低管電壓在經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù)前CTA中的應(yīng)用

許 兵， 朱 潔， 陸建平， 趙冰輝， 田 冰， 尹 偉， 周 振， 王敏杰

海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射診斷科，上海 200433

嚴(yán)重的主動脈瓣狹窄會導(dǎo)致心力衰竭，發(fā)病兇險，預(yù)后較差[1]。經(jīng)導(dǎo)管主動脈瓣置換術(shù) (transcatheter aortic valve replacement，TAVR)是對有外科手術(shù)禁忌證或外科手術(shù)風(fēng)險高患者的替代治療方法之一[2]。自2017年5月2款國產(chǎn)瓣膜上市后，我國 TAVR得到了快速發(fā)展。截至2019年底，全國約200家醫(yī)院共完成了4 000余例TAVR，其中在2019 年完成2 600余例[3]。

患者TAVR術(shù)前可進行經(jīng)胸超聲心動圖、經(jīng)食管超聲心動圖、多排螺旋 CT、磁共振、動脈造影等評估[4]。其中，CTA是評估主動脈瓣復(fù)雜解剖結(jié)構(gòu)的首選方法[5]。國內(nèi)外關(guān)于TAVR術(shù)前CTA的研究多集中于雙源CT，而且多采用100 kV管電壓[6-9]。本研究使用東芝單源320排CT 可變螺距(variable helical pitch，VHP)大范圍掃描技術(shù)，分別在80、100、120 kV采集TAVR患者術(shù)前圖像，并分析主觀及客觀圖像質(zhì)量，以探討更低輻射劑量的掃描方案。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇本院2016年1月至2020年12月符合納入標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)重主動脈瓣膜病變患者96例，均行全主動脈CTA檢查，采用VHP掃描法。其中，男性54例、女性42例，年齡65～89歲，中位年齡75歲，體質(zhì)量指數(shù)(BMI)為17.59～31.12 kg/m2。按照隨機數(shù)字表法，根據(jù)管電壓將患者分為80 kV、100 kV、120 kV組，各32例。80 kV組紐約心臟病協(xié)會(NYHA)心功能分級Ⅳ級7例、Ⅲ級18例、Ⅱ級7例，合并高血壓15例、高脂血癥20例、糖尿病8例；100 kV組：NYHA 心功能分級Ⅳ級6例、Ⅲ級17例、Ⅱ級9例，合并高血壓19例、高脂血癥18例、糖尿病8例；120 kV組：NYHA心功能分級Ⅳ級8例、Ⅲ級16例、Ⅱ級8例，合并高血壓14例、高脂血癥18例、糖尿病8例。所有患者術(shù)前均未服用倍他樂克和硝酸甘油片，以防止血流動力學(xué)改變。所有患者均簽署知情同意書

1.2 掃描方法及參數(shù) 采用320排CT機(Aqulion ONE，日本東芝)。對比劑注射采用雙通道高壓注射器(XD 2001，德國Ulrich)，采用碘普羅胺注射液(優(yōu)維顯，碘濃度為370 g/L，德國拜耳)。使用20G留置針，常規(guī)選擇右肘前靜脈注射。80 kV、100 kV、120 kV組對比劑用量分別為0.9、1.1、1.2 mL/kg，流速分別為3、3.5、4 mL/s。注射完后以同樣速度連續(xù)注射0.9%氯化鈉液40 mL。

3組均采用100～580 mA管電流(儀器根據(jù)患者體型、身體厚度、機體密度等自動選擇)，旋轉(zhuǎn)時間0.35 s/圈；心臟層面重建層厚0.5 mm、層距0.3 mm，大范圍主動脈重建層厚1 mm、間距0.8 mm。常規(guī)重建30%、40%、75%時相，圖像不佳時手動重建，卷積核為FC03；采用AIDR算法(standard等級)。掃描范圍為下頜角至股骨中段水平，以保證各個路徑全部顯示。其中從下頜角至心底采用小螺距回顧性心電門控掃描模式，心底至股骨中段水平采用大螺距非心電門控掃描模式。下頜角層面至心底螺距為0.18～0.20，準(zhǔn)直為0.5×100 mm，智能管電流等級選擇“CTA”；心底至股骨中段水平螺距為1.11 ，智能管電流等級選擇“l(fā)ow dose”，準(zhǔn)直為0.5×100 mm。采用自動智能追蹤模式，感興趣區(qū)設(shè)置在升主動脈層面，閾值為160 HU。感興趣區(qū)達到閾值后，囑咐患者吸氣，屏氣掃描，視野為400 mm，矩陣為512×512。3組除管電壓外，其余參數(shù)均相同。

