雙源CT低劑量適應性序列掃描對心律不齊冠狀動脈成像的初步研究

馮越，蔡國龍，李偉，何浪，劉鐵

近年來，隨著多層螺旋CT(multislice CT，MSCT)的發展，尤其是64層螺旋CT和雙源CT的問世，冠狀動脈CT血管造影(computed tomography angiography，CTA)已成為冠心病的一項重要無創檢查手段。但在冠狀動脈CTA檢查中，由于回顧性心電門控的應用和小螺距的重疊掃描，輻射劑量顯著增高，其有效輻射劑量甚至明顯高于常規冠狀動脈造影[1-4]。CT電離輻射的致癌風險以及放射防護與安全問題開始成為關注的焦點[5-6]。雙源CT序列掃描模式采用前瞻性心電觸發的非螺旋掃描方式，可顯著降低輻射劑量，目前已有將其應用于冠狀動脈CTA檢查的報道[7]，但該技術對心律要求非常嚴格，使其在心律不齊患者中的應用受到了一定限制。適應性序列掃描技術的出現彌補了前者的局限性。本研究就適應性序列掃描技術在心律不齊患者冠狀動脈CTA中的應用進行初步研究并做出評價，旨在為該技術的臨床應用提供依據。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 2009年1月－2010年12月在浙江醫院行雙源CT冠狀動脈造影檢查并進行傳統冠狀動脈造影(conventional coronary angiography，CAG)的心律不齊患者共134例。所有患者均已知或者懷疑冠狀動脈疾病，排除已放置支架、屏氣欠佳、冠脈搭橋術后的患者。按照檢查時間先后分成兩組：A組患者采用常規回顧性心電門控螺旋掃描(2009年6月30日之前)，B組采用適應性序列掃描(2009年7月1日之后)。冠狀動脈CTA與傳統冠狀動脈造影的間隔時間不超過2周。CTA圖像資料中均包括檢查時完整的心電圖數據。A組共78例，其中男50例，女28例，年齡65.3±13.5(37～87)歲，掃描期間的心率為75.5±12.9(44～122)/min；B組共56例，其中男41例，女15例，年齡62.6±14.5(40～85)歲，掃描期間的心率為76.5±13.8(50～117)/min。B組患者中不包括室性心律失常和房顫的患者。所有患者均完成掃描。

1.2 掃描設備及參數 所有CT檢查均由雙源CT(Somatom Definition)完成。采集時間為83ms。掃描范圍：頭尾向自氣管隆突下1cm到心臟下緣1.5cm。所有患者均在CT檢查前2min舌下噴5mg硝酸甘油噴劑，但不服用β受體阻滯劑。經肘正中靜脈注入70～80ml非離子造影劑(優維顯，370mg/ml)，速度5ml/s，注射完畢后立即用50ml生理鹽水沖洗。在升主動脈根部采用Bolus Tracking技術，當達到100Hu的閾值后延遲7s啟動掃描。A組采用回顧性心電門控法和心電圖脈沖放射劑量降低技術，全劑量曝光的范圍為20%～80% R-R間期，掃描參數如下：準直32×0.6mm，利用Z軸飛焦點技術采集64層，層厚0.75mm，機架旋轉時間330ms，心率依賴螺距0.2～0.5，管電流400mAs，管電壓120kV。B組采用適應性序列掃描，掃描參數如下：準直32×0.6mm，利用Z軸飛焦點技術采集64層，層厚0.75mm，機架旋轉時間330ms，管電流400mAs，管電壓120kV。時相采集中心為每個R波后295ms，掃描時間為10～14s。

