The application value of isocenter scanning combined with AIDR-3D reconstruction in reducing the radiation dose of CCTA imaging
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摘要:目的探讨等中心320排CT扫描联合AIDR3D重建在降低冠状动脉CT血管成像（CCTA）辐射剂量中的价值。方法将108例怀疑冠心病行CCTA检查病人随机平均分为A、B、C组，扫描管电压均为120 kV。A组常规扫描体位，管电流为智能毫安；B、C组等中心位置（心脏位于CT机架孔的中心），管电流分别为智能毫安的90%、60%。A组行滤波反投影法重建和AIDR3D重建分别得到Af、Aa组，B、C组行AIDR3D重建，比较Af、Aa、B、C组图像的噪声、信噪比（SNR）、对比信噪比（CNR）、主观图像质量及辐射剂量（ED）。结果辐射剂量按A、B、C组顺序依次降低（P < 0.01）；4组主观图像质量评分显示，Af组评分低于其他3组（P < 0.01），其他3组评分差异无统计学意义（P>0.05）。4组客观图像质量的比较显示，噪声方面，Af组最高（P < 0.01），其次为C组（P < 0.01），Aa和B最低（P < 0.01）；SNR和CNR两指标方面规律一致，均为Aa和B组最高（P < 0.01），其次为C组（P < 0.01），Af组最低（P < 0.01）。结论在不降低冠状动脉成像质量的情况下，等中心扫描联合AIDR3D能降低CCTA的辐射剂量。Abstract:ObjectiveTo explore the application value of 320-detector CT isocenter scan combined with AIDR-3D reconstruction in reducing radiation dose of coronary CT angiography(CCTA).MethodsOne hundred and eight patients suspected by coronary heart disease were randomly divided into the A, B and C groups(36 cases each group).The coronary CTA scan with a tube voltage of 120 kV in all patients were implemented.The A group were scanned under traditional position, and the tube current was intelligent milliampere.The B and C groups were scanned under isocenter positions(the heart was set at the center of CT rank hole), and the tube currents were 90% and 60% of the intelligent milliampere, respectively.The Af and Aa groups in A group were obtained using the filtering back projection method and AIDR-3D reconstruction, respectively.The B and C groups were reconstructed using AIDR-3D.The signal-to-noise ratio(SNR), contrast-to-noise ratio(CNR), subjective image quality and radiation dose among Af, Aa, B and C groups were compared.ResultsThe radiation doses in A, B and C groups gradually decreased in turn(P < 0.01).The results of the subjective image quality scores in four groups showed that the score in Af group was lower than that in other three groups, and the differences of which among other three groups were not statistically significant(P>0.05).The results of the objective image quality scores in four groups showed that the noise in Af group was the highest(P < 0.01), followed by C group(P < 0.01), and which in Aa and B groups were the lowest(P < 0.01).The SNR and CNR in Aa and B groups were the highest(P < 0.01), followed by C group(P < 0.01), and whose in Af group were the lowest(P < 0.01).ConclusionsThe isocenter CT scan combined with AIDR3D can reduce the radiation dose of CCTA without reducing the quality of coronary imaging.
