320排CT冠狀動脈成像圖像質量、診斷結果、輻射劑量的分析

[摘要]目的 評價320排CT冠狀動脈成像的圖像質量、診斷真實性及輻射劑量。方法 選取我院64例采用前瞻性心電門控技術行320排容積CT冠狀動脈成像的患者，以傳統冠狀動脈成像作為金標準，在VR、MPR、CPR重建的基礎上分析冠狀動脈圖像質量和診斷冠狀動脈狹窄≥50%的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值、正確診斷指數，同時比較兩項檢查患者接受的輻射劑量。結果 64例患者共評價冠狀動脈836個血管段，優良率為90.6%，可評價比例99.9%；對診斷冠狀動脈狹窄≥50%的敏感性、特異性、陰性預測值、陽性預測值、正確診斷指數分別為80.5%、98.1%、97.4%、85.0%、78.6%；CTCA組和CAG組的平均有效輻射劑量分別為（11.5±8.10）mSv、（4.03±3.35）mSv，兩者間差異有統計學意義（t=6.18，P=0.000）。結論 320排CT冠狀動脈成像診斷明顯冠狀動脈狹窄具有較高的準確率，應該作為冠狀動脈疾病篩查和復查的首選。

[關鍵詞] 冠狀動脈疾病；體層攝影術；計算機攝影術；冠狀血管造影術

[中圖分類號] R543.3 [文獻標識碼] B [文章編號] 1673-9701（2011）22-106-03

The Study of Image Quality，Diagnostic Performance and Radiation Dose in CT Computed Tomography Angiography Using 320-detector Scanner

ZENG Yunjian XU Jian ZHAO Chao DI Xingbo

Department of Radiology，Zhejiang Provincial People’s Hospital，Hangzhou 310014，China

[Abstract] Objective To evaluate image quality，diagnostic performance and radiation dose obtained with 320-detector CT scanner.Methods All 64 patients underwent CT angiography using 320-detector CT scanner and Conventional artery angiography（CAG）.CAG served as the gold reference.Data settings were evaluated based on 4-point scale through VR、MPR、CPR.The sensitivity，specificity，negative predictive value（NPV），positive predictive value（PPV） and Youden index were calculated to detector significant stenosis（≥50% lumen diameter reduction）.Radiation dose of CTCA and CAG were matched to study. Results 836 coronary artery segments were explored.The rate of excellent and good image quality and rate of assessable segments was 90.6%，99.9% respectively；sensitivity，specificity，NPV，PPV was 80.5%，98.1%，97.4%，85.0% respectively；Radiation dose of CTCA and CAG was on average （11.5±8.10）mSv，（4.03±3.35）mSv，a statistic difference was found between them（t=6.18，P=0.000）. Conclusion CTCA with excellent diagnostic reality using 320-detector CT scanner should be taken as the first chose to screen CAD and reexamine after operation.

[Key words] Coronary disease；Tomography；X-ray computed；Coronary angiography

隨著MSCT技術發展和影像數學重建算法的不斷改善，尤其是64層CT和雙源CT的發展，CTCA檢查已經成為冠狀動脈疾病最重要的無創性檢查方法，臨床應用廣泛[1-2]。心臟作為不斷運動的器官，心率的變化和變異對冠狀動脈成像質量的影響主要取決于時間分辨率[3]。近年來出現的320排容積CT相比于雙源CT 83ms的時間分辨率要低，但其具有160mm寬的Z軸覆蓋范圍，機架旋轉一周就可完成對全心臟的數據采集。本研究收集我院64例同時行CTCA和CAG檢查的病例，旨在分析320排CT對冠狀動脈疾病的診斷的真實性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取我院2010年10月～2011年2月同時接受CT冠狀動脈成像（computed tomography coronary angiography， CTCA）和傳統冠狀動脈造影（coronary angiography，CAG）檢查的患者共64例，分為CTCA組和CCA組，其中男46例，女18例，年齡46～82歲，平均（63±11）歲，心率（43～160）次/min，平均心率（70±21）次/min，服用酒石酸美托洛爾26例。胸痛15例次，胸悶42例次，無癥狀ST段改變45例次，心律失常9例次。排除標準：包括屏氣不佳，明確的碘過敏史，冠狀動脈搭橋術后，心臟起搏器植入術，嚴重腎功能不全。