1.3 圖像質(zhì)量評價

1.3.1 主觀圖像質(zhì)量評價 掃描完成后將原始數(shù)據(jù)傳至東芝VITRE工作站，行容積重建(VR)、多平面重組(MPR)、曲面重組(CPR)等后處理。由兩位副高級職稱醫(yī)師對圖像進行主觀分析，有分歧時經(jīng)協(xié)商后達成一致。采用Likert 5評分制評價各血管圖像偽影和噪聲[10]：1分，不能診斷，嚴(yán)重偽影；2分，較差、偽影重，但對評估心血管解剖結(jié)構(gòu)、斑塊和鈣化有足夠的對比度衰減；3分，一般、適度，不干擾心臟和血管系統(tǒng)的全面評估；4分，良好，僅有較小偽影，不干擾評估；5分，非常好，無偽影及干擾。

1.3.2 客觀圖像質(zhì)量評價 測量雙側(cè)頸總動脈(下頜角層面)、升主動脈根部和雙側(cè)股動脈(股骨頭下方10 cm處)CT值，同層脊柱旁肌肉CT值、背景噪聲(SD)，計算對比噪聲比(CNR)。CNR=(血管平均CT值-肌肉平均CT值)/SD。感興趣區(qū)盡量大，一般大血管為2 cm2、小血管為0.5 cm2，并盡量避開鈣化及密度不均區(qū)域。

1.4 其他指標(biāo) 記錄各組患者輻射劑量及對比劑用量。其中輻射劑量采用機器自動生成的劑量長度乘積(DLP)，除外正側(cè)位定位圖像及實時監(jiān)測時產(chǎn)生的值；根據(jù)DLP計算有效劑量(ED)，ED=k×DLP，其中k值采用歐盟委員會推薦的轉(zhuǎn)換系數(shù)(0.015)[4]。

1.5 統(tǒng)計學(xué)處理 采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件對所有數(shù)據(jù)進行分析。計數(shù)和等級資料的描述采用n(%)，計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗，等級資料組間比較采用非參數(shù)檢驗(Kruskal-WallisH)。計量資料服從正態(tài)分布且方差齊時，采用方差分析進行多組間比較，進一步采用LSD進行兩兩比較；不滿足上述條件時則采用非參數(shù)檢驗，進一步采用Nemenyi法或Keuls法進行兩兩比較。檢驗水準(zhǔn)(α)為0.05。

2 結(jié) 果

2.1 基線資料 結(jié)果(表1)顯示：3組患者性別、年齡、BMI、心率、掃描時間差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 3組患者基線資料比較 n=32

2.2 圖像質(zhì)量評價 各測量血管CT值均超過350 HU。1例患者屏氣欠佳經(jīng)重建后升主動脈根部圖像質(zhì)量良好；5例心律不齊患者經(jīng)重建后升主動脈根部圖像主觀評分均達4分。所有患者其余各層面主觀評分均大于3分。

2.2.1 主觀圖像質(zhì)量評價 結(jié)果(表2)顯示： 3組間左頸總動脈、右頸總動脈、升主動脈根部圖像主觀評分差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。3組間左股動脈、右股動脈圖像主觀評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)；兩兩比較顯示：80 kV組與100 kV組左、右股動脈圖像主觀評分間差異無統(tǒng)計學(xué)意義；120 kV組左、右股動脈圖像主觀評分小于其他兩組(P<0.05)。圖1顯示典型病例術(shù)前CTA結(jié)果。

2.2.2 客觀圖像質(zhì)量評價 結(jié)果(表3)顯示：3組間升主動脈根部CT值差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其他層面CT值、SD值和CNR差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.001)。

2.3 輻射劑量及對比劑用量 結(jié)果(表4)顯示：3組間輻射劑量(F=6.18,P=0.003)與對比劑用量(F=20.95,P<0.001)差異有統(tǒng)計學(xué)意義。兩兩比較顯示： 80 kV組與120 kV組間DLP及ED差異無統(tǒng)計學(xué)意義；但100 kV組與其他兩組間DLP及ED差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。100 kV組與120 kV組間對比劑用量差異無統(tǒng)計學(xué)意義；80kV組與其他兩組間對比劑用量差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.01)。

