雙源CT“雙低”冠脈成像應用的可行性研究

史恒峰，胡漢金，吳發銀，桂廣華，高孝斌

(安徽醫科大學附屬安慶醫院，安徽 安慶 246003)

隨著人口老年化的日趨嚴重，冠心病發病率也顯著提高。目前，多排螺旋CT不斷普及，冠狀動脈CT成像(computed tomography coronary angiography,CCTA)的臨床應用也越來越廣泛。由于CCTA檢查存在高輻射和造影劑腎病等風險，如何在保證圖像滿足診斷要求的基礎上，改變固定掃描模式，針對不同患者體質量指數(BMI)來確定最佳掃描參數和造影劑用量，實現低輻射劑量、低濃度造影劑的“雙低”掃描，是目前CCTA檢查的主要研究方向。本研究中筆者選擇BMI<24 kg·m-2的患者，評價“雙低”掃描技術在冠脈成像中的應用可行性。

1 資料與方法

1.1一般資料在安徽醫科大學附屬安慶醫院2016年1～7月臨床懷疑冠心病患者中，連續選擇60例BMI<24 kg·m-2、心率<80次/分的患者。排除妊娠及哺乳期婦女、碘過敏試驗陽性、嚴重的心、肝、腎功能不全、屏氣不佳、嚴重心率不齊、冠狀動脈支架置入后、冠狀動脈搭橋術后的患者。按照隨機數字表法均分為A、B兩組，每組30例。常規組(A組)男17例、女13例；雙低劑量組(B組)男21例、女9例。所有患者在檢查前均需簽署增強檢查同意書,本研究已經通過本院倫理委員會審核批準，并且全程接受監督。A、B兩組在年齡、BMI指數、心率均差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組病例的一般資料比較

1.2檢查方法

1.2.1掃描前準備 于右側肘正中靜脈預埋20 G留置針，告知患者檢查流程及注射造影劑后會出現發熱等不適反應，確保檢查過程中患者保持身體不動。取仰臥位、足先進，檢查前訓練患者屏氣，掃描前常規舌下含服0.5 mg硝酸甘油(無過敏史)。

1.2.2掃描方法及參數 掃描設備采用西門子雙源CT(SOMATOM Definition Flash)，注射造影劑使用雙筒高壓注射器。首先掃描定位像，掃描范圍自氣管隆突下至心臟膈面，兩組均采用bolus tracking方法，監測區設置在升主動脈根部，觸發閾值為100 HU，延遲6 s后掃描。A組使用碘帕醇(370 mgI·mL-1)，B組使用碘佛醇(320 mgI·mL-1)，兩組均先后注入造影劑60 mL和生理鹽水40 mL，注射速率均為5 mL·s-1。掃描參數設置為128層×0.6 mm，球管旋轉時間為每圈0.28 s，A組管電壓為100 Kv，B組管電壓為80 Kv，管電流使用CARE DOSE4D技術根據人體情況自動調節。A組采用回顧性冠脈成像，B組采用前瞻性冠脈成像；重建出最佳收縮期和最佳舒張期兩組圖像，層厚均設置為0.6 mm。

1.3圖像后處理使用syngo工作站冠脈處理軟件進行重建，使用最大密度投影(MIP)、容積重現(VR)、多平面重建(MPR)等技術進行充分顯示各級血管，針對血管狹窄處采用測量軟件進行評估診斷。

1.4圖像質量評估方法

1.4.1主觀評價 由兩名放射科主治醫師采用雙盲法對圖像質量進行評分，結果不同協商后得出最終評分。根據美國心臟協會(American Heart Association，AHA)標準將冠狀動脈樹分為15節段[1]進行命名，選取直徑≥1.5 mm的冠狀動脈節段進行評估。根據冠狀動脈圖像質量評級為1～4分：1分血管顯示模糊，有重度偽影；2分為血管顯示不清，有較重偽影；3分，血管顯示欠清，有輕度偽影；4分血管顯示清晰，無任何偽影。1～2分為不可評判血管，3～4分為可以評判血管。

