低碘流率多層螺旋CT冠狀動脈造影對斑塊診斷價值的研究

馮曉榮，梁立華，陳耀強，吳菊芳，李 錦

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低碘流率多層螺旋CT冠狀動脈造影對斑塊診斷價值的研究

馮曉榮，梁立華，陳耀強，吳菊芳，李 錦

目的 探討低碘流率多層螺旋CT(MSCT)冠狀動脈造影對斑塊診斷的價值。方法 收集2013年6月—2014年12月深圳市第四(福田)人民醫院行低碘流率MSCT冠狀動脈造影的冠心病患者30例為低碘流率組，另選擇同時期行正常碘流率MSCT冠狀動脈造影的冠心病患者30例為對照組，在相同掃描條件及對比劑濃度下，分別用1 480 mgI/s及1 850 mgI/s碘流率(注射流率分別為4 ml/s及5 ml/s)進行檢查，利用工作站軟件進行后處理圖像，比較兩組圖像質量及斑塊指標、對比劑總量、注射時間。結果 對照組與低碘流率組信號-噪音比(SNR)、對比噪音比(CNR)、圖像質量、圖像銳利程度、斑塊面積(PA)、斑塊負荷(PB)、斑塊偏心指數、狹窄程度(SD)比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。對照組對比劑總量為(68.5±4.9)ml，低碘流率組對比劑總量為(56.8±6.3)ml，兩組比較差異有統計學意義(t=8.067，P<0.001)。對照組注射時間為(14.4±1.5)s，低碘流率組注射時間為(14.0±0.9)s，兩組比較差異無統計學意義(t=1.282，P=0.205)。結論 使用低碘流率進行MSCT冠狀動脈造影，不僅可以達到診斷要求的圖像質量，還可以減少對比劑使用，減少對比劑腎病等不良反應的發生，具有一定的臨床應用價值。

冠狀血管造影術；多層螺旋CT；斑塊,動脈粥樣硬化；冠心病

馮曉榮，梁立華，陳耀強，等.低碘流率多層螺旋CT冠狀動脈造影對斑塊診斷價值的研究[J].中國全科醫學，2015，18(27)：3366-3370.[www.chinagp.net]

Feng XR，Liang LH，Chen YQ，et al.Value of multi-slice spiral CT coronary angiography with low iodine flow rate in plaque diagnosis[J].Chinese General Practice，2015，18(27)：3366-3370.

表1 對照組與低碘流率組患者一般資料比較

注：BMI=體質指數；a為t值

冠心病已經成為人類死亡率最高的疾病之一，急性冠狀動脈綜合征(ACS)是導致冠心病患者死亡的主要因素，而不穩定斑塊破裂所引發冠狀動脈血栓形成是ACS發生的主要原因，因此對斑塊的準確檢出對于臨床早期評估和治療具有特別重要的意義。CT冠狀動脈造影(CCTA)是公認的診斷冠狀動脈疾病的首選非侵入性方法，研究表明，在測量斑塊準確性(斑塊負荷量、面積等)方面，多層螺旋CT(MSCT)和“金標準”——血管內超聲(IVUS)均具有較好的一致性[1]。CCTA需要較大劑量對比劑維持血管內濃度，由此發生對比劑腎病(CIN)及對比劑過敏反應的概率也隨之增加[2]。西門子64層螺旋CT具有掃描速度快、對比劑效用高等特點，是冠心病篩查的首選無創性檢查方法，因此使用較少劑量對比劑成為可能。本研究旨在探討如何使用低劑量對比劑得到較滿意的圖像，能準確地診斷冠心病，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 病例納入標準 (1)體質指數(BMI)20～25 kg/m2；(2)排除嚴重心律失常、心肌病、風濕性心臟病、冠狀動脈支架植入術后或冠狀動脈旁路移植術后患者；(3)心率低于70次/min，對于心率過快或心率不齊者，口服倍他洛克25～50 mg，降低心率；(4)呼吸訓練要求患者能一次性屏氣10 s以上，并且能保持呼吸動度一致。

1.2 臨床資料 收集2013年6月—2014年12月深圳市第四(福田)人民醫院行低碘流率MSCT冠狀動脈造影的冠心病患者30例為低碘流率組，另選擇同時期行正常碘流率MSCT冠狀動脈造影的冠心病患者30例為對照組。兩組患者性別、年齡、身高、體質量、BMI、合并高血壓及糖尿病、冠心病病程比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表1)。行MSCT冠狀動脈造影前患者均自愿簽署知情同意書。

