最新低剂量技术在冠状动脉脉造影和脑血管造影中的应用价值

刘焕玲，赵宇新，袁　伟，叶　艳

陕西省西安市北方医院(西安 710043)，E-mail：oppoliuhuan@126.com



最新低剂量技术在冠状动脉脉造影和脑血管造影中的应用价值

刘焕玲，赵宇新，袁伟，叶艳

陕西省西安市北方医院(西安 710043)，E-mail：oppoliuhuan@126.com

摘要：目的探讨最新版低剂量技术(CARE技术)在常规介入手术中的应用价值。方法选取80例拟行造影术的病人，其中冠脉造影40例，随机分成CARE组(20例)和普通组(20例)；脑血管造影40例，随机分成CARE组(20例)和普通组(20例)。CARE组启用CARE技术，普通组关掉CARE技术，其他操作习惯和步骤完全一致。对CARE组和普通组的图像质量与射线剂量进行对比和分析。结果冠脉造影：普通组空气比释动能(AK)为(331.58±76.23)mGy，剂量面积乘积(DAP)为(2 617.13±551.24)mGycm2；CARE组AK为(191.95±49.33)mGy，DAP为(1 483.98±415.59)mGycm2。脑血管造影：普通组AK(365.27±129.90)mGy，DAP为(9 163.24±3 710.95)mGycm2； CARE组AK为(244.32±47.51)mGy，DAP为(6 526.67±1 291.84)mGycm2。无论是脑血管造影还是冠脉造影，CARE组在AK 和DAP方面都明显低于普通组(P<0.01)。冠脉图像质量评分，普通组为(49.79±0.71)分；CARE组为(48.94±0.59)分。脑血管图像质量评分、普通组为(49.38±0.49)分；CARE组为(49.07±0.62)分。CARE组、普通组图像质量评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论CARE技术应用在常见造影术，尤其是冠脉造影中，能够在显著降低射线剂量的同时不降低图像质量。

关键词：冠脉造影；脑血管造影；CARE技术；低剂量；图像质量

近30年来，我国介入手术从无到有，从只有大医院能开展极个别种类手术到现在县级医院即能完成常规造影和简单治疗[1]。自1997年平板技术出现以来[2]，血管机的发展提升到了一个新的层次，各厂家为解决日益被重视的射线剂量问题，相继推出各自的低剂量技术[3]。然而，所谓的低剂量技术是否真正能够做到降低剂量的同时不影响图像质量，这是目前研究的热点。我科室1年前新装机一台最新版本(VC21版)的Siemens Artis Zee Ceiling 血管机，标配有西门子最新版低剂量技术(CARE技术)。标准且可控制的CARE技术包含三个方面：①CARE position，即在LIH(Last Image Hold)图像上，无透视状态下能够实现射线束中心定位。②CARE filter，即系统可以自动根据图像反馈选择合适的铜滤过。③Low Dose acquisition，即所谓的低剂量核心技术。在收集了半年的病例后，笔者将图像和剂量信息统一分析，旨在探讨CARE技术在实际应用中的价值。

1资料与方法

1.1研究对象我院在2013年12月15日—2014年6月15日共行冠脉造影和脑血管造影258例，选出符合条件的病例80例，其中行冠脉造影40例，随机分成CARE组(20例)和普通组(20例)；行脑血管造影40例，随机分成CARE组(20例)和普通组(20例)。入选标准：年龄>18岁；体重指数(BMI)18.5 kg/m2～24.0 kg/m2；整个造影过程中透视累积时间不超过4 min。

