不同心率對320排容積CT冠狀動脈成像圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響

王 甜 劉鐵軍 曹治婷 韓秋麗

隨著多層螺旋CT的空間分辨率及時間分辨率不斷提高，冠狀動脈CT血管成像（coronary CT angiography，CCTA）已成為冠心病篩查、診斷及預(yù)后評估的首選方法［1-2］。一定條件下，心率與冠狀動脈圖像質(zhì)量呈負相關(guān)，與輻射劑量呈正相關(guān)［3］。320排容積CT探測器Z軸寬度可達160 mm，能夠在1個心動周期對心臟完成數(shù)據(jù)采集，當心率≤75次/min以下時只需采集1個心動周期內(nèi)數(shù)據(jù)，當>75次/min或心律不齊時需要采集2個以上心動周期，而采集心動周期越多，輻射劑量越高。本文通過回顧性分析不同心率對320排容積CCTA圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響，探討控制心率在320排容積CCTA中降低輻射劑量同時提高圖像質(zhì)量的應(yīng)用價值。

方 法

1.臨床資料

回顧性選取2020年7月至2021年7月臨床懷疑冠心病（CHD）行320排容積CCTA檢查的患者60例。檢查前均不予降心率藥物控制心率，根據(jù)掃描時心率不同分為2組，A組為掃描時心率≤75次/min，共30例；B組為掃描時心率>75次/min，共30例。其中男性34例，女性26例，年齡28～82歲，平均（56.7±6.8）歲。所有患者心律齊，能配合呼吸訓(xùn)練，無嚴重心、肝、腎功能不全及碘過敏史。60例患者知情同意并簽署知情同意書。

2.CT檢查方法

采用佳能640層譜黃金Aquilion ONE ViSION CT機進行檢查。患者舌下含服硝酸甘油0.25 mg，仰臥位，腳先進，雙手上舉，連接心電門控，采用平靜呼吸后屏氣方式行前瞻性心電門控序列掃描，掃描范圍為隆突下1.0 cm至膈下1.0 cm。2組均采用管電壓100 kV，智能電流40～900 mA（以SD=28智能調(diào)節(jié)），機架旋轉(zhuǎn)時間0.275 s，AIDR 3D Standard迭代重建算法。對所有患者均采用Ulrich Medieal（歐利奇missouri）雙筒高壓注射器經(jīng)肘正中靜脈注射非離子型對比劑（碘普羅胺，含碘量370 mg/mL）35～45 mL，注射速率為4～5 mL/s，以同等速率追加生理鹽水30 mL。增強掃描采用前置呼吸設(shè)置（12 s后提前屏氣）和Surestart造影劑進行手動觸發(fā)掃描，將興趣區(qū)設(shè)在四腔心層面，當左心室密度明顯增高時隨即觸發(fā)掃描。A組心率≤75次/min，采用1個心動周期掃描，采集時相為70%～80%R?R間期；B組心率>75次/min，采用2個心動周期（75～100次/min）或3個心動周期（>100次/min）掃描，采集時相為35%～55%R?R間期。將機器重建的最佳時相volume數(shù)據(jù)包，重建層面0.5 mm，層間距0.25 mm的數(shù)據(jù)導(dǎo)入貝登醫(yī)療Ziostation2 plus圖像處理軟件工作站。利用多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）、容積再現(xiàn)（VR）等三維重建技術(shù)對冠狀動脈及其主要分支進行重建獲得冠脈及其分支的二維及三維圖像。

3.圖像分析

采用美國心臟協(xié)會推薦的冠狀動脈15分段法，對冠狀動脈及其分支的近、中、遠段進行評價。用4分法目測評價圖像質(zhì)量［4］：4分，血管管腔連續(xù)完整，管壁銳利，邊緣無偽影；3分，血管管腔連續(xù)完整，邊緣出現(xiàn)輕度偽影；2分，血管顯示尚可，邊緣有模糊偽影，血管管腔不連續(xù)，但仍可診斷；1分，血管顯示差，出現(xiàn)明顯偽影、斷層和不連續(xù)，無法診斷。2分以上者滿足診斷要求。2名副主任醫(yī)師獨立完成冠狀動脈圖像質(zhì)量評價，兩者意見不一致時，請主任醫(yī)師診斷決定。

4.輻射劑量

記錄掃描時生成的容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）及劑量長度積（dose length product，DLP），計算出有效劑量（effective dose，ED）。ED（mSv）=DLP×k（k=0.014 mSv·mGy－1·cm-1）［5］。

