閾值觸發法與小劑量測試法在CTA 冠狀動脈峰值采集中的對比分析

劉 飛，李仁民

（安徽醫科大學第一附屬醫院放射科，合肥 230022）

0 引言

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（冠心病）發病率和死亡率居高不下，是嚴重威脅人類生命健康的常見病和多發病。冠狀動脈CT 血管造影（CT angiography，CTA）在冠心病的診治中發揮了重要作用，除患者自身心率、呼吸等因素以外，不同的機器類型、掃描方法及后處理技術均對成像質量有較大的影響。CTA中冠狀動脈峰值采集方法的相關具體研究報道少見，故本研究將閾值觸發法與小劑量測試法進行對比分析，以期進一步提高對CTA 的不同冠狀動脈峰值采集方法的認識。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2018 年2 月至2018 年7 月在我科行冠狀動脈CTA 的212 例患者資料，其中男126 例、女86例，年齡32～85 歲，平均58.92 歲。采用閾值觸發法掃描的患者109 例（作為閾值觸發法組），采用小劑量測試法掃描的患者103 例（作為小劑量測試法組），2 組患者在年齡、體質量指數（body mass index，BMI）對比上差異不具有統計學意義（P 均＞0.05）。納入標準：冠狀動脈CTA 檢查數據資料齊全的冠心病疑似患者。排除標準：冠狀動脈搭橋術后；各種因素造成重復掃描；呼吸配合差；心率大于75 次/min。所有患者均知情同意，且本研究經院倫理委員會審核通過。

1.2 圖像采集及處理

采用GE Optima 680 Series 64 排CT 進行掃描，2 組采集冠狀動脈圖像時均采用冠狀動脈采集序列。掃描參數：管電壓120 kV，自動管電流，探測器寬度為40 mm，掃描層厚及層間距均為0.625 mm，轉速0.35 s/r。小劑量測試法組測試掃描時掃描參數：管電壓120 kV，管電流50 mA，探測器寬度為5 mm，掃描層厚5 mm，轉速1 s/r，掃描時間間隔1 s，延遲掃描時間10 s。對比劑均采用碘佛醇（350 mgI/mL），用量為體質量（kg）×0.9 mL/kg，注射流速4.0～4.5 mL/s，每次注射對比劑后均以相同速度注射15 mL 生理鹽水。小劑量測試法組另采用15 mL 對比劑進行測試，測試層面為升主動脈近主動脈弓頂部下1～2 cm，最終采集序列設置的掃描啟動時間為測試所得峰值時間加3～5 s（根據患者心率快慢），以此時間進行最終圖像采集；閾值觸發法組閾值根據心率是否大于70 次/min分別設置為90 或80 HU，延遲時間均為8 s，采用回顧性心電門控及冠狀動脈運動追蹤凍結（snap shot freeze，SSF）技術，分別以45%及75%為中心進行40%迭代重建，掃描范圍從氣管隆突下至膈下1～2 cm。將所有原始數據上傳至AW471 工作站，選擇最佳期相圖像行冠狀動脈后處理，分別獲取SSF 重建軸位、容積再現（volume rendering，VR）及曲面重建（curved planar reconstruction，CPR）圖像。

1.3 圖像分析

由3 位有冠狀動脈CTA 診斷經驗的醫師分別對所有圖像進行判讀，測量數據取平均值。冠狀動脈圖像質量評分參照5 級評分法[1]：無明顯偽影及噪聲計5 分；輕度偽影和（或）噪聲計4 分；中度偽影（較多血管有雙邊征）和（或）噪聲計3 分；重度偽影（血管模糊和雙邊征或中斷）和（或）噪聲計2 分；無法診斷（血管結構不清或嚴重鈣化）計1 分。根據采集所得圖像記錄患者冠狀動脈采集時心率、心率變化數值及輻射劑量（不包括定位像及鈣化積分序列）[包括CT 容積劑量指數（CT dose index volume，CTDIvo）l、劑量長度乘積（dose length product，DLP）]，并勾畫感興趣區（region of interest，ROI）測量升主動脈根部（左冠開口層面）CT 值，ROI 面積為150 mm2，以此CT 值作為冠狀動脈峰值。

1.4 統計學方法

采用SPSS 22.0 軟件進行數據統計分析，2 組患者冠狀動脈采集時心率變化、圖像質量評分、CTDIvol、DLP 比較均采用Wilcoxon 秩和檢驗，心率、升主動脈根部CT 值比較均采用兩獨立樣本均數t 檢驗，P＜0.05 為差異具有統計學意義。

2 結果

閾值觸發法組與小劑量測試法組的患者平均心率及心率變化、冠狀動脈圖像質量評分對比差異不具有統計學意義（P 均＞0.05），升主動脈根部CT值、CTDIvol及DLP 的對比差異具有統計學意義（P＜0.05），詳見表1。閾值觸發法組較小劑量測試法組在冠狀動脈圖像質量上無明顯差異，但輻射劑量明顯降低，且更易獲取冠狀動脈峰值，從而為進一步減少對比劑用量提供更多可行性。

表1 閾值觸發法組患者與小劑量測試法組患者的各項指標比較

3 討論

冠狀動脈CTA 作為一種無創性診斷缺血性心臟病的影像學檢查方法，在臨床上應用廣泛，可用于診斷冠狀動脈狹窄并準確鑒別鈣化斑塊、非鈣化斑塊和混合斑塊[2-3]。有研究[4]認為冠狀動脈CTA 作為有效的預檢手段，可明顯減少后續不必要的侵入性冠狀動脈造影術。冠狀動脈CTA 的成像質量受患者、機器及檢查技師等多方面的影響，全面了解、掌握冠狀動脈CTA 成像中的諸多要點是做好冠狀動脈CTA檢查的重要基礎。