表 2 3組患者各層面主觀評分比較 n=32，分

圖1 各組典型病例術(shù)前各層面圖像

表 3 3組間各層面圖像客觀評價 n=32

表 4 3組輻射劑量及對比劑用量比較 n=32

3 討 論

隨著多層螺旋CT技術(shù)的發(fā)展，螺旋CTA的診斷價值顯著提高[11-14]。本研究采用的320排CT具有超大范圍掃描能力，空間分辨率達到0.4 mm。有研究[15]表明，降低管電壓會增加CT值，從而提高血管對比度。而Talei Franzesi等[16]研究發(fā)現(xiàn)，在所有血管中，低kV測量較標(biāo)準(zhǔn)120 kV相比能獲得更高的CT值，而圖像質(zhì)量差異無統(tǒng)計學(xué)意義。80 kV組雙側(cè)頸總動脈CT值低于100 kV及120 kV組，可能與更低的流速和更少的對比劑有關(guān)。但80 kV組患者CT值均大于350 HU，重建生成的VR及CPR圖像質(zhì)量較佳。CNR是一項客觀指標(biāo)。Karaca等[17]的標(biāo)準(zhǔn)：CNR>8的圖像質(zhì)量高，CNR為4 ～8的圖像質(zhì)量中等，CNR<4的圖像質(zhì)量差。本研究中3組患者升主動脈根部CNR>24，左、右頸總動脈CNR>17，左、右股動脈CNR>18，也說明3組圖像質(zhì)量均佳。

Talei Franzesi等[16]的研究中，100 kV組平均有效輻射劑量明顯低于120 kV組，降低約20%[(22.56±5.8) mSvvs(28.82±2.21) mSv]。Alkadhi[18]等的研究中，與120 kV CTA相比，100 kV CTA的有效輻射降低29%～34% 。本研究中100 kV輻射劑量也低于120 kV組，與上述兩項研究一致。本研究中掃描使用智能管電流，但輻射劑量未隨著管電壓的降低而降低，主要是由于為了保證主動脈根部的圖像質(zhì)量，在心電門控掃描區(qū)域選擇了“CTA”模式而未選擇輻射劑量更低的鈣化積分模式。隨著管電壓的降低，為了保證圖像質(zhì)量，管電流會代償性地成倍增加，導(dǎo)致80 kV組輻射劑量較100 kV組增加，也使80 kV組和100 kV組股動脈主觀評分略大于120 kV組。

VHP技術(shù)可根據(jù)掃描需要改變螺距大小，本研究100 kV組輻射劑量[(963.02±137.90)mGy×cm] 低于Matsumoto等[19]的研究[(1 018.1±1 130.6) mGy×cm]。該研究同樣使用100 kV VHP大范圍掃描法，不同點在于本研究中100 kV非心電門控掃描部位的螺距為1.1，并選擇“l(fā)ow dose”模式。而且，人體的生殖腺位于該區(qū)域內(nèi)，減低此區(qū)域的輻射更加重要。

對比劑越來越多地應(yīng)用于CT成像中，然而，對比劑可能損害腎功能[20]。莫緒凱等[21]在碘對比劑總量為70 mL的條件下，成功對44例患者進行胸痛三聯(lián)掃描。本研究80 kV組、100 kV組、120 kV組對比劑用量分別為(57.7±9.01) mL、(71.8±10.37)mL、(75.2±11.08)mL，在對比劑增加不明顯甚至減少的情況下實現(xiàn)了更大范圍的掃描。TAVR患者年齡偏大，多伴有基礎(chǔ)疾病。對于腎功能不全患者，選擇80 kV可明顯減少對比劑用量。

本研究的不足或局限性主要為：(1)VHP技術(shù)為東芝CT機特有的采集技術(shù)，并不適合所有機型，且目前只有回顧性掃描模式，導(dǎo)致需要接受前瞻性心電門控掃描的患者接受更多的輻射；(2)未選擇更低的管電流以進一步降低輻射；(3)患者例數(shù)較少，可能造成結(jié)果偏倚。

綜上所述，320排CT VHP技術(shù)聯(lián)合迭代算法在管電壓為80 kV和100 kV時均能獲得良好的TAVR術(shù)前圖像，在采用智能管電流的前提下，80 kV組對比劑用量最少、100 kV組患者所接受的輻射劑量最低。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。