冠脉cta成像技术(辐射剂量).pdf

2009‐8‐301冠脉CTA成像技术 （辐射剂量控制）辐射剂量控制綦维维问题什么是辐射？对人体有什么影响？如何计量CT的辐射大小？冠状动脉CTA的辐射剂量有多大？控制冠状动脉CTA辐射剂量的方法有什么？内容CT的辐射剂量• CT中辐射对人体作用的背景 • CT辐射剂量的度量方法 • 冠脉CTA成像的辐射剂量冠脉成像的辐射剂量冠状动脉CTA成像的辐射剂量控制方法• 不同扫描模式 • 普遍方法 • 个体化方法图像质量的优化和辐射剂量的控制CT的辐射剂量的辐射剂量背景知识背景知识自然辐射• 自然状态下，每个美国人一年中累积受到的辐 射量平均大约是3mSv • 普通民众每年接受的天然剂量（各种来源的 总和）均在１mSv左右左右 • 如经常坐飞机，或是飞行员或空服人员，则 可能在２或３mSv左右：宇宙射线少穿透数千左右：宇宙射线少穿透数千 米空气，剂量场要轻微大一些 • ?国内航线飞行员2.85－－3.11mSV/1000小时小时 • ?国际航线最高剂量达12.22mSV/1000小时小时电离辐射对人体组织的作用• 电离辐射在人体组织内释放能量，导致细胞死亡或损伤在少量剂量下，它并不能 造成伤 害。

• 在某些情况下，细胞并不死亡，但是变成非正常细胞，有些为暂时，有 些为永久的，那些常细胞，有些为暂时，有 些为永久的，那些 费正常细胞甚至发展为癌变细胞大剂量的照射将引起大范围的 细胞死亡 • 在小剂量的照射下，人体或部分被照器官能存活下来，但是最终导致癌 症发病率大大增加 • 受照损伤范围依赖于照射源的大小，受照时间以及受照组织2009‐8‐302• 美国科学院（NAS）立项课题，对）立项课题，对100mSv剂量 以下电离剂量 以下电离 辐射的生物学效应进行研究 内容重点：医用X射线和射线和γ射线的生物学效应射线的生物学效应 采用线性非阈模型（LNT））按照这学说按照这学说采用线性非阈模型（LNT）），，按照这按照这一一学说学说， 低剂量电离， 低剂量电离 • 辐射（医用）的最小剂量也具有使人健康危险性增加的潜力 • ?NAS定义的低剂量电离辐射：零﹤～ ﹤定义的低剂量电离辐射：零﹤～ ﹤100mSv• 美国美国X射线学会（射线学会（American Roentgen Ray Society）主任）主任Bruce McClennan在一封书面 声明中说，放射医师在学习和培训过程中 就是按照最低有效剂量原则（ALARA原则）就是按照最低有效剂量原则（ALARA原则） 为病人进行检查，同时也是按照这一原则 进行自我防护的。

