本文選題：冠狀動(dòng)脈　切入點(diǎn)：體層攝影術(shù)　出處：《南方醫(yī)科大學(xué)》2016年博士論文

【摘要】：研究背景和目的冠心病是一種嚴(yán)重危害人類身體健康的常見的重大疾病之一,在國(guó)內(nèi)、外,冠心病均已成為最常見的致死病因之一,為社會(huì)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來(lái)沉重的負(fù)擔(dān)和巨大的負(fù)面影響。多層螺旋CT冠狀動(dòng)脈CTA成像的檢查過(guò)程方便快捷、風(fēng)險(xiǎn)較低、檢查結(jié)果準(zhǔn)確可靠。目前,已成為用于冠心病篩查診斷、療效評(píng)估和預(yù)后監(jiān)測(cè)的重要的影像學(xué)檢查方法之一,在臨床應(yīng)用廣泛。盡管冠狀動(dòng)脈CTA檢查對(duì)冠心病的診斷和監(jiān)測(cè)具有重要的臨床價(jià)值,但由于CT成像的基礎(chǔ)是X射線,據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道,使用傳統(tǒng)的成像模式進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA檢查,其所需的輻射劑量較高,實(shí)際有效劑量為5-30 mSv,因而冠狀動(dòng)脈CTA檢查給患者所帶來(lái)的潛在的輻射傷害不容小覷。雖然目前尚無(wú)直接證據(jù)表明CT檢查時(shí)所使用的X射線照射與腫瘤的發(fā)生之間存在肯定的因果關(guān)系,但在理論上,即使微小劑量的輻射照射也可能會(huì)對(duì)身體健康造成一定的潛在風(fēng)險(xiǎn)。因此在臨床操作中,冠狀動(dòng)脈CTA檢查應(yīng)嚴(yán)格遵守放射業(yè)界公認(rèn)的“盡可能低合理使用輻射劑量”(ALARA)的輻射防護(hù)法則。冠狀動(dòng)脈CTA可以使用回顧性螺旋掃描、前瞻性大螺距螺旋掃描和前瞻性序列掃描三種方式進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)的采集,不同掃描方式對(duì)輻射劑量有不同程度的重要影響�；仡櫺月菪龗呙枋亲顬榻�(jīng)典的掃描方式,但由于需要在多個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)進(jìn)行持續(xù)曝光,因此具有較高的輻射劑量。前瞻性大螺距螺旋掃描的成像方式為雙源CT所獨(dú)有,并且僅第二代和第三代雙源CT可完成,第一代雙源CT機(jī)未配備此成像模式。使用前瞻性大螺距螺旋掃描成像方式能夠以小于1mSv的極低的輻射劑量、僅需一個(gè)心動(dòng)周期就可完成整個(gè)心臟的成像掃描。但冠狀動(dòng)脈CTA前瞻性大螺距螺旋掃描成像方式的使用有一定的限制,它對(duì)于患者的心率要求較高(低且平穩(wěn)),心率較高和心律不齊的患者被認(rèn)為并不適用于此成像模式。前瞻性序列掃描也稱為“步進(jìn)式”掃描,它以間隔曝光的方式在多個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成全心掃描。研究發(fā)現(xiàn),與傳統(tǒng)的回顧性螺旋掃描方式的冠狀動(dòng)脈CTA相比,前瞻性序列掃描成像方式能夠在保持相同水準(zhǔn)的圖像質(zhì)量和診斷準(zhǔn)確性的同時(shí),大幅降低冠狀動(dòng)脈CTA的輻射劑量,最高可達(dá)70%。前瞻性序列掃描對(duì)于心率的適應(yīng)性較高,有研究表明,和回顧性螺旋掃描的成像方式相比,第二代2×128層雙源CT前瞻性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA可適用于高心率、心律不齊甚至是房顫的患者,該模式能夠根據(jù)掃描時(shí)患者的心率情況手動(dòng)選擇和自動(dòng)調(diào)節(jié)曝光窗,在保持相同水準(zhǔn)的圖像質(zhì)量和診斷效能的同時(shí),還可以大幅降低超出50%的輻射劑量。本研究目的之一,旨在使用第一代2×64層雙源CT,探討前瞻性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA寬/窄曝光窗、單/多期數(shù)據(jù)采集模式對(duì)圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。本研究目的之二,旨在使用第二代2×128層雙源CT分別以70 kV和80 kV管電壓進(jìn)行前瞻性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA成像,探討70 kV超低管電壓條件下前瞻性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA的可行性,及其對(duì)圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。方法研究一：對(duì)144例臨床懷疑冠心病而行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的患者(心率≤70次/分鐘,心律平穩(wěn)、無(wú)明顯心律不齊,心率變異度10次/分鐘)使用第一代64層雙源CT掃描儀進(jìn)行前瞻性適應(yīng)性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA成像。所有患者隨機(jī)納入單期組(組A)或多期組(組B),分別使用70%-70% R-R間期的單期相窄曝光采集窗掃描模式或65%-75%R-R間期的多期相寬曝光采集窗掃描模式進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA成像。