一站式冠脈聯合上腹部增強CT掃描應用研究

李瑩，呂培杰，高劍波，張麗英，趙慧萍，王會霞，查云飛

1. 武漢大學人民醫院 放射科，湖北 武漢 430060；2. 鄭州大學第一附屬醫院 放射科，河南 鄭州 450052

引言

冠心病是常見的慢性疾病，隨著人類生活環境、生活方式的改變，已成為導致人類死亡或生活質量下降的主要病因之一。隨著CT 技術的不斷更新和發展，冠狀動脈CT血管成像（Coronary CT Angiography，CCTA）已被廣泛應用于臨床。與DSA 和心臟超聲相比，CCTA 具有快速，方便，無創，高效的優點。因此，它逐漸成為患者冠心病篩查和冠狀動脈支架植入術后評估的首選檢查。因病情需要，例如患有或懷疑患有冠心病的患者，因腹部不適或占位，在行上腹部增強檢查的同時行CCTA 復查冠狀動脈或排除異常情況，而冠脈及上腹部臟器增強的峰值期處于不同時間，以往這類患者受CT 技術的限制不易得到兩者都顯示理想的圖像，兩個部位需分開進行掃描，連續兩次造影劑注射，對腎功能損傷的風險也相應增加。目前新近出現的Revolution CT 具有16 cm 寬體探測器，旋轉一圈便可覆蓋整個心臟，而旋轉一圈僅需要0.28 s，快速成像過程使一站式冠脈聯合腹部增強掃描成為可能[1]，臨床預約檢查效率的提高，造影劑的使用減少，對患者無疑是一個福音。同時Revolution CT 采用多模型迭代重建技術（Adaptive Statistical Iterative Reconstruction-V，ASiR-V）不僅能降低輻射劑量，同時可降低圖像噪聲以提高圖像質量[2-4]。目前國內尚無相關報道，筆者旨在研討采用Revolution CT 寬體探測器ASiR-V 在一站式冠脈聯合上腹部增強掃描中應用的可行性。

1 材料與方法

1.1 一般資料

前瞻性連續收集75 例于2017 年11 月1 日至2018 年5月31 日在本院就診行冠脈CCTA 及上腹部增強掃描的患者，其中男40 例，女35 例，平均（59.24±13.47）歲；體重39～98 kg，平均（66.63±11.23）kg。全部患者需要行冠脈CCTA 檢查來進行冠心病篩查或需要對冠狀動脈支架植入術后評估，同時需要行上腹部增強檢查顯示腹部病變。排除標準：嚴重心功能不全者；心臟搭橋術后；嚴重心律失常（心房顫動或頻發期前收縮）；近期做過鋇餐檢查患者；年齡＜18 歲或有碘對比劑過敏或相關過敏史；嚴重腎功能不全或肝功能異常者；已經或者疑有懷孕或哺乳的患者。本研究通過醫院倫理委員會審查，所有患者均簽署了知情同意書。

1.2 檢查方法

預先對患者進行有效的屏氣訓練，采用GE Revolution CT掃描，選用非離子型對比劑碘海醇（含碘350 mg/mL）0.8 mL/kg對比劑和40 mL生理鹽水，流率5 mL/s。應用對比劑示蹤法，在主動脈根部層面選擇ROI監測CT值，當CT值達到100 HU時自動觸發，延遲5.9 s進行前瞻性心電門控掃描心臟，觸發后患者行吸氣后屏氣，冠脈掃描完成后3 s開始上腹部動脈期掃描，動脈期掃完之后25 s開始上腹部靜脈期掃描。

心臟掃描范圍自氣管分叉水平至膈肌下，依據心臟縱向范圍的不同分別采用120、140 或160 mm。上腹部增強掃描范圍為膈肌上方到腎臟下極水平，見表1。

表1 冠脈聯合上腹部增強掃描的參數

冠脈圖像后處理：選擇最佳重建期相應用標準算法進行后處理重建，當圖像部分節段運動偽影較重不能滿足診斷需要時利用冠狀動脈追蹤凍結（Snap Shot Freeze，SSF）技術進行圖像重建。然后再應用AW 4.6 工作站對掃描的冠狀動脈進行分析，圖像處理具體技術包括最大密度投影、曲面重建和容積再現等。

1.3 圖像客觀評價及主觀評分

1.3.1 CCTA圖像測量

固定窗寬800 HU，窗位240 HU，將ROI 分別放置于升主動脈根部（Ascending Aorta，AA）、左冠主干（Left Main Coronary Artery，LMA）、 前 降 支 近 段（Proximal Segment of Left Anterior Descending Branch，LAD-p）、 左回旋支近段（Proximal Segment of Left Circumflex Branch，LCX-p）、右冠近段（Proximal Segment of Right Coronary，RCA-p）及心包內脂肪測量CT 值；圖像噪聲定義為升主動脈根部CT 值的標準差（Standard Deviation，SD）[5-6]。所有數據均測量3 次取其平均值，在連續3 個相鄰層面中進行測量。計算對比噪聲比（Contrast to Noise Ratio，CNR）及信噪比（Signal to Noise Ratio，SNR）。

