“三低”技術在CT體部血管一站式成像的應用價值

李俊鵬 劉建 劉娜 楊欣榮 高婷 趙正凱

(西南交通大學附屬醫院 成都市第三人民醫院放射科，四川 成都 610031)

中國的心血管疾病急診患者越來越多，其發病兇險，誤診率和死亡率極高，發病原因復雜多樣，對其病因早期識別與干預直接影響患者預后效果[1]?；趪鴥仍\療情況，成都市第三人民醫院建立了云貴川首家通過國家認證的胸痛中心，整個救治團隊保持24 h待命，保證患者第一時間得到救治。胸痛中心的建立使本院對致命性、致殘性胸痛如冠狀動脈狹窄、肺動脈栓塞和主動脈夾層等疾病的救治效率大大提高。飛利浦256層Brilliance iCT球管旋轉速度為每圈0.27 s，探測器寬度為8 cm，時間分辨率得到極大的提高，在控制好心率和訓練好呼吸的情況下可采用前瞻性心電門控技術實現對體部大血管計算機體層攝影血管造影(computer tomographic angiography，CTA)的一站式檢查。近年來，前瞻性心電門控技術得到廣泛的應用，不僅能降低輻射有效劑量(effective dose，ED)，且時間分辨力和空間分辨力都得到極大提高[2]。本研究納入正常身體質量指數(body mass index，BMI)(18 kg/m2≤BMI≤24 kg/m2)[3]、心率<80次/min、屏氣良好的患者；采用低管電壓、低對比劑濃度及低造影劑流速結合前瞻性心電門控一站式掃描方法，評估256層iCT一站式冠狀動脈CTA、肺動脈CTA、主動脈CTA檢查的圖像質量及輻射ED的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集成都市第三人民醫院于2020年8月—2021年8月行256 Brilliance iCT冠狀動脈、肺動脈和主動脈全段CTA一站式成像檢查的60例患者，分為A、B兩組，每組各30例。收集兩組患者性別、年齡、BMI及心率等基線資料。

納入與排除標準：(1)納入標準：無造影劑過敏、腎功能不全、心律不齊及心力衰竭，且屏氣良好的患者。 (2)排除標準：BMI>25 kg/m2，體內植入心臟起搏器，無法屏氣的患者。

1.2 儀器設備與檢查方法

1.2.1 檢查前準備

掃描前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg[4]，患者取仰臥位，雙臂上舉放置于頭兩側，在左右鎖骨中線下方及左右肋弓處粘貼電極片，連接心電門控檢測心電圖，監測心率穩定在80次/min以下。躺好后告知患者掃描時注意事項，消除患者緊張及不安情緒，并對其進行呼吸訓練，囑吸氣后屏氣，屏氣時間10 s左右。

1.2.2 掃描設備及參數設置

采用飛利浦Brilliance iCT。掃描范圍：胸腔入口至髂血管分叉水平。掃描參數：探測器寬度128 mm×0.625 mm，掃描層厚0.9 mm，層間距0.9 mm，機架轉速0.27 r/s，重建矩陣為512×512。均采用前瞻性心電門控檢查，A組管電壓80 kV、管電流250 mA、碘濃度300 mg/mL，B組管電壓100 kV、管電流200 mA、碘濃度320 mg/mL，選擇75%期相進行掃描，迭代重建技術選擇iDose4，選擇人工智能觸發模式對患者進行掃描，降主動脈起始部為觸發標記層面，觸發閾值100 HU，吸氣閉氣后5 s開始掃描，掃描時間約為7 s。原始數據均應用iDose4算法得到薄層軸位圖像，冠狀動脈重建卷積核采用Cardiac Sharp，肺動脈和主動脈重建卷積核采用standard。

1.2.3 注射方案

首選右上肢靜脈建立外周靜脈通路，埋置18 G留置針，使用雙筒高壓注射器，總量0.8 mL/kg，A組患者先以3.5 mL/s的流速注射碘對比劑35～55 mL，再以3.5 mL/s的流速注射20 mL碘對比劑和20 mL生理鹽水1:1混合液，最后以4 mL/s流速注射30 mL生理鹽水；B組患者流速為5 mL/s，余注射方案與A組相同。做完檢查后讓患者在等待區休息30 min，無過敏反應后取出留置針，完成檢查。