1.3 圖像重建及后處理 A組利用回顧性心電門控重建所有圖像，每例患者均在右側冠狀動脈中段水平利用PREVIEW功能以10ms為間隔預覽并選擇最佳時相。B組以每個R波后295ms為中心重建所有圖像。重建層厚0.75mm，重建間隔0.5mm，重建算法為中等軟組織算法(B26f)。視野(Fov)手動調整至包括整個心臟(圖像矩陣512×512)。所有圖像均傳到安裝了心臟后處理軟件(Syngo Circulation，Siemens)的三維工作站(Leonado，Siemens)。圖像處理包括最大密度投影重組(maximum intensity projection，MIP)、曲面重組(curved planar reformations，CPR)和容積漫游重組(volume rendering，VR)。不可診斷圖像的定義為：圖像質量差，重建圖像上冠狀動脈錯位、管壁嚴重偽影，不能做出診斷[8]。按照美國心臟聯合會建議的方案將冠狀動脈分為15段，1－4段為右側冠狀動脈，5－10段為左主干和前降支，11－15段為回旋支，如果存在中間支則為16段[9]。在未知傳統冠狀動脈造影結果的情況下利用Circulation軟件的冠狀動脈血管測量功能(quantitative coronary angiography，QCA)測定冠狀動脈狹窄程度，共測定兩次，取其平均值。將狹窄程度≥50%的節段標記為陽性。

1.4 輻射劑量評價 本研究統計的輻射劑量僅為冠狀動脈CTA的輻射劑量，不包括定位像和觸發掃描的輻射劑量。通過CT自動計算得到容積CT劑量指數(CTDIvol)和劑量長度乘積(dose lengthproduct，DLP)，以DLP乘以特定的轉換系數k估計有效劑量(effective dose，ED)。參考歐盟委員會關于CT的質量標準指南[10]，轉換系數k=0.017mSv?mGy－1?cm－1。

1.5 傳統冠狀動脈造影 采用Philips Xper FD10心血管數字減影機以常規的Judkin法進行傳統冠狀動脈造影。采用QCA半自動分析系統定量分析，經導管校正后在舒張期末測量血管直徑及狹窄程度，由同一操作者測量兩次，取平均值。將狹窄程度≥50%的節段標記為陽性。

1.6 統計學處理 采用SPSS 12.0軟件進行統計分析，計量資料以±s表示，計數資料以頻數或百分比表示。兩組患者輻射劑量的比較采用Mann-Whitney檢驗。以傳統冠狀動脈造影為金標準，以每支冠狀動脈和患者為單位分別計算冠狀動脈CTA的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值(左主干和前降支合并統計)，組間比較采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 A組結果 A組78例患者共顯示1013個節段，最佳重建期相260～340(295±18)ms。78例患者中室性早搏2例、房顫2例，共7個節段圖像未達到診斷要求。A組冠狀動脈CTA診斷冠狀動脈狹窄≥50%的段數分別為右側冠狀動脈38段、左主干與前降支55段、回旋支18段，傳統冠狀動脈造影診斷狹窄≥50%的段數分別為右側冠狀動脈35段、左主干與前降支50段、回旋支15段。以傳統冠狀動脈造影為金標準，雙源CT冠狀動脈CTA診斷右側冠狀動脈≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為91.4%、97.8%、84.2%、98.9%，診斷左主干及前降支≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為100%、98.6%、90.9%、100%，診斷回旋支≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為100%、99.0%、83.3%、100%，診斷冠狀動脈整體≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為97.0%、98.5%、87.4%、99.7%。

2.2 B組結果 B組56例患者共顯示738個節段，其中不可評估節段4段(2例患者，原因為造影劑注射誘發室性早搏)。B組冠狀動脈CTA診斷冠狀動脈狹窄≥50%的段數分別為右側冠狀動脈21段、左主干與前降支40段、回旋支11段，傳統冠狀動脈造影診斷狹窄≥50%的段數分別為右側冠狀動脈17段、左主干與前降支38段、回旋支11段。以傳統冠狀動脈造影為金標準，雙源CT冠狀動脈CTA診斷右側冠狀動脈≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為100%、98.0%、81.0%、100%，診斷左主干及前降支≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為100%、99.2%、95.0%、100%，診斷回旋支≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為81.8%、99.0%、81.8%、99.0%，診斷冠狀動脈整體≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值分別為97.0%、98.8%、88.9%、99.7%。