1.2 CTCA數據采集

使用東芝Aquilion One 320排容積CT。對于靜息心率超過80bpm的患者在無禁忌證情況下口服25～50mg酒石酸美托洛爾。病人在受檢前3min舌下含服硝酸甘油0.5mg。根據320排CT操作指引體重指數設置管電壓和管電流（體質量指數≤18kg/m2，80kV，350～400mA；體質量指數（19～24） kg/m2，100 kV，350～400mA；體質量指數（25～29）kg/m2，120 kV，400～500mA；體質量指數＞30kg/m2，120kV以上，500～580mA）。采用前瞻性心電門控技術，心率65次/min以下曝光時間窗為70%～80% R-R間期，心率65次/min以上曝光時間窗為30%～80% R-R間期，掃描范圍氣管隆突下10mm到心臟膈面，掃描FOV 320mm×320mm，顯示矩陣512×512。使用雙筒高壓注射器，以（4.0～5.5）mL/s的速率注射對比劑碘普羅胺（370mgI/mL）45～65mL，并以相同的速率注射生理鹽水30mL，將Surestart自動監測興趣區放在降主動脈，觸發閾值為200HU。

1.3 圖像后處理

重組層厚0.5mm，層間隔0.25mm，軟組織函數，橫斷面圖像包括設備自動重建的75%期相和最佳期相。如果圖像不能清晰顯示血管，需要進行心電編輯將清晰顯示冠狀動脈的橫斷面圖像傳至Vitrea FX圖像后處理工作站，應用軟件重組得到冠狀動脈的VR、MPR、CPR圖像。

1.4 選擇性冠狀動脈造影

采用西門子Artis DFA數字減影血管造影機。常規經橈動脈穿剌或股動脈穿剌，選擇合適造影導管進入到左、右冠狀動脈開口處，依次行左、右冠狀動脈造影，對比劑為歐乃派克（350mgI/mL）。常規情況下左冠狀動脈造影采集4個投照體位分別為：（RAO30°，CAU25°）；（RAO35°，CRA20°）；（LAO45°，CAU30°）；（LAO45°，CRA30°）。右冠狀動脈造影采集2個投照體位分別為：LAO45°和RAO30°，根據血管走行可適當調整C臂角度。

1.5 圖像質量評價

按照美國心臟協會將冠狀動脈15段分法[4]，參照文獻將圖像質量分為4級[5]：1分（優）沒有運動偽影，血管輪廓清晰；2分（良）有輕微偽影，對血管有輕度干擾；3分（中等）中等程度偽影干擾，但血管走行連續；4分（差）嚴重偽影干擾，血管呈現雙影，或走行中斷，血管輪廓不能分辨。1分、2分、3分為可評價圖像，4分為不可評價圖像。由兩位有豐富的心臟影像診斷經驗的放射科醫師評價所有直徑＞1.5mm的冠狀動脈血管段，當結果有沖突時，兩人第2次共同閱片達成一致結論。

1.6 冠狀動脈狹窄的評價

按照前述的冠狀動脈分段，采用目測直徑法，即血管狹窄程度＝（狹窄段近心端正常的血管直徑－狹窄處直徑）/ 狹窄段近心端正常的血管直徑×100%，分別由各兩位診斷經驗豐富放射科醫師和心內科醫師對CT圖像和CAG圖像進行評價，管腔狹窄≥50%認為冠狀動脈明顯狹窄。

1.7 放射劑量評估

記錄CT顯示的容積CT劑量指數（CTDIvol）、劑量長度乘積（dose length Product，DLP），有效劑量（effective dose，ED）以DLP乘以K換算求得。k為 胸部的特定轉換系數，參考歐盟委員會關于CT的質量標準指南，k=0.017mSv·mGy -1 ·cm-1。記錄DSA顯示的劑量面積乘積（dose area product，DAP），有效劑量以DAP乘以0.22mSv/Gy·cm2求得，0.22為轉換系數[6]。

1.8 統計學分析

應用PASW Statistics 18統計軟件，對圖像質量與心率的關系和有效輻射劑量與心率的關系采用雙變量相關分析，以冠狀動脈血管段為單位計算CTCA診斷冠狀動脈狹窄≥50%的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值、正確診斷指數。

2 結果

2.1 圖像質量

除外解剖變異、支架、鈣化和直徑1.5mm以下的血管段，CT共評價836個血管段，其中1分465段（55.6%）、2分293段（35.0%）、3分77段（9.2%）、4分1段（0.1%）。心率與圖像質量評分正相關（r=0.114，P=0.002），心率越快，圖像質量等級越低。