1.4.2客觀評價 在主動脈根部設置感興趣區(AOI)，AOI范圍為(1±0.05)cm2，測量其CT值及標準差，測量時避開管壁鈣化、軟斑及狹窄；另外分別測量兩側背闊肌處CT值，取其平均值。測量得出以下數值：(1)圖像背景噪聲為主動脈根部(AO)SD值；(2)圖像的信號噪聲比(SNR)=血管CT值(HU)/背景噪聲；(3)圖像的對比噪聲比(CNR)=(血管CT值-兩側背闊肌CT值的平均值)/背景噪聲。典型患者的圖像資料見圖1。

注：A～C，男，74歲，BMI指數21.51 kg·m-2，管電壓80 Kv，有效輻射劑量1.678 mSev；A、B示VR圖像冠狀動脈顯示清晰，無偽影；C為CPR圖像前降支管壁光滑，無偽影；圖像質量4分。D～F，男，41歲，BMI指數23.08 kg·m-2，管電壓80 Kv，有效輻射劑量2.06 mSev；D示為主動脈根部CT值為710.4 HU，SD為43.4；E、F圖分別為VR和右側冠狀動脈CPR圖像，圖像評分4分。G～I，女，55歲，BMI為21.48 kg·m-2，采用100 Kv和370 mgI·mL-1，有效輻射劑量為4.78 mSev，G示主動脈根部CT值為527.2HU，SD為22.5；H、I圖分別為VR和CPR圖像，評分為4分

圖1典型患者的圖像資料

1.5有效輻射劑量評價根據劑量報告得到管電流及輻射劑量長度乘積(dose-length product,DLP),有效輻射劑量(effective dose,ED)根據公式ED(mSev)=DLP×k值，其中k值根據歐盟委員會CT質量標準指南提供的胸部值為(0.014 mSv·mGy-1·cm-1)[2]。

1.6造影劑攝入量碘攝入量=造影劑濃度×造影劑量。

2 結果

2.1兩組有效輻射劑量及造影劑量比較從表2得出：A、B兩組有效輻射劑量差異有統計學意義，A組有效輻射劑量明顯高于B組；兩組使用的造影劑總量均為每人60 mL，其濃度分別為370 mgI·mL-1、320 mgI·mL-1，患者碘攝入量A組為每人22.2 mgI、B組為每人19.2 mgI，B組明顯少于A組。

表2 兩組病例輻射劑量比較

2.2圖像質量評價客觀評價結果：從表3得出：客觀評價A、B兩組主動脈根部CT值、噪聲、SNR、CNR差異有統計學意義(P<0.05)，A組主動脈根部CT值、噪聲低于B組，SNR和CNR高于B組。主觀評價結果：從表4得出：主觀評價A、B兩組共有399節段冠脈直徑≥1.5 mm，兩組圖像質量主觀評分差異無統計學意義，其中A組可評判血管占98.75%，B組占98.45%。

3 討論

3.1CCTA常用掃描模式CCTA主要使用前瞻性和回顧性兩種掃描模式，其中前瞻性掃描又分為序列掃描和大螺距(flash spiral)掃描兩種模式。葛尚等[3]研究提出采取“雙低 ”前瞻性掃描與常規冠脈掃描相比較，輻射劑量降低了約50%，同時造影劑量也明顯降低。佟海濱等[4]研究提出前瞻性序列掃描的評價輻射劑量為(3.99±1.18)mSev，前瞻性大螺距掃描的輻射劑量為(1.11±0.44)mSev。前瞻性掃描模式在CCTA檢查降低輻射劑量方面具有明顯優勢，但是其檢查對患者心率要求較高。孫凱等[5]研究提出心率≤65次/分且心律穩定的患者采用flash spiral模式掃描成功率高，圖像質量好，有效射線劑量低(1 mSev左右)，心率變異對flash spiral模式影響較大。由于flash掃描要求患者心率低于70次/分且心律平穩，所以患者的選擇非常重要。目前冠脈CT成像降低輻射劑量最佳方法就是采用前瞻性序列掃描，本研究主要目的就是低管電壓前瞻性序列掃描對冠狀動脈成像應用價值。但是，前瞻性CCTA掃描由于采集時間窗尚不足夠寬，與回顧性掃描相比，不能在檢查冠狀動脈的同時對患者的心功能進行評價。