對(duì)于體重90kg或者體重指數(shù)30 kg/m2的患者,管電壓使用100 kV,對(duì)于體重≥90 kg或者體重指數(shù)≥30 kg/m2的患者,管電壓使用120 kV。對(duì)比劑選用碘海醇注射液,其用量根據(jù)體重(1 mL/kg)進(jìn)行計(jì)算,對(duì)比劑注射完成后立即注入40 mL生理鹽水和對(duì)比劑的混合液(混合比例為20%)。圖像采集完成后使用濾波反投影算法以軟組織卷積核(B26f)自動(dòng)對(duì)圖像進(jìn)行重建。單期組在70% R-R間期進(jìn)行重建,獲得一套心臟圖像數(shù)據(jù)。多期組重建多期相數(shù)據(jù)并人工選擇最佳期相,其中包括一套70% R-R間期的數(shù)據(jù)作為模擬單期組(組C)。記錄每個(gè)掃描間期的實(shí)際曝光采集時(shí)間,并計(jì)算掃描間期的采集時(shí)間變異度。圖像由兩名富有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師使用盲法獨(dú)立進(jìn)行圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià),以4分法按照美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)的16分段法評(píng)價(jià)每一個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段的血管評(píng)分：1分,優(yōu)秀；2分,良好；3分,一般,尚能診斷；4分,差,不能診斷。圖像質(zhì)量的客觀觀測(cè)值由另一名富有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立完成,分別在升主動(dòng)脈根部、右冠狀動(dòng)脈近段、左冠狀動(dòng)脈主干、左前降支近段、左回旋支近段和心旁縱隔脂肪選取圓形的興趣區(qū)域,測(cè)量并記錄其CT值作為信號(hào)強(qiáng)度,同時(shí)記錄升主動(dòng)脈根部興趣區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差,將其作為圖像的噪聲。分別計(jì)算每一個(gè)觀測(cè)部位的信噪比和對(duì)比噪聲比。記錄每例患者的容積CT劑量指數(shù)和劑量長(zhǎng)度乘積,計(jì)算有效劑量和體型特異性劑量估算值。研究二：對(duì)100例臨床懷疑冠心病而行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的一般體型的患者(體重指數(shù)26 kg/m2)使用第二代128層雙源CT掃描儀進(jìn)行前瞻性適應(yīng)性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA成像。所有患者隨機(jī)納入70 kV組(組A)或80 kV組(組B),分別使用70 kV的超低管電壓條件和80 kV的低管電壓條件進(jìn)行冠狀動(dòng)脈CTA成像。對(duì)于心率70次/分鐘、心律平穩(wěn)(心率變異度10次/分鐘)或僅有偶發(fā)早搏的患者,掃描曝光采集窗設(shè)置為70%-70% R-R間期；對(duì)于心率為≤70次/分鐘且心律不齊(心率變異度≥10次/分鐘,偶發(fā)早搏者除外)的患者和心率為71-80次/分鐘的患者,掃描曝光采集窗設(shè)置為30%-80% R-R間期；對(duì)于心率80次/分鐘的患者,掃描曝光采集窗設(shè)置為30%-50% R-R間期。對(duì)比劑選用碘海醇注射液,其用量為45 mL,對(duì)比劑注射完成后立即注入45 mL生理鹽水。圖像采集完成后使用迭代重建算法(SAFIRE)以軟組織卷積核(126f)自動(dòng)選擇最佳期相對(duì)圖像進(jìn)行重建,迭代重建級(jí)別設(shè)置為3。若自動(dòng)最佳期相的圖像存在模糊或錯(cuò)層偽影,則以5% R-R間期的間隔重建多期相數(shù)據(jù),由單獨(dú)一名高年資放射科醫(yī)師在數(shù)據(jù)預(yù)處理階段手工選擇最佳期相。圖像由兩名富有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師使用盲法獨(dú)立進(jìn)行圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià),以4分法按照美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)的16分段法評(píng)價(jià)每一個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段的血管評(píng)分：1分,優(yōu)秀；2分,良好；3分,一般,尚能診斷；4分,差,不能診斷。圖像質(zhì)量的客觀觀測(cè)值由另一名富有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師獨(dú)立完成,分別在升主動(dòng)脈根部、右冠狀動(dòng)脈近段、左冠狀動(dòng)脈主干、左前降支近段、左回旋支近段和心旁縱隔脂肪選取圓形的興趣區(qū)域,測(cè)量并記錄其CT值作為信號(hào)強(qiáng)度,同時(shí)記錄升主動(dòng)脈根部興趣區(qū)域的標(biāo)準(zhǔn)差,將其設(shè)置為圖像的噪聲。分別計(jì)算每一觀測(cè)部位的信噪比和對(duì)比噪聲比。