256排螺旋CT冠狀動脈造影圖像質量控制管理

馬榮希，李曉輝，孫伯章，樊淑青

(1.冀中能源邢臺礦業集團總醫院醫學影像中心，河北 邢臺 054000；2.北京大學第三醫院放射科，北京100083)

冠狀動脈CT成像(CT coronary angiography，CTA)已經成為預測冠狀動脈粥樣硬化性心臟病(coronary heart disease，CHD)風險程度首選檢查手段，對于胸痛的急診患者也已成為有效的檢查方法。其主要優勢是具有較高的陰性預測值，可以起到排除CHD的作用，從而避免部分陰性或管腔輕度狹窄患者經受有創的冠狀動脈造影檢查[1-2]。冠狀動脈病變相對單一，一般定性診斷不難，難的是獲得滿意的圖像質量。所以，質控管理顯得越發重要，而質控鏈上的節點在前期準備工作，尤其是呼吸屏氣質量最為關鍵，是影響成像質量的首要因素，其重要性勝過后期的圖像處理工作。

1 資料與方法

1.1 一般資料：收集2012年3—12月行256排螺旋CT冠狀動脈CTA檢查患者3 000例，絕大部分為已確診CHD或因胸痛等癥狀而懷疑冠狀動脈病變而行此項檢查，少部分為健康體檢病例。其中男性2 130例，女性870例，年齡31～86歲，平均53歲。心率54～116次/min，平均78次/min。全部進行了嚴格細致的前期準備工作。絕大部分采取了降率擴冠措施，少部分焦慮緊張患者予以鎮靜支持。3 000例中擬診CHD 2 766例為A組，復查234例為B組(其中冠狀動脈搭橋術后復查18例，支架植入術后復查216例)。排除嚴重心肝腎功能不全、碘劑過敏患者。糖尿病服用二甲雙胍者停藥2d后再行檢查。

1.2 掃描方法：掃描設備為Philips Brilliance(iCT)，采用回顧性或前瞻性心電門控心臟掃描模式?；仡櫺孕碾婇T控心臟掃描模式，使用128mm×0.625mm的探測器，掃描層厚0.9mm，層間距0.45mm，機架轉速0.27s/r，FOV 165.0mm，管電壓120kV，管電流800mAs，螺距0.16～0.18，重建矩陣512×512，采用智能扇區選擇掃描方式；前瞻性心電門控心臟掃描模式，使用128mm×0.625mm的探測器，掃描層厚0.9mm，層間距0.45mm，機架轉速0.27s/r，FOV 165.0mm，管電壓120kV，管電流200mAs，重建矩陣512×512。增強掃描時，以5～5.5mL/s的速度注射非離子型含碘對比劑碘帕醇(Iopamidol，370mg/L)70～80mL，對比劑注射量依據患者體質量和掃描范圍進行個體化定量。在對比劑注射完畢后以相同速度繼續追加注射30mL生理鹽水。使用人工智能觸發掃描，觸發層面設置在肺動脈水平的降主動脈，觸發閾值設置在150Hu。掃描范圍從氣管分叉部到肝臟上緣(心底部)。掃描前常規讓患者舌下含服硝酸甘油0.5mg。

1.3 準備階段質量控制

1.3.1 心理干預疏導：部分患者對多排螺旋冠狀動脈CTA有神秘感或恐懼感，因此加強心理疏導十分必要[3-4]。接診人員必須熱情和藹，耐心告知患者注意事項，詳細講解檢查過程中對心率、屏氣的要求和重要性，以及各階段注意事項。強調該檢查簡單、安全、無創，增加其對檢查程序的熟悉和成功的信心，有利于保證掃描的順利進行。提前觀看視頻影像了解檢查的整個過程和步驟，也是消除神秘感的好辦法。個別患者過度緊張一上機心率明顯加快，波動幅度也加大，耐心解釋安慰后仍不能配合時可給予鎮靜措施。注意針對每位患者的心理狀況進行個體化指導。

1.3.2 建立靜脈通道：為掃描時上肢活動方便絕大部分采用腕前或手背靜脈穿刺。20G套管針穿刺后，快速推注5mL生理鹽水觀察靜脈通道是否通暢。而后推注lmL碘對比劑，觀察15～20min詢問患者是否有惡心、嘔吐、眩暈、心悸氣短、蕁麻疹等過敏癥狀。即使碘試驗完全陰性患者也給予10mg地塞米松，以防大量快速注射時發生過敏反應。