1.3 方法

1.3.1 儀器設備 采用德國Siemens Somatom Sensation 64層螺旋CT掃描儀，德國Ulrich 造影劑注射器，濃度為370 mgI/ml的碘普羅胺注射液(優維顯)。

1.3.2 檢查方法 掃描時開啟心電門控，管電壓為120 kV，管電流質量根據BMI調控，范圍為500～650 mAs，準直0.66 mm，螺距為1.0～1.4，旋轉時間0.33 s，顯示野(FOV)250 mm，矩陣521×512，掃描范圍自氣管隆突下2 cm至膈下2 cm。先做胸部屏氣定位相，然后做序列掃描，在患者心動周期的舒張期獲取平掃圖像，層厚3 mm，從升主動脈到心尖的掃描范圍中可得到約90個斷層掃描圖像。低碘流率組碘流率為1 480 mgI/s，對比劑注射流率4 ml/s；對照組碘流率為1 850 mgI/s，對比劑注射流率5 ml/s，根據文獻[3]及日常工作經驗，對比劑總量系數分別約為0.8 ml/kg及0.9 ml/kg。

1.3.3 后處理

1.3.3.1 所有圖像傳輸至西門子后處理工作站，采用多平面重建(MPR)、容積再現(VR)、最大密度投影(MIP)、曲面重建(CPR)進行重建并獲得冠狀動脈短軸位影像。

1.3.3.2 圖像質量比較 客觀指標包括：(1)測量并計算主動脈根部(左側冠狀動脈開口處)、冠狀動脈平均CT值，感興趣區域(ROI)范圍盡可能接近血管管腔面積，窗寬為800 HU，窗位為100 HU。(2)計算左前、右前、左后、右后胸壁深層肌肉CT值的平均值。(3)計算背景噪聲水平(縱隔窗胸骨角平面前胸壁左前、正前和右前方空氣的噪聲值水平的平均值，ROI面積為10 mm2)。信號-噪聲比(SNR)=冠狀動脈平均CT值/背景噪聲；對比噪聲比(CNR)=冠狀動脈平均CT值與胸壁肌肉平均CT值的差值/背景噪聲。

主觀評價：在不知道碘流率的情況下，由2名工作10年以上的放射科醫師獨立根據冠狀動脈顯示情況并結合自己的經驗判斷圖像滿意度。采用4分評分標準評價圖像質量：1分：不能接受；2分：可以接受；3分：良好；4分：非常好。圖像銳利度由血管壁的銳利程度評估：1分：不合格，血管邊緣模糊，無法診斷；2分：較差，血管邊緣毛糙，勉強能診斷；3分，良好，血管壁光滑，顯示較好；4分：優秀，血管邊緣非常銳利。采取冠狀動脈9節段法(左主干，左前降支近、中、遠段，左旋支近、遠段及右冠狀動脈近、中、遠段)[3]，其中左主干、3支近段血管定義為近段血管，其余定義為遠段血管。

1.3.3.3 斑塊指標測量 (1)斑塊面積(PA)=血管面積-管腔面積；(2)斑塊負荷(PB)=斑塊面積/血管面積×100% ；(3)斑塊偏心指數=斑塊最大徑/斑塊最小徑，以>2.00為偏心斑塊；(4)狹窄程度(SD)=狹窄部位管腔面積/參考血管管腔面積×100%。測量點在斑塊所在的垂直于冠狀動脈長軸多平面重組(MPR)橫斷面上；參考血管盡量選取病變節段近端和遠端內最接近正常并且無大分支發出的部位，取平均數為參照血管面積，距測量點10 mm以內。

2 結果

2.1 對照組與低碘流率組圖像質量比較 對照組與低碘流率組SNR、CNR、圖像質量、圖像銳利程度比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表2，圖1～3)。

表2 對照組與低碘流率組圖像質量比較(±s)

注：SNR=信號-噪聲比，CNR=對比噪聲比

表3 對照組與低碘流率組斑塊指標比較(±s)

注：PA=斑塊面積，PB=斑塊負荷，SD=狹窄程度

圖1 低碘流率MSCT冠狀動脈造影示：左冠狀動脈前降支與左冠狀動脈回旋支圖像質量

Figure 1 MSCT coronary angiography with low iodine flow rate:the image quality of the lefe anterior descedning branch and the circumflex