記錄每例患者的容積CT劑量指數(shù)和劑量長(zhǎng)度乘積,計(jì)算有效劑量和體型特異性劑量估算值。統(tǒng)計(jì)學(xué)處理使用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)是否滿足正態(tài)分布。以P0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。研究一：組A和組B間患者的一般資料、掃描參數(shù)和輻射劑量參數(shù)中,對(duì)于連續(xù)變量數(shù)據(jù)的比較使用Student t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn),對(duì)于分類變量數(shù)據(jù)使用Pearson卡方檢驗(yàn)或Fisher確切概率檢驗(yàn)比較其差異。心率變異度與間期采集時(shí)間變異度間的相關(guān)性使用Pearson相關(guān)檢驗(yàn)。兩位圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)者之間主觀評(píng)分的一致性使用Kappa檢驗(yàn)。組A和組B間的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分、組A和組C間的主觀評(píng)分的差異使用Mann-Whitney U檢驗(yàn),組B和組C間主觀評(píng)分的差異使用Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)。組A和組B、組A與組C間的圖像質(zhì)量的客觀觀測(cè)值的差異使用Student t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn),組B和組C間圖像質(zhì)量的客觀觀測(cè)值的差異使用配對(duì)t檢驗(yàn)或Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)。組A和組B間、組A和組C間可診斷比率的差異使用Pearson卡方檢驗(yàn),組B與組C間可診斷比率的差異使用McNemar檢驗(yàn)。研究二：組A和組B間患者的一般資料、掃描參數(shù)和輻射劑量參數(shù)中,對(duì)于連續(xù)變量數(shù)據(jù)的比較使用Student t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn),對(duì)于分類變量數(shù)據(jù)使用Pearson卡方檢驗(yàn)或Fisher確切概率檢驗(yàn)比較其差異。兩位圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)者間主觀評(píng)分的一致性使用Kappa檢驗(yàn)。兩組間的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分的差異使用Mann-Whitney U檢驗(yàn),兩組間可診斷比率的差異使用Pearson卡方檢驗(yàn)。兩組間圖像質(zhì)量的客觀觀測(cè)值的差異使用Student t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U檢驗(yàn)。結(jié)果研究一：組A和組B間年齡、性別比例、體重指數(shù)、平均心率、心率變異度、倍他樂(lè)克服用例數(shù)、z軸掃描范圍、管電壓100 kV例數(shù)、間期采集時(shí)間變異度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。組A的最大間期采集時(shí)間和最小間期采集時(shí)間較組B分別少24.3%和28.4%,兩者之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。組A和組B間的間期采集時(shí)間變異度與心率變異度間存在中等程度的相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)分別為0.457和0.506(P0.05)。在節(jié)段水平,三組圖像質(zhì)量的平均主觀評(píng)分分別為1.54±0.75、1.52±0.70、1.56±0.73分。其中,組A和組B之間、組A和組C之間的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)；組B的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分優(yōu)于組C,兩者間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。兩位評(píng)價(jià)者間主觀評(píng)分的一致性好(Kappa=0.762)。組A、B、C各有966(98.17%)、953(98.65%)、948(98.14%)個(gè)節(jié)段滿足診斷需要,在組A和組B間、組A和組C間、組B和組C間,可診斷節(jié)段比率的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在血管水平,組A、B、C圖像質(zhì)量的平均主觀評(píng)分分別為1.91±0.87、1.88±0.82、1.91±0.85分。全部血管水平的主觀評(píng)分,在組A和組B間、組A和組C間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05),但在組B和組C間有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。