1.3.3 降率擴冠狀動脈：心率超過80次/min時，提前30min口服倍他樂克25～50mg必要時可靜脈給藥(注意排除禁忌證)。檢查前不喝刺激性飲品，注意休息，穩定患者情緒。掃描前5min含化硝酸甘油0.5mg。

1.3.4 訓練呼吸屏氣：上機前要指導患者練習呼吸屏氣，以減少患者機上訓練所占時間。吸氣幅度要盡量保持一致，盡量自然吸氣，不要深吸氣后屏氣，吸氣后屏氣大約10s。掃描時絕對不可以咳嗽、打噴嚏、呃逆及做吞咽動作等。對于年老體弱屏氣不佳患者，可采用鼻夾閉嘴協助屏氣。對缺氧耐受差的患者可以給予氧氣吸入。

1.4 掃描階段質量控制

1.4.1 檢查中一般護理：連接電極前注意清潔濕潤皮膚，確保接觸良好。上機后需再次進行呼吸屏氣訓練，并注意觀察心電圖波形及心率。告知患者掃描時會發生的正常情況，如機架高速旋轉噪音，高壓注藥時的渾身發熱感、鼻腔內有藥味、嘴里有苦味等。盡力安慰患者消除掃描時的緊張心理，以免造成心率波動幅度過大。

1.4.2 對比劑注射：使用370mg/100mL高濃度對比劑。對比劑加溫至37℃左右，既可減輕低溫對血管的刺激，又能降低黏稠度減少注射阻力。注藥前試注20mL生理鹽水測試靜脈通道暢通程度，無滲漏可能時再進行正式掃描。于掃描前5min舌下含服硝酸甘油0.5mg，以利于冠狀動脈尤其是細小分支對比劑的更好充盈。

1.5 后處理技術及影像質量評估

1.5.1 后處理技術：所有原始數據均傳輸至Extended Brilliance Workspace(EBW)工作站進行處理和影像質量評估。回顧性心電門控心臟掃描模式冠狀動脈圖像重建時相常取40%、45%、75%及80%R-R間期時相進行重建。必要時可自5%～95%R-R間期進行多相位重建，在每個相位上進行冠狀動脈的后處理重組，篩選圖像最佳者用于圖像質量評價。冠狀動脈顯示的方法包括橫斷面影像(volune rendering,VR)、多平面重組(multiplannar rescontruction,MPR)、曲面重組(curved planar reformation,CPR)、容積再現。

1.5.2 圖像質量評估：參照文獻[5]對圖像質量分級。1級，優；2級，良；3級，中；4級，差。1級圖像顯示血管連續、清晰，軸位掃描血管邊緣清晰，無運動偽影及邊緣脂肪密度影，在VR圖像上無階梯偽影；2級圖像顯示血管邊緣模糊，軸位掃描血管出現較小的運動偽影，如條狀偽影，在VR圖像上可見輕微的階梯偽影；3級圖像血管出現偽影，軸位掃描運動偽影邊緣距離血管中心<5mm，VR圖像階梯偽影<血管直徑的25%；4級圖像血管顯示不清，無法對血管與周圍組織進行區分。4級以上質量可以滿足評價，4級質量不能滿足評價。由2位有經驗的醫師獨立完成對冠狀動脈分段和圖像質量的評價，出現分歧時以取得一致意見為準。

冠狀動脈狹窄依據管腔狹窄程度分為5級，即管腔正常，輕度狹窄(管腔狹窄<50%)，中度狹窄(管腔狹窄50%～75%)，重度狹窄(管腔狹窄>75%)，完全閉塞(管腔100%閉塞)。管腔狹窄程度的計算采用目測直徑法，具體公式=血管狹窄的程度-(狹窄部位近心端正常血管直徑-狹窄處直徑)/狹窄段近心端正常的血管直徑×100%。對除1級以外的圖像進行包括呼吸、心率、鈣化、肥胖在內的影響因素分析。