統計學分析顯示，B組雙源CT冠狀動脈CTA診斷右側冠狀動脈、左主干及前降支、回旋支及冠狀動脈整體≥50%狹窄的敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值與A組比較均無顯著性差異(P＞0.05)。

2.3 低劑量適應性序列掃描冠狀動脈CTA與冠狀動脈狹窄程度的圖像對比 兩者均可多方向顯示病變冠狀動脈節段的狹窄，并可測量管腔的狹窄程度。CTA同時還可顯示病變節段管壁的細節。VR可顯示冠狀動脈狹窄位置，CPR可測量管腔狹窄程度，與CAG符合良好。

2.4 兩組患者輻射劑量比較 A組容積CT劑量指數為50.9±14.7mGy，有效劑量為12.0±3.6mSv，B組容積CT劑量指數為13.6±2.6mGy，有效劑量為3.1±0.7mSv，組間比較差異均有統計學意義(Z=–9.854，P=0.00；Z=–9.826，P=0.00)。

3 討 論

心律不齊患者進行常規的回顧性心電門控掃描后采用絕對時相重建圖像可提高圖像質量，減少圖像錯層的發生[11]。本研究中A組僅有極少數的冠狀動脈節段圖像為不可診斷(共4例7段，占0.6%，心電圖分別表現為室性早搏和房顫)，其原因為：室性心律失常患者左心室的收縮從位于心室的異位激動點開始，舒張期縮短更明顯，心室收縮呈扭轉變形的狀態，常規重建的冠脈圖像上出現明顯、多發的錯層甚至冠狀動脈節段缺失，需要進行心電編輯，但經常達不到滿意的效果；房顫則以心房壁的快速顫動為特點，頻率常可達150/min以上，圖像特征為冠狀動脈呈串珠樣改變，實為CT的時間分辨率尚不夠所致。為此，B組排除了室性心律不齊和房顫的患者，但在實際操作中，由于造影劑注射所誘發的室性心律不齊仍難以避免。

雙源CT時間分辨率高達83ms，采用回顧性心電門控螺旋掃描即使在心率高至90次/min時仍可獲得可診斷的圖像，但其主要缺點是輻射劑量過高[12-14]。有研究表明前瞻性心電觸發序列掃描可獲得優質的圖像，同時輻射劑量能降低83%[13]。但是對于心律不齊的患者，由于CT掃描期間的心率變化，R-R間期不成比例的縮短和延長，常規的前瞻性心電門控掃描技術所采用的相對時相重建不能在同一心臟期相產生影像，而且在重建時不能改變時相，圖像表現為階梯樣外觀，嚴重時可影響診斷的準確性[15-17]。適應性序列掃描是在前瞻性心電觸發序列掃描的基礎上改進的一項新技術，通過增大掃描角度，實現了重建相位調整，可以在R-R間期±8%或者±80ms范圍內選擇最佳重建期相，國內已用于高心率患者的冠狀動脈CTA檢查，并獲得了良好效果[8]。本研究結合絕對時相和適應性序列掃描技術，在心律不齊的患者中獲得了良好的圖像質量，同時使輻射劑量明顯降低。

本研究結果顯示，A、B兩組雙源CT冠狀動脈CTA的診斷敏感性、特異性、陽性預測值、陰性預測值差異均無統計學意義，而雙源CT冠狀動脈CTA與傳統冠狀動脈造影的差別主要在于狹窄程度的判斷，原因可能是前者造影劑流經冠狀動脈時更符合常態下冠脈血流的特性，而后者是在加壓狀態下注射造影劑，若病變處與臨近冠狀動脈的擴張程度不一致，可導致管徑出現變化，從而影響對狹窄程度的判斷，尤其是在狹窄程度為50%左右的病變節段。

綜上所述，雙源CT適應性序列掃描結合絕對時相重建可用于心律不齊患者的CTA檢查，能獲得良好的圖像質量及較高的診斷準確性，并可降低輻射劑量。但適應性序列掃描不能進行心臟功能評價及瓣膜、心肌橋的多期動態顯示，且對于特定種類的心律不齊如室性心律失常、房顫目前尚難以應用。

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