1.3.2 上腹部圖像測量

測量并記錄雙期增強圖像臟器及血管的CT 值，于腹壁皮下脂肪內取其像素平均值的SD 測量圖像噪聲值。測量時應保持所選層面基本相同。具體測量部位包括：肝臟、胰腺、同層主動脈、門脈、背部肌肉。ROI 的大小、形狀和位置在不同期相中均保持一致，并盡量避開大血管、硬化偽影顯著及病變的區域。所有數據在連續3 個相鄰層面中進行測量，并取其平均值。計算圖像臟器及病灶的CNR和SNR。

其中CTROI為ROI 的CT 值，CT背景肌肉為背部肌肉的CT 值。

圖像質量主觀評分：2 名具有5 年以上工作經驗的放射科醫師獨立對圖像進行評價和分析，意見不一致時，協商達成統一意見。

1.3.3 CCTA圖像質量評價

根據美國心臟協會標準[7]將冠狀動脈分為15 個節段，長度＜1.0 cm 和直徑＜1.5 mm 以下的血管段不做評價。評分標準分為4 級[8]，具體見表2，圖像質量中等以上（評分≤3）節段數為診斷合格。

1.3.4 上腹部臟器圖像主觀評價

圖像預設窗寬、窗位分別為350、40 HU，醫師可根據需要適當進行調整。分別對腹部臟器圖像噪聲和總體圖像質量評分采用5 分制[9]（表3），3 分及以上符合臨床診斷需求，4 分以上為優質圖像。

表2 CCTA圖像質量評價標準分級

表3 腹部CT圖像質量評分標準

1.4 掃描劑量

分別記錄患者CCTA 及上腹部的CT 劑量指數（CT Dose Index Volume，CTDIvol） 和 劑 量 長 度 乘 積（Dose Length Product，DLP），由DLP 乘以特定的轉換系數k來估計出有效劑量（Effective Dose，ED），轉換系數k值：CCTA 掃描時k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1[10]，腹部掃描時k=0.015 mSv·mGy-1·cm-1[9]。

1.5 統計學分析

采用SPSS 17.0 軟件對所得數據進行統計學分析。計量資料符合正態分布時用表示；計數資料用頻數和百分比表示。

2 結果

2.1 基本參數

本組75 例患者均完成掃描，掃描時心率50～148 次/min，平均心率為（71±16）次/min，心律不齊7 例。總對比劑用量為32～79 mL，平均（56±10）mL。全部患者均成功完成檢查。本組患者冠脈及腹部雙期掃描的CTDI、DLP 及輻射劑量結果，見表4。

2.2 掃描結果

2.2.1 冠狀動脈圖像評價結果

本組患者冠脈AA、LMA、LAD-p、LCX-p 和RCA-p的CT 值分別是（443.9±84.9）、（421.1±92.5）、（410.8±88.1）、（401.7±86.5）和（418.9±92.2）HU；圖像噪聲SD、SNR、CNR 分別為（32.3±5.9）、（14.1±2.9）和（17.2±3.4）。全組共925 段冠狀動脈納入被評價范圍，圖像評級分布，見圖1，200 段冠狀動脈因解剖變異未顯示或發育過于細小（長度＜1.0 cm 或直徑＜1.5 mm）未評價。本組21 例患者（12 例高心率、7 例心律不齊，4 例正常心率，其中2 例心率過高伴有心律不齊的患者）經SSF 技術重建后的圖像均能夠滿足診斷要求。

圖1 冠脈主觀評分分布圖

2.2.2 上腹部增強圖像評價結果

腹部增強動、靜脈期掃描時間距離打藥開始平均時間分別為（23.41±3.56）、（49.02±3.57）s。本組患者上腹部各臟器、血管的CT 值、CNR 及脂肪的SD 值，見表5，符合腹部增強各臟器需求。圖像大致符合動、靜脈期時相需求（圖2）。上腹部圖像主觀評分采用5 mm 圖像，75 例均能夠滿足診斷要求，其中5 分者19 例，4 分者48 例，3 分者8 例（圖2）。

表5 上腹部各臟器及血管CT值、CNR

表5 上腹部各臟器及血管CT值、CNR

CT值 CNR動脈期 靜脈期 動脈期 靜脈期肝臟 64.63±8.46 106.01±12.11 2.89±2.52 8.77±3.44胰腺 115.39±20.40 86.28±11.33 12.79±5.47 5.28±2.96主動脈 402.19±123.49 134.12±15.55 72.47±31.76 —門靜脈 149.75±17.37 151.42±18.07 — 151.42±18.07