2 結 果

冠狀CTA圖像質量按4級評價標準，3 000例掃描總體成功2 949例(98.3%)，圖像質量優、良、中、差分別為1 206例(40.2%)、1 283例(42.8%)、460例(15.3%)、51例(1.7%)。擬診CHD2 766例(A組，成功率98.5%)，圖像質量優1 134例(41.0%)，良1 201例(43.4%)，中390例(14.1%)，差41例(1.5%)。復查者共234例(B組，成功率95.7%)，其中冠狀動脈搭橋術后復查18例，支架植入術后復查216例；圖像質量優72例(30.8%)，良82例(35.0%)，中70例(29.9%)，差10例(4.3%)。

呼吸、心率、鈣化、肥胖對圖像質量的不良影響分別為983例(54.4%)、395例(22.0%)、243例(13.4%)、185例(10.2%)，呼吸是影響圖像質量的最重要因素。

3 討 論

螺旋CT冠狀動脈CTA質控管理是一個系統工程，包括患者的選擇、技術培訓、掃描前準備、掃描參數、圖像后處理技術、讀片診斷和報告屬性全過程。大家公認掃描前期的準備工作是否充分是質控鏈上的重要節點，直接關乎掃描成功率和圖像質量，但是各單位做法及規范化方面存在較大差距[6]。本研究旨在強調看似平常簡單的前期準備工作的重要性，以引起大家的重視，并將其進一步規范化，保證CTA的成功率和圖像質量。

3.1 呼吸屏氣：由于后“64排CT”時代的高端CT時間分辨率的提高，單純高心率對冠狀動脈CTA質量影響已經不大，呼吸屏氣不佳上升為第一影響因素，這個看似平常簡單的問題變得突出起來[7-8]。本研究屏氣不佳的影響率高達54.4%，幾乎等于心率、鈣化、肥胖不良影響率的總和，是心率不良影響的2.5倍。屏氣訓練環節所用時間最長，變數最大，最難控制，也最影響工作效率。這就要求接診人員必須以嚴謹的工作態度，以高度責任心與患者形成良好互動，說明要簡單扼要、通俗易懂，直到患者正確掌握屏氣要領為止。患者未屏住氣可使掃描徹底失敗，屏氣不佳會使冠狀動脈圖像出現呼吸錯層偽影。本研究約12%基本條件很好的患者由于呼吸屏氣配合較差，致使圖像質量明顯降級。因呼吸嚴重偽影造成的不可診斷率為52.9%(27/51)，主要出現在左冠狀動脈前降-右冠狀動脈中段。至于吸氣幅度仁者見仁，我們感覺還是平靜自然吸氣更穩定一些。

3.2 降率擴冠狀動脈：多數研究[9]認為64排CT的最大挑戰來自于心率過快以及波動幅度過大。因此64排產品醫院多將心率極限控制在70次/min，高于此心率者不予掃描，即使勉強檢查圖像也不盡如人意。256排螺旋CT，探測器寬度較64排CT增加1倍，轉速達到了0.27s，采用4扇區重建時間分辨率最高可以達到33.75ms，在心率的適應性方面具有了更大的優勢。因此，對后“64排CT”時代的高端CT來講高心率已不是影像圖像質量的主要因素[7，10]，本研究僅為19.8%。值得一提的是，不管多么先進的機器，冠狀動脈成像質量與心率都是明顯的負相關，因此控制心率仍然是必要的。本研究86%的患者采取了降率措施。對于過度緊張焦慮患者使用適量鎮靜劑是必要的，可以保持心率穩定，減少波動幅度，本研究約占1.5%。心律不齊則可以使采集重建失敗，此時應采取心電編輯，以取得較高或可滿足診斷需求的圖像質量。心律不齊嚴重偽影造成的不可診斷率為37.2%(19/51)，是中差等級圖像的主要原因之一。有研究[11]認為服用硝酸甘油后冠狀動脈遠段和近段的擴張率分別為4.7%、10.8%，還有緩解冠狀動脈痙攣的作用，可有效減少冠狀動脈狹窄的假象，近年來愈來愈受到業界重視。本研究患者含服率達97%。含服硝酸甘油后3支冠狀動脈近段、中段優于末端，冠狀動脈容積增大，改善了冠狀動脈的空間分辨率，也提高了冠狀動脈的密度分辨率，對改善圖像、提高診斷質量有積極幫助。