1.3 圖像重組和分析

1.3.1 圖像質量主觀評價

將所有掃描原始數據均傳至飛利浦星云V9工作站進行圖像后處理。冠狀動脈圖像后處理利用心臟血管分析軟件(Comp.Cardiac)，肺動脈和主動脈圖像后處理則利用多平面重建、容積再現、曲面重建及最大密度投影等技術分析圖像，由兩位資深的影像醫師對60例患者的3種血管進行分析。采用1～5級評分方法，5分：冠狀動脈、肺動脈、主動脈各血管及分支圖像無運動偽影，無明顯圖像噪聲(picture noise，PN)；4分：冠狀動脈、肺動脈、主動脈各血管及分支圖像有輕度運動偽影或PN；3分：冠狀動脈、肺動脈、主動脈各血管及分支圖像運動偽影較大或PN較大，但整體不影響對血管管腔的評價；2分：冠狀動脈、肺動脈、主動脈各血管及分支圖像運動偽影過大或PN過大，影響對血管管腔的評價；1分：冠狀動脈、肺動脈、主動脈各血管及分支圖像有明顯的運動偽影或嚴重的鈣化，無法對血管管腔進行評價。評分≥4分可滿足診斷要求[5]。

1.3.2 圖像質量客觀評價

在右冠狀動脈(right coronary artery，RCA)、左前降支(left anterior descending branch，LAD)和左旋支(left circumflex，LCX)近段測得其CT值，將CT值分別記錄為CT(RCA)、CT(LAD)和CT(LCX)，在左冠狀動脈竇層面測量主動脈和心包脂肪的CT值和PN值，用于計算冠狀動脈CTA對比度噪聲比(contrast-to-noise ratio，CNR)，冠狀動脈CTA的PN為PN1。在肺動脈主干(main pulmonary trunk，MPA)及肺動脈分叉左肺動脈(left pulmonary artery，LPA)、右肺動脈(right pulmonary artery，RPA)干開口處測得CT值，將CT值分別記錄為CT(MPA)、CT(LPA)和CT(RPA)，在MPA分叉層面處測量肺動脈和胸壁脂肪的CT值和PN值，用于計算肺動脈CTA的CNR(CNR2)，肺動脈CTA的PN為PN2。在主動脈全段[主動脈弓(aortic arch，AOAR)、腹腔干處腹主動脈(abdominal aorta，AA)、髂總動脈(common iliac artery，CIA)分叉處]測得CT值，將CT值分別記錄為CT(AOAR)、CT(AA)和CT(CIA)，在腹腔干分叉層面處測量主動脈和腹壁脂肪的CT值和PN值，用于計算主動脈CTA的CNR(CNR3)，主動脈CTA的PN為PN3。測量時在盡可能避開軟斑塊和鈣化斑塊的同時，感興趣區盡可能選擇掃描的中心部位，冠狀動脈感興趣區大小取2.0～2.5 mm，其余各血管感興趣區大小取10～12 mm，CNR=(血管CT值-脂肪CT值)/PN值[6]。

1.4 輻射ED的評價

掃描完成后CT機自動生成劑量報告單，記錄每位患者的輻射ED參數、CT劑量指數、劑量長度乘積(dose length product，DLP)，根據DLP計算輻射ED的公式，ED=DLP×ek，其中ek為常數，采用歐洲質量標準胸部平均值0.014 mSv/(mGy·cm)。

1.5 統計學方法

所有數據采用SPSS 21.0統計學軟件處理，兩組間性別比較采用χ2檢驗；主觀圖像質量評價采用Mann-Whitney檢驗；所有計量資料的記錄均采用均數±標準差；兩組間年齡、BMI、心率以及各血管CT值、PN值、CNR值和輻射ED的比較采用獨立樣本t檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本數據統計

A、B兩組患者的年齡、BMI和心率差異均無統計學意義(P>0.05)，見表1。

表1 兩組患者基線資料比較

2.2 圖像質量的評價

2.2.1 主觀圖像質量評價

冠狀動脈A組圖像質量評價5分例數17例，4分例數13例；B組5分例數19例，4分例數11例，差異無統計學意義(P>0.05)。肺動脈A組5分例數16例，4分例數14例；B組5分例數13例，4分例數17例，差異無統計學意義(P>0.05)。主動脈全段A組5分例數15例，4分例數15例；B組5分例數16例，4分例數14例，差異無統計學意義(P>0.05)。評分≥4分可滿足診斷要求(如圖1和圖2)。低劑量、低流速和低濃度掃描出的圖像病變清晰可見(如圖3)。