• ICRP第第102号出版物《多排探测器计算机体层摄影号出版物《多排探测器计算机体层摄影 (MDCT)中患者的剂量控制》中患者的剂量控制》 • 该文件建议使用者需要理解患者剂量和影像质量之间的关系，并且需要意识到CT的影像质量总是高于 诊断需要的可信限自动曝光控制（AEC）并非完 全不需要操作者选择扫描参数了解每种系统的全不需要操作者选择扫描参数，了解每一种系统的性能是很重要的 • 扫描方案不能根据不同厂家的扫描仪而简单地加以改变，应该依每台MDCT而定 • CT越来越多地被用来替代传统的X线检查，充分考 虑患者接受的剂量是很重要的，尤其是在用CT进行 重复检查或多次检查的情况下• 2007年北 美放射学 会的一个 热点话题• 辐射防护 已经成为 临床医生 一个首要 问题CT的辐射剂量CT辐射剂量的度量方法CT辐射剂量的度量方法照射量• CTDI • CTDI100100 • CTDIw • CTDIvol有效剂量• ECTDI通常是在实验室通过特殊的 模体测量并计算出的照射量2009‐8‐303CT剂量指数剂量指数CTDI （（CT Dose Index）） • 定义：CTDI测量测量X线在标准的线在标准的CTDI模具模具 中产生的电离量 • 电离室长度为100mm，即常用的，即常用的CTDI100 • 为体现头部扫描和体部扫描的不同模具分• 为体现头部扫描和体部扫描的不同，模具分16cm/32cm • 为反映X线剂量在体内的不均匀性，提出线剂量在体内的不均匀性，提出加权剂量 指数（CTDIW）的概念）的概念 ?CTDIW是电离室在模具中心和边缘测量值的加权 平均：是电离室在模具中心和边缘测量值的加权 平均： CTDIW=（（1/3））CTDI100(中心中心)+ （（2/3））CTDI100(边缘边缘)容积CT剂量指数（剂量指数（CTDIvol））• CTDIvol称之为容积称之为容积CT剂量指数剂量指数 ?表达式：CTDIvol=CTDIW/pitch（（mGy）） ?式中：CTDIW=(CTDI100中心中心)/3+ 2(CTDI100周边周边)/3 • pitch =螺距（又称线束螺距）螺距（又称线束螺距） 定义：代表在CT扫描时扫描时XYZ三个方向上某点上三个方向上某点上定义：代表在CT扫描时扫描时X、、Y、、Z三个方向上某点上三个方向上某点上 的平的平均吸收剂量分布，考虑了特殊扫描方案中螺旋的影响，即考虑了X射线源在旋转时对辐射剂量剖 面的特点射线源在旋转时对辐射剂量剖 面的特点 • ?连续旋转（螺旋=1）） • ?重叠旋转（螺旋1 ））剂量长度乘积（DLP））定义: 给定扫描方案中受照部位所接受总能量 ?表达式： DLP=CTDIvol×扫描长度（×扫描长度（cm）） ?单位：(mGy∙cm)?确定扫描参数时，设备自动显示与之对 应的CTDIvol、、DLP（剂量长度乘积）（剂量长度乘积）有效剂量(E)• 表示患者非均匀照射相当于全身照射的辐射危险评价一 个防护量，不适合用于对于人类照射的回顾性风险评价 ?只在不同诊断程序，不同国家、医院和同一项目 检查使用不同技术等所致有效剂量之间进行比较时有一定价值不能直线测量，通过计算得到： ?DLP乘以相应器官的权重指数（乘以相应器官的权重指数（W），可估计某 个或几），可估计某 个或几个器官扫描的有效剂量E ?计算公式：E=CTDIvol××L××W=DLP××W E＝＝CT剂量指数容积×剂量指数容积×Z轴范围×系数轴范围×系数=DLP×系数×系数怎样表述CT的辐射剂量检查者的某部位CT检查的辐射剂量 需要用有效剂量（E）来表示同一设备不同扫描参数的比较可以同设备不同扫描参数的比较可以 用CTDI来表示两组患者的同一部位的辐射剂量可 以用DLP或者是有效剂量（E）表示CT的辐射剂量冠脉CTA成像的辐射剂量2009‐8‐304多层螺旋CT心脏扫描的发展20082008 256 层辐射剂量辐射剂量1998 4层16层32层2004 64层2005 双源2008 320 层2008 炫速 双源国外报道冠状动脉不同的影像学检 查的有效剂量：1. 冠造冠造2‐7mSv 2. 锝扫描锝扫描6‐8mSv 3. 铊扫描铊扫描27mSv 4. PET/CT检查达到检查达到20mSv 5. 回顾性回顾性ECG门控冠状动脉门控冠状动脉CTA 6~15mSv 6. ECG前触发前触发+轴扫冠状动脉轴扫冠状动脉CTA ~3mSv• 07‐7‐18出版的美国医学协会杂志（出版的美国医学协会杂志（JAMA）刊登的 一项）刊登的 一项研究称，根据粒子辐射效应最新数据进行的计 算机模拟实验表明，64层层CT冠脉血管成像（冠脉血管成像（CTA） 检查对不同人群带来） 检查对不同人群带来的癌症危险性存在很大差异,而而 年轻女性的癌症危险性最大年轻女性的癌症危险性最大年轻女性的癌症危险性最大年轻女性的癌症危险性最大 • 对年轻女性而言，乳腺则首当其中（女性乳腺是对 辐射最敏感组织，年龄越小，这种敏感性越大） •经过计算，20岁女性的风险值是岁女性的风险值是1/143，而对一名，而对一名 80岁的岁的男性，这个值下降为1/3261 • 采用ECG前触发前触发+轴扫的检查方法可将上述数值分别 降低到轴扫的检查方法可将上述数值分别 降低到1/219和和1/5017报道中各个设备CCTA的辐射剂量比较机型技术机型技术ECG毫安 调制有效剂量毫安 调制有效剂量BEIR风险风险ICRP风险风险16层层CT 螺旋扫描螺旋扫描no 10.3mSv1/971 1/194116层层CT 螺旋扫描螺旋扫描yes5.15mSv1/19411/3883 64层层CT 螺旋扫描螺旋扫描yes12.0mSv 1/8331/166764层层CT 前触发－ 轴扫前触发－ 轴扫n/a2.8mSv 1/35711/7142双源CT 螺旋扫描yes12.1mSv1/8261/1652冠状动脉CTA成像的辐射剂量控 制方法制方法ECG自动mA调 制前置滤过和后 重建算法10‐20%30‐50%辐射剂 量控制使用前门 控EBCT 的扫描方 式依据个体因素 调制mAs和kVp80%2009‐8‐305冠状动脉CTA成像的辐射剂量控制方法不同扫描模式普遍方法个体化方法不同扫描模式回顾性ECG门控扫描•ECGmA调制 •自动pitch选择7‐20mSv前瞻性ECG门控轴扫扫描•Step and shoot •One beat shoot前瞻性ECG门控螺旋扫描1‐5mSv1‐5mSv回顾性ECG门控扫描 ECGmA调控技术• CCTA采用螺旋采集，容积扫描覆盖所有心 动时相，采用螺旋采集，容积扫描覆盖所有心 动时相，但重建图像往往仅来自某一心动 时相，X线利用效率线利用效率较低 • 心率较慢时，多采用舒张末期图像进行冠心率较慢时，多采用舒张末期图像进行冠 脉三维重建而其它时相图像仅用于获取心 脏功能信息 • ECG毫安调制功能可根据心动周期，在预选 时相范围毫安调制功能可根据心动周期，在预选 时相范围内采用高毫安输出，其余时相则 为低毫安ECG－Pulsing技术• 射线剂量是心率的函数， 全剂量曝光的范围可以 根据心率自动决定。