5.統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 23.0軟件，2組圖像的ED采用獨立樣本t檢驗進行比較分析；主觀質(zhì)量評分比較采用Wilcoxon秩和檢驗，2名診斷醫(yī)師對圖像主觀評分一致性檢驗采用kappa值。P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié) 果

1.2組患者一般資料和輻射劑量

2組患者間的年齡、體重指數(shù)（BMI）、性別差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P>0.05，表1）；A組ED為（1.11±0.78）mSv，B組ED為（3.73±0.95）mSv，A組輻射劑量比B組降低約70%（P<0.05）。心率與ED值呈正相關(guān)（r=0.607，P<0.05），說明心率越快，患者所受輻射劑量越高。

表1 2組患者一般資料、輻射劑量比較

2.2組患者圖像質(zhì)量客觀評價

A組圖像主觀圖像評分4分29例，3分1例，無2分及以下病例；B組主觀圖像評分4分19例，3分9例，2分2例，1分0例。2組圖像質(zhì)量主觀評分差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05）。說明掃描時心率越低者圖像質(zhì)量越佳，2名醫(yī)師對圖像主觀評分kappa值為0.785，一致性較好（圖1、2）。

圖1 典型病例1（女，掃描時心率63次/min）

圖2 典型病例2（女，掃描時心率85次/min）

討 論

隨著多層螺旋CT時間分辨率的不斷提高，高心率下行CCTA檢查也能滿足臨床診斷要求，但心率過快時心臟舒張期及收縮期均縮短，單個心動周期采集的時間分辨率不夠快，引起CCTA圖像質(zhì)量下降，必須利用2個或者3個心動周期采集數(shù)據(jù)［6］。佳能320排CT機，具有16 cm的寬體探測器，時間分辨率為175 ms，機架旋轉(zhuǎn)1周的軸掃即可獲得全心數(shù)據(jù)。軸位掃描能充分發(fā)揮多扇區(qū)重建而提高時間分辨率的優(yōu)勢，而且掃描速度快，可避免圖像錯層問題，提高診斷效能［7］。多心動周期曝光結(jié)合多扇區(qū)重建能提高時間分辨率，使高心率患者CCTA檢查滿足臨床診斷要求，而多扇區(qū)重建方式在提高時間分辨率的同時，可能降低圖像靈敏度［8］。本研究發(fā)現(xiàn)A組（心率≤75次/min）圖像質(zhì)量評分高于B組（心率>75次/min），差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P<0.05），說明掃描時心率越低者圖像質(zhì)量越佳，2名醫(yī)師對圖像主觀評分的kappa值為0.785，一致性較好。

本研究中，發(fā)現(xiàn)A組掃描心率越低，前瞻性門控觸發(fā)，采集時相R?R間期越短，相對短的曝光使得A組ED為（1.11±0.78）mSv。而心率在75～85次/min的患者，因其介于收縮期和舒張期之間，采用時相為35%～55%R?R間期掃描時，自動重建的圖像大多不能滿足診斷要求，須結(jié)合多扇區(qū)重建方式來提高圖像質(zhì)量［9］。隨著心率的進一步增加，冠狀動脈運動的相對靜止時相趨向于收縮期，多個心動周期采集時相為35%～55%R?R間期自動重建的最佳時相圖像能滿足診斷要求，圖像質(zhì)量優(yōu)于心率在75～85次/min的患者。B組的ED為（3.73±0.95）mSv，A組輻射劑量比B組降低約70%（P<0.05）。心率與ED值呈正相關(guān)（r=0.607，P<0.05），心率越高則ED值越高的關(guān)系，以及前述心率與圖像質(zhì)量負相關(guān)的結(jié)果，表明控制心率能有效降低輻射劑量和提高圖像質(zhì)量。

本研究中，患者檢查前舌下含服硝酸甘油0.25 mg，其主要作用是使血管內(nèi)徑增寬，降低不自主運動對圖像質(zhì)量的影響，提高診斷的效能。文獻［10-11］報道硝酸甘油會增加患者心率，減少心率變異，而注射對比劑使心率下降的效果與之部分抵消，因此服用硝酸甘油對掃描時心率影響不大。

綜上所述，行320排容積CCTA檢查時控制心率降至75次/min以下，采用1個心動周期掃描，能有效提高圖像質(zhì)量和減少輻射劑量，值得推廣應(yīng)用。