0vs.3.5±1.1mSv;p<0.0001)。结论：冠状动脉CT血管成像中应用低的管电压、低碘浓度及迭代重建不仅降低了患者的碘用量,也降低了患者的辐射剂量,且维持了冠状动脉的图像质量。
【作者】尹卫华；
【导师】吕滨；
【作者基本信息】北京协和医学院，影像医学与核医学，2014，博士
【关键词】准确性；冠状动脉CT血管成像；迭代重建；辐射剂量；大螺距螺旋扫描；对比剂；图像质量；

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