組A、B、C各有95.49%(275/288)、96.53%(278/288)、95.49%(275/288)的血管滿足診斷需要,三組間可診斷血管比率的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在個(gè)體水平,組A、B、C圖像質(zhì)量的平均主觀評(píng)分分別為2.58±0.75、2.60±0.73、2.68±0.77分。在組A和組B間、組A和組C間,圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。在組B和組C間,圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05),組B的圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于組C。組A、B、C各有88.89%(64/72)、91.67%(66/72)、87.50%(63/72)的個(gè)體滿足診斷需要,三組間可診斷血管比率的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在三組間圖像質(zhì)量客觀測(cè)量的參數(shù)值中,除組B與組C間升主動(dòng)脈根部的CT值稍有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異外(P0.05),其他參數(shù)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。單期組的輻射劑量參數(shù)值均低于多期組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。研究二：兩組間年齡、性別比例、體重指數(shù)、平均心率、心率變異度、進(jìn)床次數(shù)、掃描曝光窗構(gòu)成比例無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。在節(jié)段水平,組A、組B分別有620、627個(gè)段節(jié)納入評(píng)價(jià)。兩位評(píng)價(jià)者主觀評(píng)分的一致性較好(Kappa =0.598)。組A和組B圖像質(zhì)量的平均主觀評(píng)分分別為1.80±0.77、1.68±0.73分,組B的節(jié)段水平圖像質(zhì)量評(píng)分優(yōu)于組A,兩者間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。組A和組B各有97.3%(603/620)和97.6%(612/627)的節(jié)段滿足診斷需要,可診斷節(jié)段比率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在血管水平,組A、B圖像質(zhì)量的平均主觀評(píng)分分別為2.18±0.85、2.06±0.86分,兩者間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在單支血管水平,僅左前降支組B(2.34±0.77)的圖像質(zhì)量主觀評(píng)分優(yōu)于組A(2.62±0.70),差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在右冠狀動(dòng)脈、左冠狀動(dòng)脈主干和左回旋支,兩組間圖像質(zhì)量主觀評(píng)分均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)。組A和組B各有93.5%(187/200)和92.5%(185/200)的血管滿足診斷需要,可診斷血管比率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在個(gè)體水平,組A、B圖像質(zhì)量的平均主觀評(píng)分分別為2.94±0.65、2.74±0.80分,兩者間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。組A和組B各有82.0%(41/50)80.0%(40/50)的個(gè)體滿足診斷需要,可診斷個(gè)體比率的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。在組A、B的圖像質(zhì)量客觀測(cè)量參數(shù)值中,組A的信號(hào)強(qiáng)度和圖像噪聲均高于組B、信噪比和對(duì)比噪聲比均低于組B,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。組A的輻射劑量參數(shù)值均低于組B,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。結(jié)論對(duì)于心率較低且相對(duì)平穩(wěn)的患者,在心臟舒張中期使用單期相窄曝光采集窗掃描模式進(jìn)行前瞻性自適應(yīng)性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA成像,可大幅降低患者的輻射劑量,同時(shí)并不會(huì)引起圖像質(zhì)量的下降。對(duì)于一般體型(體重指數(shù)26 kg/m2)的患者,第二代128層雙源CT以70kV超低管電壓進(jìn)行心電門控同步下前瞻性適應(yīng)性序列掃描冠狀動(dòng)脈CTA成像是可行的,與80 kV管電壓成像模式相比,該成像模式可有效大幅降低患者的輻射劑量,同時(shí)保持了類似的圖像診斷效能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R816.2;R541.4

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本文編號(hào)：1682172