1.2研究方法固定以下影响因素：①统一使用Siemens Artis Zee Ceiling第三代平板DSA系统采集图像(曝光条件为自动控制)；②统一使用相同品牌、相同浓度的造影剂。③同样的手术医生以保障相同的操作习惯。具体如下：40例冠脉造影都采用Seldinger技术经桡动脉进入左右冠状动脉。左冠摄取6个体位，包括右肩位(RAO15°+CRAN15°)、右肝位(RAO30°+CAU25°)、足位(CAU25°)、蜘蛛位(LAO45°+CAU30°)、左肩位(LAO45°+CRAN30°)、正头位(CRAN30°)。右冠摄取2个体位，分别为LAO45°和RAO45°。故冠脉造影图像均为8个序列。40例脑血管造影都采用Seldinger技术经股动脉进入左右颈内动脉和左右椎动脉。每条血管摄取正、侧两个体位。故脑血管造影图像均为8个序列。④冠脉造影均为手推造影剂，每个体位4 mL～6 mL。脑血管造影均为高压注射器联动注射造影剂，每个体位6 mL～8 mL。⑤冠脉造影视野19 cm～22 cm，平均屏相距100 cm，脑血管造影视野37 cm～42 cm，平均屏相距95 cm。⑥冠脉采集帧率15 f/s，透视15 P/s；脑血管采集帧率4 f/s，透视15 P/s；变量如下：CARE组使用默认的自动铜滤过功能和LIH定位功能，并选用带有CARE标志的器官程序，即低剂量模式，冠脉造影透视Dose 40 nGy/Pulse，冠脉造影采集Dose 0.12 μGy/Frame；脑血管透视Dose40 nGy/Pulse，脑血管采集Dose1.82 μGy/Frame。普通组关掉默认的自动铜滤过功能和LIH定位功能，选用常规的器官程序，透视Dose45 nGy/Pulse，采集Dose0.17 nGy/Frame，脑血管透视45 nGy/Pulse，采集Dose3.6 μGy/Frame。

使用西门子Artis ZeeⅢ平板探测系统自身所带的剂量检测装置，探测并记录每例造影的空气比释动能(air kerma，AK)和剂量面积乘积(dose area product，DAP)，为防止传输过程中的压缩改变图像质量，评估工作均在系统主机实时显示屏上进行。4组造影图像质量的评估是由两位影像科副主任医师采用双盲法共同进行。

1.3图像质量评价指标共5个问题，共计50分：①是否能满足临床诊断要求(0分～10分。0分为完全不能，10分为完全能满足诊断要求)；②非减影图像中，血管与背景的对比是否明显(0分～10分。0分为完全不能区分血管与背景，10分为能够明显区分血管和背景)；③3级以上的分支血管是否能清楚显示(0分～10分。0分为完全不能看到3级以上分支血管，10分为能够清晰地看到3级以上分支血管)；④图像整体噪声点是否严重(0分～10分。0分为噪声非常严重，10分为基本没有噪声)；⑤图像是否有伪影(0分～10分。0分为图像伪影严重，10分为看不到任何伪影)。

2结果

2.1CARE组、普通组放射剂量比较(见表1)CARE组、普通组AK、DAP差异均有统计学意义(P<0.01)，CARE组的放射剂量明显低于普通组。

表1　CARE组、普通组的放射剂量比较(±s)

2.2CARE组、普通组图像质量评分比较(见表2)CARE组、普通组图像质量评分比较差异无统计学意义(P>0.05)。

表2　CARE组、普通组图像质量评分比较(±s) 　分

3讨论

外照射防护的三原则是：缩短照射时间、增大与X线源的距离、设置屏蔽防护。而在介入诊疗操作过程中除了尽可能缩短照射时间外，病人既无法增大与X线源的距离也无法设置有效屏蔽防护。因此，辐射防护的最优化方案，应该是在兼顾诊断与治疗的前提下，尽可能将所有照射保持在最低剂量下。对于在介入诊疗过程中需要承受辐射照射的医务工作者来说，低剂量也是必不可少的重要防护措施[4]。

目前生产DSA血管机的医疗器械厂家纷纷推出自己的低计量技术，如Clarity技术、Low Dose技术等。这些低剂量技术都是通过提高管电压来降低辐射剂量的[5]。笔者所在科室新进的西门子第三代Artist Zee Ceiling血管造影系统为降低辐射剂量，开发了新的CARE技术。CARE技术在提高管电压降低辐射剂量的基础上，还整合了无透视状态下射线束中心定位技术、自动铜滤过技术。这两项整合技术与低剂量核心技术相辅相成，共同作用出最低化射线剂量的同时，不降低图像质量的效果。