2.2 診斷價值

以冠狀動脈血管段為單位，CAG診斷冠狀動脈狹窄陽性為113段（圖1），陰性847段；CTCA診斷冠狀動脈狹窄陽性為107段，陰性853段。兩者診斷冠狀動脈狹窄≥50%的結果見表1；CTCA診斷冠狀動脈狹窄的敏感度為80.5%，特異度為98.1%，陰性預測值為97.4%，陽性預測值為85.0%，正確診斷指數為78.6。

圖1 患者男，58歲，胸悶、胸痛，ECG示ST段改變，心率68次/min，體重指數24kg/m2，左冠狀動脈前降支中段狹窄99%。A為左冠狀動脈前降支VR圖像；B為左冠狀動脈前降支CPR圖像；C為左冠狀動脈前降支CAG圖像

表1 64例CTCA診斷冠狀動脈狹窄與CAG結果的對比

CTCACAG合計

陽性陰性

陽性9116107

陰性22831853

合計113847960

2.3 輻射劑量

CTCA組的平均有效輻射劑量為（11.53±8.10）mSv，CAG組的平均有效輻射劑量為（4.03±3.35）mSv，兩組輻射劑量差異具有統計學意義（t=6.18，P=0.000），CTCA有效輻射劑量高于CAG有效輻射劑量。

3 討論

3.1 CT圖像質量與診斷價值

本研究共評價836個血管段，優良率為90.6%，可評價比例為99.9%，與雙源和64排CT相似[7，8]。本研究中1個血管段不可評價，發生在右冠狀動脈中段，由于心臟搏動偽影所致。與國內外文獻[9，10]類似，本研究顯示心率與圖像質量呈弱的負相關（r=0.114，P=0.002），隨著心率提高圖像質量略有降低的趨勢。由于患者心率變化和變異對冠狀動脈圖像質量的影響主要取決于螺旋CT的時間分辨率，相對于雙源CT83ms的時間分辨率，320排CT175ms的時間分辨率在理論上降低了對高心率和心律失常患者冠狀動脈的顯示能力，但其機架旋轉一周即可獲得全心數據，并且數據采集期間檢查床靜止不動，由此避免了因多扇區數據采集于不同心動周期，而冠狀動脈處于不同相位空間出現螺旋插值算法所帶來的對位和配比偏差問題，從而獲得較高質量的圖像。另外對于心率的控制，320排CT能夠自動剔除心率變化20%以上的心率，這也是獲得較高圖像質量的原因。

本研究CTCA診斷冠脈狹窄≥50%的敏感性、特異性、陰性預測值、陽性預測值、正確診斷指數分別為80.5%、98.1%、97.4%、85.0%、78.6%，提示320排CTCA檢查有較高診斷真實性。本研究出現的22個假陰性血管段主要由于運動偽影所致（7個血管段由于患者心律不齊；12個血管段由于患者心率過高；3個血管段由于心臟搏動偽影）。

我們的分析結果顯示，320排CT雖然能減小心率對冠狀動脈圖像質量的影響，但心率依然是影響圖像質量的首要因素，從而因心率（律）變化和變異所致的圖像質量降低是影響對狹窄評估的因素之一。

另外，與雙源和64排CT相似[11，12]，鈣化也是影響320排CT評估冠狀動脈管腔狹窄程度的因素之一，本組出現的16個假陽性血管段有10個血管段（其中7個為中度狹窄，3個為重度狹窄）是由于血管壁鈣化所致過度評價，因此對于血管壁嚴重鈣化的患者要慎重作出診斷。

3.2 輻射劑量

CTCA具有無創優勢，并且診斷準確率很高，當前越來越多地應用到臨床，帶來診斷效益的同時其高輻射劑量增加了遠期患癌風險[13]。本研究CTCA組的平均有效輻射劑量[（11.53±8.10）mSv]與CAG組[（4.03±3.35）mSv]兩者差異具有統計學意義（t=6.18，P =0.000）。因而在CTCA檢查中應該重視對各種降低輻射劑量措施的應用，包括前瞻性心電門控技術、降低心率、減小掃描范圍、個性化設置（kV，mA設置）等。

總之，320排CT冠狀動脈成像是一種安全、無創、經濟、準確的檢查方法，具有較高診斷真實性，是作為冠狀動脈疾病篩查的首選方法，尤其適合門診患者及冠狀動脈內支架術后復查的患者，但不能完全取代CAG。

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（收稿日期：2011-06-07）