3.3 冠狀動脈彌漫鈣化：冠狀動脈大量彌漫性鈣化及冠狀動脈支架等可形成放射性偽影而影響冠狀動脈成像質量，使冠狀動脈狹窄的準確評估變得困難。因為鈣化越明顯，CT值越高，容積效應的影響就越大。本研究39個階段與CAG進行了對比，29段被高估15%以上，10段被高估25%以上，2例患者管狀鈣化圖像甚至被誤為支架。在不能診斷的21支血管中，嚴重鈣化占了11支。可見嚴重的冠狀動脈鈣化不僅影響可診斷率，還降低了診斷的特異性和陽性預測值。因此，有學者[12]建議鈣化積分明顯的大范圍重度鈣化患者直接行CAG檢查。我們認為CTA提供了冠狀動脈解剖和病變的更多信息，并對治療方案提供更為詳細的依據，所以行冠狀動脈CTA掃描仍有可取之處。256排螺旋CT的技術審計某種程度上可以減輕鈣化偽影，魔鏡技術也有一定作用。隨著臨床診斷經驗的不斷增多，我們現在的做法是結合臨床綜合考慮，適度降低目測狹窄程度的10%～30%。

3.4 體質過度肥胖：也是影響冠狀動脈成像質量的常見因素，也是不可控因素。過于肥胖會使圖像信噪比明顯降低，導致圖像粗糙冠狀動脈內腔結構顯示不清。適度加大掃描條件圖像質量會有所改善，但不會有根本改變，尤其是肌肉發達患者。

3.5 門控和重組時相：256排CT前門控掃描模式兩次曝光即可完成心臟采集，但適應心率有嚴格要求，應該低于65次/min而且波動幅度不大。成功時圖像質量優于后門控，輻射劑量也很低，然而一旦不成功則補救辦法很少。因此為了確保成功率和圖像質量，本研究92%患者還是使用了后門控掃描模式。劑量在7～15mSv。其危害可能并沒有想象中的可怕，因為每年的天然本底輻射劑量也在3mSv左右，并且CT掃描的可控空間很大。另外，業者最尷尬的局面莫過于掃描完畢告訴患者本次掃描不成功，無論你有多少理由、什么樣的理由都很難說服患者及家屬，這一問題在基層醫院尤為突出。某種程度講對患者及臨床醫生來說，優良的圖像質量和百分之百的成功率是他們的最高期待。

圖像后處理采用最佳時相重組。時相重組選擇時，先以心率為參考，心率<70次/min者大多在高時相區75%～80% R-R間期圖像較好，心率>70次/min者，在低時相區40%～50% R-R間期圖像效果較好。個別心率在70次/min左右，左冠狀動脈時相70%～80%,右冠狀動脈40%～50%R-R間期。這樣重組時可有的放矢節省時間，從而提高工作效率，本研究發現只有極個別患者需多時相重建，一一篩選。本研究患者顯示心臟運動偽影的影響以右冠狀動脈狀動脈的中遠段最為常見，左主干較少。重組圖像時，應非常注意橫斷面和MPR的作用。

3.6 對比劑選擇：選擇高含碘量的對比劑，增加注射速率，提高掃描時段內血容量中對比劑含碘量，進而提高密度分辨率；本研究2 100例(70.0%)患者使用濃度370mg，絕大部分取得了能夠滿足臨床診斷的圖像質量。顯影較淡者心功能不佳，過度肥胖是主要原因。150例(5.0%)患者試用了濃度400mg，理論上高濃度對比劑可降低注射速率，減少總碘用量，有利于提高圖像質量和冠狀動脈遠端及小分支的顯示。我們體會實際效果并不明顯，起碼沒有取得肉眼可辨的效果。高昂的價格，也不符合臨床經濟學原則。近年業界更注意低濃度對比劑的應用研究，以減少碘劑對人體的不良刺激。本研究750例(25.0%)患者試用了濃度320mg，左右冠狀動脈主干充盈密度平均約低于370mg 9Hu，圖像不及370mg漂亮，但可以滿足臨床診斷的需要，性價比較好，不失為一個選擇。本研究輕度碘過敏率為5.7%，外滲率為0.4%。

總之，在256排螺旋CT冠狀動脈CTA質控鏈上，掃描和圖像重組工作相對可控固定，且依賴于基礎圖像質量。前期準備工作的屏氣訓練和心率控制環節變數最大、最難控制，也最為關鍵，是提高掃描成功率和圖像質量的主要節點，應予高度重視。

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