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Keywords:
- coronary disease /
- isocenter CT scan /
- iterative reconstruction /
- low-dose
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自体动静脉内瘘(autogenous arteriovenous fistula，AVF)为维持性血液透析病人的首选通路[1]。随着生活方式和饮食结构的改变，高血压、糖尿病、动脉粥样硬化等慢性疾病逐渐增多，以及人口老龄化，病人自身血管条件差，无法满足建立AVF的需要，人工血管动静脉内瘘(arteriovenous graft，AVG)即成为首选通路[2]。各种原因引起的术后狭窄和闭塞，是AVG远期通畅率不高的主要原因[3]，解除内瘘狭窄，是保持血管通路畅通的关键。关于动静脉内瘘通畅率的影响因素，国内外已有相关报道[4-5]。本研究主要探讨以AVG为透析通路的病人内瘘出现狭窄，行超声引导下经皮腔内血管成形术(percutaneous transluminal angioplasty，PTA)治疗的效果，进一步探讨影响术后通畅率的危险因素，现作报道。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
收集2018年4月至2019年10月在我院行超声引导下PTA治疗AVG狭窄的病人共36例，其中男20例，女16例，年龄33~72岁，平均(52.1±10.8)岁; 原发病为慢性肾小球肾炎18例、糖尿病9例、高血压3例、多囊肾1例、不明病因5例。36例病人中肱动脉-贵要静脉AVG 29例，肱动脉-头静脉AVG 7例，病人已使用此血管通路进行规律血液透析，平均使用时间为(15.5±8.5)个月，每周透析2~3次。纳入标准: (1)彩超或血管造影明确内瘘管腔狭窄超过50%；(2)透析时静脉压高，透析血流量 < 200 mL/min，无法完成透析; (3)内瘘处触诊震颤减弱或消失，听诊血管杂音消失。排除标准: (1)中心静脉狭窄或堵塞; (2)存在严重凝血功能障碍; (3)内瘘出现感染。
1.2 方法
病人术前已完善彩色多普勒超声明确狭窄部位，病人取仰卧位，患肢外展，常规消毒、铺巾、1%利多卡因局部浸润麻醉，在超声引导下于内瘘狭窄处近心端穿刺进入人工血管，进入导丝，拔出穿刺针，进入5F穿刺鞘，退出鞘芯及导丝，鞘内注射肝素15 mg，在超声引导下，沿穿刺鞘进入0.035超滑导丝，沿导丝进入6 mm×40 mm波科Mustang球囊，球囊通过狭窄部位逐渐增大压力至10个大气压，球囊逐渐膨起，1 min后逐渐减压，2 min后重复上述操作，退出球囊，反复扩张几次，直至超声显示狭窄段消失，血流良好，病人内瘘处可触及明显震颤，拔除穿刺鞘，5-0血管缝合线荷包缝合，予敷料包扎，手术结束。
1.3 观察指标
收集病人PTA手术前后人工血管内瘘狭窄处内径、透析血流量、肱动脉血流量，评价手术效果以及有无出现并发症。PTA术后3、6、9、12个月随访病人，在彩超下检查内瘘有无狭窄或血栓形成，了解病人内瘘通畅情况。随访结果采用初级通畅率和次级通畅率表示，初级通畅率定义: PTA术后未经干预和治疗，AVG仍然保持通畅的病人人数占所有病人的比例；次级通畅率定义: 各种原因导致的内瘘无法完成血液透析，经治疗后AVG保持通畅的病人人数占所有病人的比例。
1.4 统计学方法
采用配对t检验、χ2检验和Fisher确切概率法，并绘制Kaplan-Meier生存曲线。
2. 结果
2.1 PTA手术前后测量指标比较
36例病人手术均成功，技术成功率为100%，未出现出血、感染、血管破裂、假性动脉瘤形成等并发症；结果显示，术后病人狭窄处内径较术前增大，透析血流量增加，肱动脉血流量增加，差异均有统计学意义(P < 0.01)，治疗有效(见表 1)。
表 1 PTA手术前后测量指标比较(x±s)时间 n 狭窄处内径/mm 透析血流量/
(mL/min)肱动脉血流量/
(mL/min)术前 36 1.58±0.35 144.13±19.12 352.30±42.01 术后 36 3.71±0.62 275.75±14.29 616.83±45.92 t — 16.61 35.76 28.26 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 2.2 病人PTA术后通畅率情况
术后随访病人3、6、9、12个月，初级和次级通畅率分别为80.6%、66.7%、47.2%、38.9%和88.9%、75.0%、69.4%、58.3%，各随访时间初级通畅率和次级通畅率差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 2、图 1)。
表 2 病人PTA术后通畅率情况[n; 百分率(%)]通畅率 术后3个月 术后6个月 术后9个月 术后12个月 初级通畅率 29(80.6) 24(66.7) 17(47.2) 14(38.9) 次级通畅率 32(88.9) 27(75.0) 25(69.4) 21(58.3) χ2 0.97 0.61 3.66 2.72 P >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 2.3 病人术后1年初级通畅情况的影响因素分析
单因素分析发现，病人术后1年通畅组的年龄低于非通畅组，差异有统计学意义(P < 0.01)，慢性肾小球肾炎、高血压、糖尿病等原发病以及性别、透析时间、静脉吻合口等方面2组差异无统计学意义(P>0.05)(见表 3)。
表 3 病人术后1年初级通畅率的影响因素分析[n；百分率(%)]影响因素 通畅组
(n=14)非通畅组