2.2 對照組與低碘流率組斑塊指標比較 對照組與低碘流率組PA、PB、斑塊偏心指數、SD比較，差異均無統計學意義(P>0.05，見表3)。

2.3 一致性檢驗 2名醫師在噪聲(SNR與CNR之和)、圖像質量評分(圖像質量與圖像銳利程度之和)、斑塊準確性方面(PA、PB、斑塊偏心指數、SD之和)的評估取得了中等一致(Kappa值分別為0.56、0.53、0.57)。

2.4 對照組與低碘流率組對比劑總量、注射時間比較 對照組對比劑總量為(68.5±4.9)ml，低碘流率組對比劑總量為(56.8±6.3)ml，兩組比較差異有統計學意義(t=8.067，P<0.001)。對照組注射時間為(14.4±1.5)s，低碘流率組注射時間為(14.0±0.9)s，兩組比較差異無統計學意義(t=1.282，P=0.205)。

3 討論

MSCT冠狀動脈造影成像時，在掃描參數(管電壓、管電流、掃描時間等)不變的前提下，增強效果取決于碘總量，碘總量=對比劑濃度×注射流率×注射時間，碘流率=對比劑濃度×注射流率，因此改變對比劑濃度和注射流率是決定血管強化程度的主要因素[4]。有研究認為，碘原子個數與對比增強程度呈線性相關[5-6]。在對比劑濃度不變的前提下，本研究通過改變注射流率控制碘流率。

理想的CT血管造影(CTA)圖像應該是在冠狀動脈內對比劑濃度維持峰值時進行掃描獲得。高碘流率可以使冠狀動脈血管對比劑峰值濃度時間提早，遠端冠狀動脈分支充盈好，冠狀靜脈顯影少、干擾小；過低碘流率會使血管強化的峰值時間推遲，小血管顯影差；但高對比劑注射流率下，上腔靜脈偽影大，而且對患者的血管耐受性和心功能也是一個考驗，容易造成血管破裂、對比劑外滲、CIN發病率增加[7]，因此不宜片面追求過高碘流率。

對比劑的增強水平(通過CT值評價)直接影響著冠狀動脈圖像的質量，其強化水平在250～450 HU時滿足診斷要求，在冠狀動脈重建圖像上最易評價，也有利于斑塊的顯示[3]。本研究對照組圖像質量佳，冠狀動脈強化水平適中，冠狀動脈近段血管CT值和遠段血管CT值相差不明顯，提示小分支充盈佳，得益于較高的碘流率；低碘流率組冠狀動脈近段血管CT值和遠段血管CT值相差較明顯，提示細小分支充盈欠佳，注射時間較對照組略長，峰值略延遲。

在本研究中，以對照組為標準，低碘流率組血管圖像雖然噪聲相對偏大，SNR和CNR下降，但下降的幅度小，SNR、CNR、圖像質量和圖像銳利程度均無差異，因此冠狀動脈CTA圖像的診斷信息并沒有明顯下降，完全能夠滿足診斷要求，說明下降的碘流率在合適范圍內，雖然未探究下限，但縮窄了其范圍。

本研究中兩組4個斑塊指標均無差異，2名醫師在噪聲、圖像質量評分、斑塊準確性方面的評估取得了中等一致(Kappa值分別為0.56、0.53、0.57)。兩組患者注射時間絕大部分在14～15 s，考慮患者個體差異的情況，近似認為注射時間一致，無差異。對比劑的峰值時間并未測量，因為對比劑僅經過肺循環后進入冠狀動脈進行掃描，沒有經過體循環，全身體液因素影響較小，掃描啟動時間為自動觸發，而且動脈時間-密度曲線屬于速升速降型，冠狀動脈成像掃描期內維持血管內的對比劑濃度即可，可以近似認為峰值時間有細微差異但無影響。