2.2.2 客觀圖像質量評價

A組與B組間冠狀動脈CNR(CNR1)、CNR2、PN3和CNR3差異無統計學意義(P>0.05)，其余冠狀動脈各主干CT值及PN1，肺動脈主干、左右肺動脈CT值及PN2，主動脈各處CT值差異均有統計學意義(P<0.05)(見表2)。

圖1 低劑量圖像質量

圖2 正常劑量圖像質量

圖3 低劑量成像對肺動脈栓塞及冠狀動脈狹窄的診斷

表2 兩組患者冠狀動脈、肺動脈和主動脈CTA客觀圖像質量比較

2.3 患者的輻射ED

A、B兩組患者CTA檢查輻射ED分別為(3.7±0.7)mSv和(6.8±0.9)mSv，A、B兩組DLP分別為(276.0±34.8)mGy·cm和(498.0±56.3)mGy·cm；A組較B組輻射ED降低約45.6%。輻射ED和DLP兩組間差異均有統計學意義(P<0.001)。

3 討論

急性胸痛是心血管內科及急診科最常見的疾病之一，對病因進行早期明確及對高危胸痛患者進行有效篩查有利于減少并發癥，降低死亡率。冠狀動脈、肺動脈和主動脈全段CTA一站式掃描，不僅減少對比劑用量，還有效降低輻射ED，優化了CTA的檢查流程[7]，在保證圖像質量以及滿足診斷要求的前提下，盡量減少患者的輻射ED是CT檢查的防護原則[8]。

高濃度造影劑滲透壓和黏滯度均增高，增加腎臟負荷，嚴重者引起腎血管內皮細胞受損甚至血栓形成[9]，因此選擇低濃度的碘對比劑能降低對腎臟的損害。造影劑外滲是增強CT常見并發癥，滲漏至皮下會引發靜脈炎，導致局部皮膚紅腫疼痛，活動受限，嚴重者可導致組織損害、皮膚破潰甚至壞死[10]。特別是血管彈性較差患者，容易發生血管破裂，引起造影劑外滲，因此降低注射流速不僅可減少造影劑外滲發生，還可保證主動脈和肺動脈均有造影劑充盈并保持較高CT值。本研究以3.5 mL/s的流速注射低濃度碘對比劑，能有效減少并發癥的發生。

管電壓的降低可有效減少康普頓效應的發生，使含碘對比劑的血管內CT值升高，增加了與周圍組織的對比，從而減少對比劑用量及碘對比劑濃度[11]。其可有效避免因血管內碘濃度過高而產生的帶狀偽影，進一步確保圖像質量。管電壓降低，PN會顯著增加，但圖像質量的CNR卻提高[12]，為得到好的圖像質量，本研究A組管電流稍高于B組，同時采用iDose4迭代重建技術進行PN彌補，iDose4具有雙空間噪聲模型和解剖模型特點，不僅可降低噪聲，還能在一定程度上提高圖像分辨力[13]。本研究結果顯示A組血管CT值均高于B組，有研究[14]報道血管強化CT值是決定圖像質量的關鍵因素之一，盡管A組PN有所增加，但兩組CNR和主觀圖像質量均無統計學意義，證明兩組圖像質量相仿。

前瞻性心電門控技術是采用軸掃模式，在心臟相對靜止的舒張期進行心電觸發掃描，縮短了曝光時間，從而降低了輻射ED[15]。但前瞻性心電門控只能采集某個心動周期的圖像，所以不能進行心功能評價及多期重建，對于嚴重心律不齊、屏氣不佳的患者，圖像質量欠佳，影響測量的準確性。因此本研究只針對心率<80次/min的患者。

胸痛三聯征的掃描在急性胸痛患者的診斷過程中發揮著非常重要的作用[16]，臨床上發現輻射ED可與掃描長度相關，因此準確地選擇掃描范圍，可適當減少輻射ED，縮短掃描時間。若冠狀動脈CTA、肺動脈CTA及主動脈CTA三項檢查單獨掃描，患者所承受的輻射劑量及對比劑用量會大大增加。因此CT體部血管一站式掃描最大優點是縮短檢查時間、減少碘攝入量、降低輻射ED，為急診患者爭取了搶救時間。

本研究也存在一定局限性，對BMI>25 kg/m2或心率>80次/min的患者未進行研究，因此有待加大樣本量進一步深入研究。

綜上所述，低管電壓結合低對比劑濃度及低造影劑流速行體部大血管CTA一站式掃描，在圖像質量上能達到3種血管病變診斷的要求，不僅降低了碘攝入量還降低了約45.6%的輻射ED，避免了不必要的輻射損傷。