(n=22)t P 年龄(x±s)/岁 42.71±6.90 58.09±8.34 5.75 < 0.01 性别 男 8(57.14) 12(54.55) — >0.05* 女 6(42.86) 10(45.45) 慢性肾小球肾炎 是 6(42.86) 12(54.55) — >0.05* 否 8(57.14) 10(45.45) 高血压 是 2(14.29) 1(4.55) — >0.05* 否 12(85.71) 21(95.45) 糖尿病 是 3(21.43) 6(27.27) — >0.05* 否 11(78.57) 16(72.73) 静脉吻合口 贵要静脉 10(71.43) 19(86.36) — >0.05* 头静脉 4(28.57) 3(13.64) 透析时间(x±s)/月 14.00±8.87 16.91±7.74 1.04 >0.05 *示Fisher′s确切概率法P值 3. 讨论
终末期肾脏病的治疗方式为肾脏替代治疗，包括腹膜透析、血液透析和肾移植。美国一项对维持性血液透析病人统计数据进行分析的研究[6]发现，AVF为主要血管通路类型，其次是带隧道和涤纶套的透析导管(tunnel-cuffed catheter，TCC)，AVG所占比例最低。AVF具有通畅率高、感染率低、死亡率低等优点[7]，为首选血管通路。我国专家组对血管通路比例预期[1]: AVF>80%，TCC < 10%，当无法建立AVF时，建议提高AVG使用率。美国的透析结果和实践模式研究[8]显示，不同国家使用AVG的差异很大，使用率在2%~18%之间。影响内瘘功能的因素是内瘘狭窄和形成血栓，而狭窄是导致血栓形成的主要原因[9]，早在1984年，GLANZ等[10]首次报道了PTA治疗血液透析通路的病变。国内也有研究[11]表明PTA是治疗AVG狭窄和闭塞的有效方法。随着腔内技术的成熟和治疗方式的创新，介入治疗不只局限于本研究采用的普通压力球囊扩张，对于普通压力的球囊无法完全扩张开的狭窄，有报道[12]高压球囊扩张可以取得较好的疗效，除此之外，外周切割球囊[13]对于治疗AVF和AVG狭窄也是安全、有效的。而当PTA术中发生血管破裂时，支架置入是一种紧急补救措施[14]。
本研究中PTA术后3、6、12个月初级通畅率分别是80.6%、66.7%和38.9%，次级通畅率分别是88.9%、75.0%和58.3%，OH等[15]研究显示PTA治疗AVG狭窄，术后3、6、12个月初级通畅率分别是84.8%、63.6%和24.2%，次级通畅率分别是95.2%、95.2%和85.7%，本研究初级通畅率结果与之相似，次级通畅率并不完全一致，可能与纳入病人本身之间存在差异等因素有关，但通畅率随着时间延长，均呈逐渐下降的趋势。有研究[16]发现影响AVG初级通畅率的因素有年龄、血管吻合位置，次级通畅率与舒张压、血清白蛋白水平、血红蛋白>10 g/dL呈正相关，这与本研究中的年龄为影响通畅率危险因素结论相符。我院收治的维持性血液透析病人大多伴有肾性贫血，根据上述研究结论，通过提高血红蛋白水平，可能有助于增加次级通畅率。曾敏等[17]提出PTA术能够降低内瘘再狭窄的风险，提高次级通畅率。本研究选择在彩超引导下行PTA，是因为彩超设备便携，对于病人来说，经济负担相对较小，与血管造影相比，没有造影剂及辐射危害，同时能够测量血管内径和血流动力学参数，评估病人内瘘情况，而且对于内瘘并发症具有早期发现、早期诊断的作用[18]，及时有效地处理并发症，延长内瘘使用寿命。本研究尚存在许多不足之处，在回顾性分析超声引导下PTA治疗内瘘狭窄的有效性的同时，未设立对照组，比较不同治疗方式的效果。下一步工作可以延长随访时间，纳入更多病例，进行早期监测，及时干预。
综上所述，本研究选取的36例人工血管动静脉内瘘狭窄病人，PTA治疗有效，且创伤小，可节约病人珍贵的血管资源，可进一步推广应用，从而改善维持性血液透析病人血管通路的畅通情况。
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图 1 A组病人，男，82岁，冠心病
A、B: FBP重建VR图; C: LAD的F BP重建CPR图，第1、2、3段评分为3分第4段图像质量评分为2分(粗箭头): D: LAD的AIDR3D重建CPR图第1、2、3段评分为4分, 第3段图像质量评分为2分(粗箭头)
表 1 各组年龄、BMI比较(x±s)
分组 n 年龄/岁 BMI/(kg/m2) Af 36 62.33±11.81 23.75±1.92 Aa 36 62.33±11.81 23.75±1.92 B 36 59.67±10.15 23.46±1.65 C 36 61.19±10.40 23.01±2.20 F — 0.55 1.33 P — >0.05 >0.05 MS组内 — 116.47 3.75 
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表 2 各组辐射剂量、平均分数、噪声、SNR、CNR的比较(x±s)
分组 n ED/mSv 主观评分 噪声 SNR CNR Af 36 3.39±1.39 3.66±0.41 31.80±2.47 31.06±2.34 15.75±2.59 Aa 36 3.39±1.39 3.90±0.25** 12.69±2.47** 78.64±14.66** 39.67±8.36** B 36 2.56±1.05** 3.92±0.16** 13.08±3.85** 78.66±14.84** 40.59±8.54** C 36 1.67±0.92**△△ 3.82±0.24** 17.45±3.86**△△## 57.31±13.41**△△## 31.15±8.85**△△## F — 20.59 6.41 275.77 118.55 83.68 P — < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 < 0.01 MS组内 — 1.294 0.079 10.481 155.111 56.963 q检验：与Af组比较**P < 0.01；与Aa组比较△△P < 0.01;与B组比较## P < 0.01
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