3.2調節管電壓以降低輻射劑量和選擇性使用低濃度造影劑張俊等[6]研究提出正常體質量患者CCTA檢查采取80 Kv管電壓較120 Kv掃描有效輻射劑量下降了60%，較100 Kv掃描下降了40%，并且能夠獲得優質的圖像。李劍等[7]研究提出，雙源CT正常體質量患者采取80 Kv管電壓前瞻性大螺距掃描，圖像進行迭代重建，在保證圖像質量情況下使患者接受的有效輻射劑量減少了約54.5%。本研究中，兩組患者管電壓分別采取100 Kv和80 Kv，圖像使用SAFIRE迭代重建模式，兩組圖像A組可評判血管占98.75%，B組占98.45%，兩者圖像評分之間差異無統計學意義；在患者接受的有效輻射劑量方面：B組患者約為A組的1/3，差異有統計學意義。雖然A組圖像的噪聲和CT值較B組升高，但是并不影響圖像質量。這也符合武永杰等[8]提出使用低千伏和迭代重建技術，即使使用低濃度造影劑，其冠脈圖像質量仍然可以得到保證。

表3 兩組病例圖像質量客觀評分比較

表4 兩組病例圖像質量主觀評分比較/段(%)

注：Fisher’s 確切概率法

由于碘對比劑具有腎毒性，對比劑腎病是繼手術、低血壓后成為醫源性腎衰竭第三大病因[9]。使用大劑量和高濃度造影劑更加容易造成腎臟損傷，潘昌杰等[10]研究提出使用270 mgI·mL-1等滲造影劑和迭代重建技術進行CCTA檢查，可以大幅降低碘攝入量，同時圖像質量不受影響。本研究中，A組是370 mgI·mL-1、B組使用320 mgI·mL-1，造影劑注射總量均為60 mL，患者碘攝入量A組為每人22.2 mgI、B組為每人19.2 mgI，B組患者的碘攝入量遠較A組減少,但是兩組圖像質量并沒有明顯差別；在注射完造影劑后，再以同樣速率注入40 mL生理鹽水，這樣既可以沖刷上腔靜脈和右心內殘余造影劑，又起到了增加造影劑容量的用途。另外，曹婷等[11]研究提出根據患者體質量按照每10 kg遞減分組確定造影劑用量，同時又能保證圖像質量；這種對不同體質量患者個性化確定造影劑用量，將是我們下一步研究重點。

3.3低分圖像原因分析和本研究局限性本研究中圖像質量評分為1分、2分的患者，均為BMI>23 kg·m-2的女性，分析圖像顯示差的原因可能為：(1)由于女性存在乳腺的影響，低管電壓穿透力不夠，導致遠段血管顯示較差；(2)此類患者主動脈根部CT值較低，說明使用低濃度造影劑導致冠脈灌注不足。考慮針對BMI>23 kg·m-2的女性，尤其上身比較肥胖的患者，管電壓還是需要使用100 Kv。本研究不足之處，針對BMI>24 kg·m-2的患者，仍然使用100 Kv和370 mgI·mL-1組合掃描，下一步將對肥胖患者掃描方法進行改良，不同體質量選擇最合適“雙低”方法。另外，本研究主要是針對掃描技術的改善，其診斷結果未與DSA結果相比較，從而沒有分析其診斷準確性。

綜上所述，在BMI<24 kg·m-2、心率<80次/分的患者CCTA檢查中，采取管電壓80 Kv前瞻性掃描和320 mgI·mL-1造影劑的“雙低”方案，雖然出現少數圖像欠佳的病例，但是絕大部分都可以得到滿足診斷要求的圖像。“雙低”掃描方案，患者接受的有效輻射劑量和碘攝入量大大降低，其適用范圍廣，值得臨床中廣泛開展。