小劑量測試法根據前期注射小劑量的對比劑及生理鹽水測試選定層面的對比劑達峰時間，綜合考慮冠狀動脈的整體循環及患者心率快慢，增加3～5 s經驗延遲時間后，確定冠狀動脈采集的最終時間，再行精確掃描。不同患者心率及每搏輸出量不同，對比劑注射后固定時間采集將導致冠狀動脈峰值差異較大，小劑量測試法選用個體化的時間采集將有效減少此類不足。另外在精確采集掃描序列前增加測試掃描序列，可使患者更加適應掃描過程，有效降低患者精確采集時的心率水平，同時可對血管條件不佳、有對比劑外滲風險的患者進行前期篩查，避免后續大劑量注射對比劑所引起的局部不良反應。但該方法不能排除小劑量測試掃描與較大劑量精確采集的對比劑達峰時間的差異[5]，以及患者在前后2 次掃描狀態下的心率變化所導致的影響。張保翠等[6]研究發現，注射對比劑及生理鹽水時，可導致一過性血容量增加、心臟負荷加重、一過性急性心肌供氧減少及外周血管擴張，血流動力學改變的共同結果使患者心率下降，且基礎心率越高，心率下降越多。當患者因適應環境或自身其他因素導致前后2 次采集心率變化較大時，患者體內血液循環時間將隨之有較大變化，進而導致峰值計算時間不準確，影響精確掃描效果。此外，增加小劑量測試掃描，對比劑整體用量隨之增加。本研究中同等心率條件下，采用小劑量測試法的患者心率變化較小時冠狀動脈采集峰值較高且圖像質量好，但有的患者心率變化最大可達10 次/min（如圖1 所示）。雖前期精確測量并計算峰值時間，但后期掃描圖像仍未達到預期效果，可見患者心率變化明顯影響小劑量測試法的使用效果。另外小劑量測試法組的升主動脈根部CT值標準差較大，也說明該方法在個體內部間差異較大，與顧圣佳等[7]研究結果相同。

圖1 小劑量測試法組患者冠狀動脈CTA 圖像

閾值觸發法持續對選定層面進行動態監測，達到所設合適閾值并延遲適當時間后采集圖像，從而得到最佳掃描圖像。該方法操作簡單、快捷，提高了工作效率。達到閾值后延遲適當時間，便于患者聽到屏氣指令后緩解自身緊張情緒，減慢采集時心率。此外，單次采集不受2 次采集間心率變化影響，患者所受輻射劑量也有所降低。有研究[8]認為97.58%左右的患者由吸氣屏氣指令開始9 s 內可達平穩心率，強調掌握患者屏氣后的心率變化規律是進一步保證冠狀動脈CTA 檢查成功的關鍵。本研究閾值觸發后延遲時間設置為8 s，符合上述研究結果。但與小劑量測試法精確采集過程相似，觸發后持續采集過程中的心率變化對圖像效果存在影響。且由于單次采集，患者適應過程有限，即使前期進行有效呼吸訓練并觸發后延時，部分患者亦可因機器旋轉的噪聲等環境變化導致情緒緊張，采集前心率增快明顯且持續時間較長，影響圖像質量。

心率是冠狀動脈CTA 檢查時重要的決定因素，在檢查前后過程中，患者的心率存在不同程度的變化，該變化亦是冠狀動脈CTA 檢查的影響因素之一。何匯忱等[9]研究表明，當心率不超過75 次/min、心率變化不超過10 次/min 時，64 排冠狀動脈CTA前、后門控單扇區掃描獲得的圖像質量具有一致的評估價值。本研究中2 組患者的心率及心率變化對比差異均不具有統計學意義，從而最大程度地排除了心率及心率變化對冠狀動脈CT 值的影響，使最終的比較結果更加準確。

冠狀動脈增強掃描CT 值的高低影響CTA 檢查的診斷效能，當冠狀動脈增強掃描CT 值超過320 HU時，對發現冠狀動脈狹窄的診斷效能更高[10]。但既往研究[11]認為冠狀動脈峰值無需過高，因為過高水平的強化會導致高密度偽影，影響鈣化與非鈣化斑塊及冠狀動脈狹窄的判斷，300～350 HU 是64 排螺旋CT 診斷冠狀動脈狹窄的推薦強化值范圍。本研究中2 組方法所得升主動脈根部CT 值均明顯高于推薦值，可見對比劑劑量在一定程度上可進一步降低，從而減輕患者的腎毒性損害。

綜上所述，小劑量測試法和閾值觸發法在冠狀動脈CTA 成像中均有一定的優勢。在獲取冠狀動脈峰值方面，患者前后2 次掃描過程中心率的增快、減慢均對小劑量測試法有較大影響；閾值觸發法單次掃描降低了多次掃描心率變化影響冠狀動脈峰值的概率。因此，閾值觸發法不僅輻射劑量較低，在冠狀動脈CTA 成像中也更易獲取較高的冠狀動脈峰值，結合診斷所需峰值，筆者認為，在該法的基礎上可進一步研究降低對比劑劑量的注射方案，達到所要求的冠狀動脈成像效果。

本研究的不足之處在于冠狀動脈峰值僅用升主動脈根部的CT 值替代，未對冠狀動脈不同分支及節段進行比較；對心率變化的分析未精確到區分增快和減慢的差別，結果可能存在一定偏倚。下一步將對上述不足之處進行深入研究。