據文獻報道，64層螺旋CT冠狀動脈造影中，冠狀動脈均勻強化至少需要注射0.9 ml/kg(350 mgI/ml)對比劑[8-9]，本研究所用的是370 mgI/ml的優維顯，碘含量較350 mgI/ml更高，由于碘含量比與血管的強化程度呈正相關[10]，結合日常工作經驗，對照組對比劑系數為0.9 ml/kg，低碘流率組將對比劑系數調整為0.8 ml/kg，能夠滿足成像要求。大多學者認為，注射流率在成人不能低于4 ml/s，否則單位時間內碘流率過低會影響圖像的SNR，繼而造成時間-密度曲線失真[11-12]；本研究根據日常工作經驗及結合文獻[13]，碘流率分別選擇1 850 mgI/s、1 480 mgI/s，分別通過對應控制5 ml/s、4 ml/s注射流率實現。對照組對比劑總量平均(68.5±4.9)ml，低碘流率組(56.8±6.3) ml，較對照組對比劑總量減少約11.7 ml，碘攝入量減少約4 g，有差異。

本研究不足之處如下：所選用對比劑為高濃度對比劑，對小冠狀動脈分支顯示較好[14]，但黏滯度較大會導致不良反應增加，改成較低濃度對比劑是否可行，還有待研究；機器較老舊，時間分辨率低，重建方式落后，為濾波反投影法(FBP)，與迭代重建(IR)相比較，后者能明顯改善圖像噪聲和提高圖像質量；不同類型斑塊對心血管疾病評估不同，特別是易損斑塊，本研究未能根據斑塊密度進一步分型。

圖2 低碘流率MSCT冠狀動脈造影示：左冠狀動脈回旋支多發混合性斑塊

Figure 2 MSCT coronary angiography with low iodine flow rate:mixed calcified plaques of left circumflex

圖3 低碘流率MSCT冠狀動脈造影示：左冠前降支2個鈣化斑塊，斑塊局部血管狹窄

Figure 3 MSCT coronary angiography with low iodine flow rate:two calcified plaque of the left anterior descending coronary artery and vascular stenosis in local plaque

多項CCTA研究指出，應用合適高濃度對比劑，配合低碘流率，可達到滿意圖像質量[15]。本研究采用低碘流率掃描方案，對比劑總量減少，碘攝入量降低，在圖像質量上，與正常碘流率無差異；對斑塊的顯示細節上，可以達到診斷要求，還能減少高速團注帶來的不良反應，減輕腎臟及心臟的瞬時容量負荷，因此在臨床上有較高應用價值，值得推廣。

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修回日期：2015-07-24)

(本文編輯：陳素芳)

Value of Multi-slice Spiral CT Coronary Angiography With Low Iodine Flow Rate in Plaque Diagnosis

FENGXiao-rong，LIANGLi-hua，CHENYao-qiang，etal.

DepartmentofRadiology,Shenzhen4thPeople′sHospital,Shenzhen518033,China

Objective To investigate the value of multi-slice spiral CT(MSCT) coronary angiography with low iodine flow rate in plaque diagnosis.Methods Enrolled 30 patients with coronary heart diseases who undertook MSCT coronary angiography with low iodine flow rate in Shenzhen 4th People′s Hospital from June 2013 to December 2014 and assigned them into low iodine flow group.Also enrolled another 30 patients with coronary heart diseases who undertook MSCT coronary angiography with normal iodine flow rate in the same period and assigned them into control group.With the same scanning condition and the same total amount of contrast medium,the two groups were examined with a iodine flow rate of 1 480 mgI/s and 1 850 mgI/s respectively(injection speeds were 4 ml/s and 5 ml/s).Workstation software was used to process images.The imaging quality,plaque indexes,contrast medium concentration and injection time were compared between the two groups.Results The two groups were not significantly different(P>0.05) in signal-to-noise ratio(SNR),carrier-to-noise ratio(CNR),imaging quality,imaging sharpness,plaque area(PA),plaque burden(PB),plaque eccentricity index and stenosis degree.The total amount of contrast medium was(68.5±4.9)ml for control group and(56.8±6.3)ml for low iodine flow group,with significant difference between the two groups(t=8.067，P<0.001).The injection time was (14.4±1.5)s for control group and (14.0±0.9)s for low iodine flow group,with no significant difference between them (t=1.282，P=0.205).Conclusion MSCT coronary angiography with low iodine flow rate could ensure the imaging quality required by diagnosis,reduce the usage of contrast medium,and reduce adverse reactions like contrast-induced nephropathy.It is valuable in clinical application.

Coronary angiography；Multi slice spiral CT；Plaque,atherosclerotic；Coronary disease

518033廣東省深圳市第四(福田)人民醫院影像科

梁立華，518033廣東省深圳市第四(福田)人民醫院影像科；E-mail:2290692609@qq.com

R 445.3 R 541.4

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.27.023

2015-04-10；