3 討論和總結

（1）冠脈聯合上腹部增強檢查的優勢。文獻報道，常規冠脈和上腹部增強掃描使用造影劑分別約為50～80 mL[11]和70～90 mL[12]，而本研究總對比劑用量僅為32～79 mL，平均（55.56±9.92）mL，明顯減少對比劑的使用量，不僅節約了檢查成本，而且明顯減輕了患者心臟和腎臟的負擔，降低對比劑相關的副作用和潛在風險。柴亞如等[13]研究表明在腹部平掃加增強圖像中，前置ASiR-V 可降低輻射劑量，隨著ASiR-V 比例提高，輻射劑量降低比率逐漸增高，至50% ASiR-V 輻射劑量降低約61.9%，本研究采用多模型迭代重建技術，在冠脈、上腹部增強掃描時將前置ASiR-V均設定為50%，同時管電壓降低為100 kV，可至少減少50%輻射劑量，本研究病例中最少僅2.99 mSv 可完成聯合檢查。

表4 冠脈及上腹部雙期掃描的CTDI、DLP及ED結果

表4 冠脈及上腹部雙期掃描的CTDI、DLP及ED結果

注：*Abdomen-A、Abdomen-V分別代表上腹部增強掃描動脈期及靜脈期。

CDTI (mGy) DLP (mGy·cm) ED (mSv)范圍 范圍 范圍 CCTA 3.97～20.10 9.73±3.28 63.51～321.54 152.06±52.10 0.89～4.50 2.13±0.74 Abdomen-A* 1.58～7.32 4.65±1.44 70.10～325.28 206.63±64.28 1.05～4.88 3.10±0.96 Abdomen-V* 1.58～7.32 4.65±1.44 70.20～325.63 206.72±64.19 1.05～4.88 3.10±0.96總計 7.13～34.74 19.03±4.59 203.81～972.45 565.42±144.79 2.99～14.26 8.33±2.15

圖2 不同評分的腹部圖像

（2）寬體探測器對冠狀動脈成像質量的影響。目前，CCTA 在臨床的應用仍然受到一些因素制約，比如因高心率、心律不齊等造成的運動偽影、鈣化和支架偽影等。本研究所采用的256 排CT 具有16 cm 的寬體探測器，旋轉一圈便可覆蓋整個心臟，而旋轉一圈僅需要0.28 s，快速成像過程降低了呼吸運動對心臟的影響，因此即使在屏氣不好的情況下也可得到高質量的心臟圖像，這對患有冠心病伴有呼吸系統疾病的患者帶來很大益處。本組的研究顯示隨著心率過快或者心律不齊，冠狀動脈運動偽影較大，SSF技術的應用能明顯提高圖像質量，與梁俊福等[14]報道一致。

（3）冠脈聯合上腹部增強檢查對腹部圖像質量的影響。既往研究顯示造影劑的注射速率與主動脈和肝臟的達峰時間明顯相關，與肝臟及門靜脈強化峰值無明顯相關[15-17]。其中趙虹等[15]研究在注射速率為5 mL/s 時主動脈和肝臟的峰值時間分別是（25.9±2.5）s 和（48.2±4.5）s，而本研究上腹部動、靜脈期分別于打藥后（23.41±3.56）、（49.02±3.57）s 采集，與文獻中的雙期增強時間大致相同。本組患者腹部圖像的動脈期與常規的上腹部增強比較時間稍晚，處于晚動脈期，因此在今后注射速率為5 mL/s 的聯合掃描中，適當提前腹部動、靜脈期的掃描時間，有一定的借鑒作用。本組所有圖像均滿足診斷需求，但部分患者圖像質量稍差，可能與本實驗的前置ASiR-V 的比例設置稍高有關，如果本試驗降低前置跌代比例至40%，或增加后置迭代比例達到60%，腹部圖像質量會增加。

（4）冠脈聯合上腹部增強檢查的局限性和展望。本研究樣本較小，肥胖、高心率以及心律不齊等患者例數較少，仍需大樣本量臨床研究；Fang 等[1]研究的聯合掃描中造影劑總量固定，但在冠脈和腹部掃描中注射速率分別采用5 mL/s 和4 mL/s 的注射速率，這種方式均與本研究存在差異，有待今后進一步研究。本研究掃描設置前置ASiR-V，且默認后置比例與前置一樣，未從不同前后置對圖像輻射劑量及圖像質量影響角度進行探討，有待今后進行深入研究。

一站式冠脈聯合上腹部增強掃描在寬體探測器上是可行的，可明顯減少患者對比劑用量，同時多模型迭代重建技術可在較低輻射劑量的同時完成聯合掃描，且獲得較高質量的冠脈及上腹部圖像。