AK和DAP常常用于反映病人在X线诊疗过程中承受的辐射剂量。 DAP反映球管发出来的射线剂量总和。AK是在C臂等中心点之下15 cm处测量到一个1 cm2面积内的射线剂量，一般可以间接反映病人吸收的皮肤剂量[6]。国际放射防护委员会(International Commission on Radiological Portection，ICRP)规定：急性照射(病人)皮肤剂量达2 Gy时可能造成红斑和白内障，达7 Gy可造成脱发，达12 Gy时可造成迟发性皮肤坏死。因此，一个部位的AK值绝不能高于2 Gy。

本研究脑血管造影剂量统计结果显示，普通组AK(365.27±129.90)mGy，DAP(9 163.24±3 710.95) mGycm2；CARE组AK(244.32±47.51)mGy，DAP(6 526.67±1 291.84) mGycm2。无论是AK还是DAP，CRAE组都明显低于普通组，降幅分别是33.1%和28.8%。冠脉造影剂量统计结果显示，普通组AK(331.58±76.23)mGy，DAP(2 617.13±551.24) mGycm2；CARE组AK(191.95±49.33)mGy，DAP(1 483.98±415.59) mGycm2。同样，CRAE组的辐射剂量相比普通组大幅下降，降幅分别为AK42.1%，DAP43.3%。相比脑血管造影来说，冠脉造影剂量下降的百分比高出十个百分点左右，这说明CARE技术在冠脉造影中的降剂量作用更加明显。在实际操作中，冠脉造影因为其特殊性，医生无法做到离室操作，必须要在床旁手推造影剂，同时使用脚踏开关采集造影图像。而脑血管造影时，操作医生一般是将造影导管放置好后，连接高压注射器注射造影剂，同时在室外使用手闸采集造影图像。因此对于冠脉造影术者来说，低剂量技术更为必要[7]。CARE技术在冠脉造影中的降低剂量作用更加明显。因为CRAE技术的核心依然是提高管电压值来降低辐射剂量。在传统造影系统中高电压会使射线穿透力增强，导致图像对比度下降。同时，剂量与噪声显负相关，低剂量必然导致噪声增加。但在数字化的造影系统中，可以通过一系列后处理算法来平衡这些不良影响[8]，尽量做到降低剂量的同时，不影响图像质量。本研究中，脑血管造影图像质量评分，普通组(49.38±0.49)分，CARE组(49.07±0.62)分，差异无统计学意义(P>0.05)；冠脉造影图像质量评分，普通组(49.79±0.71)分，CARE组(48.94±0.59)分，差异无统计学意义(P>0.05)。

综上所述，CARE技术不影响医生操作习惯，全自动控制，实时反馈调节，能够在明显降低辐射剂量的同时，不影响图像质量。在各项介入诊疗，尤其是在冠脉造影过程中，有着非常好的应用价值和前景。

参考文献：

[1]孙鹏，刘国贤.介入医学的回顾、展望与构思[J].医学信息，2010(7)：1901-1902.

[2]高宏杰，黑玲巧，张金亮.浅谈平板影像技术的新发展[J].医学信息，2011(9)：4507.

[3]刘建鲁，王鹏程，侯立霞.数字化平板血管造影系统辐射剂量优化研究进展[J].中国医学物理学杂志，2013，30(2)：4015-4019.

[4]吴巧丽，杨敏玲.介入放射工作的防护现状及措施的探讨[J].山西医药杂志，2008，37(6)：546-547.

[5]鹏程，赵雷，翟小娟，等.数字血管减影中kVp及mAs选择对病人剂量及低对比度血管能力检测的影响[J].中华放射医学与防护杂志.2007，27(4)：400-402.

[6]Gfirmer H，Stieve FE，Wild J．A new diamentor for measuring kerma-area product and air-kerma simultaneously[J]．Med Phys，1997，24：1954-1959.

[7]侯广文.心血管介入诊疗中医护人员的放射防护[J].职业与健康，2008，24(18)：1884-1885.

[8]Schapire RE，Singer Y.Improved boosting algorithms using confidence-rated predictions[J].Machine Learning，1999(3)：297.

(本文编辑郭怀印)

(收稿日期：2015-11-19)

中图分类号：R816.2R256.2

文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1672-1349.2016.09.031

文章编号：1672-1349(2016)09-1015-03