• 低剂量曝光范围内，射 线剂量是设定剂量的20 如果选择％～30％；如果选择 “Min”条件的话，射线 剂量则是设定剂量的4 ％回顾性ECG门控扫描 自动pitch选择• 辐射剂量与螺距成反 比 • GE VCT的的CCTA采用采用智 能螺距技术，根据受 检者实际心率自动设 置螺距(0.18‐0.24) • 心率过低或者采用多 扇区重建都会缩小螺 距，增加扫描的辐射 剂量回顾性ECG门控扫描 自动pitch选择• DSCT采用智能螺距技采用智能螺距技术: • 0.2‐0.5 • 心率↑，螺距↑,CTDI↓ • 心率平稳条件下（波动小于10次）采用自动螺心率范围心率范围pitch >40bpm 0.2 >50bpm 0.22 小于10次）采用自动螺 距技术；使得扫描时间 最优；如果心率波动过大（波动大于10次）， 根据平均心率采用手动 确定螺距，一般降低两 档，避免时间上数据漏 扫！扫描时间最优，扫描时间剂量最优！>60bpm 0.28>70bpm 0.33>80bpm 0.39>90bpm 0.44>100bom 0.5 2009‐8‐306前瞻性ECG门控轴扫扫描 Step and shoot•为了克服前门控轴 扫描模式中心率波动 造成最佳扫描时相的 变化，所以需要适当变化，所以需要适当 延长扫描的时间，多 采集一段时相的图像。

•这样可以一定程度 避免一次扫描后造成 的图像运动伪影前瞻性ECG门控轴扫扫描 One beat shoot• 东芝320排CT拥有 16cm/rotation的探 测器覆盖范围，所 以可以进行单次心 跳就可扫描完整个心脏心脏， • 如果出现心率不齐可以进行2‐3次重复 扫描，可选择其中 图像好的进行重建 或者进行多扇区重建前瞻性ECG门控螺旋扫描• 东芝东芝 320排排 Aquilion one CT • 西门子西门子Definition flash dual‐source CTdual source CT – 小于小于1mSv辐射剂量的心脏 扫描辐射剂量的心脏 扫描 – 时间分辨率 75 。