雙源CT“雙低”冠脈成像應(yīng)用的可行性研究

史恒峰，胡漢金，吳發(fā)銀，桂廣華，高孝斌

(安徽醫(yī)科大學(xué)附屬安慶醫(yī)院，安徽 安慶 246003)

隨著人口老年化的日趨嚴(yán)重，冠心病發(fā)病率也顯著提高。目前，多排螺旋CT不斷普及，冠狀動脈CT成像(computed tomography coronary angiography,CCTA)的臨床應(yīng)用也越來越廣泛。由于CCTA檢查存在高輻射和造影劑腎病等風(fēng)險，如何在保證圖像滿足診斷要求的基礎(chǔ)上，改變固定掃描模式，針對不同患者體質(zhì)量指數(shù)(BMI)來確定最佳掃描參數(shù)和造影劑用量，實現(xiàn)低輻射劑量、低濃度造影劑的“雙低”掃描，是目前CCTA檢查的主要研究方向。本研究中筆者選擇BMI<24 kg·m-2的患者，評價“雙低”掃描技術(shù)在冠脈成像中的應(yīng)用可行性。

1 資料與方法

1.1一般資料在安徽醫(yī)科大學(xué)附屬安慶醫(yī)院2016年1～7月臨床懷疑冠心病患者中，連續(xù)選擇60例BMI<24 kg·m-2、心率<80次/分的患者。排除妊娠及哺乳期婦女、碘過敏試驗陽性、嚴(yán)重的心、肝、腎功能不全、屏氣不佳、嚴(yán)重心率不齊、冠狀動脈支架置入后、冠狀動脈搭橋術(shù)后的患者。按照隨機(jī)數(shù)字表法均分為A、B兩組，每組30例。常規(guī)組(A組)男17例、女13例；雙低劑量組(B組)男21例、女9例。所有患者在檢查前均需簽署增強(qiáng)檢查同意書,本研究已經(jīng)通過本院倫理委員會審核批準(zhǔn)，并且全程接受監(jiān)督。A、B兩組在年齡、BMI指數(shù)、心率均差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組病例的一般資料比較

1.2檢查方法

1.2.1掃描前準(zhǔn)備 于右側(cè)肘正中靜脈預(yù)埋20 G留置針，告知患者檢查流程及注射造影劑后會出現(xiàn)發(fā)熱等不適反應(yīng)，確保檢查過程中患者保持身體不動。取仰臥位、足先進(jìn)，檢查前訓(xùn)練患者屏氣，掃描前常規(guī)舌下含服0.5 mg硝酸甘油(無過敏史)。

1.2.2掃描方法及參數(shù) 掃描設(shè)備采用西門子雙源CT(SOMATOM Definition Flash)，注射造影劑使用雙筒高壓注射器。首先掃描定位像，掃描范圍自氣管隆突下至心臟膈面，兩組均采用bolus tracking方法，監(jiān)測區(qū)設(shè)置在升主動脈根部，觸發(fā)閾值為100 HU，延遲6 s后掃描。A組使用碘帕醇(370 mgI·mL-1)，B組使用碘佛醇(320 mgI·mL-1)，兩組均先后注入造影劑60 mL和生理鹽水40 mL，注射速率均為5 mL·s-1。掃描參數(shù)設(shè)置為128層×0.6 mm，球管旋轉(zhuǎn)時間為每圈0.28 s，A組管電壓為100 Kv，B組管電壓為80 Kv，管電流使用CARE DOSE4D技術(shù)根據(jù)人體情況自動調(diào)節(jié)。A組采用回顧性冠脈成像，B組采用前瞻性冠脈成像；重建出最佳收縮期和最佳舒張期兩組圖像，層厚均設(shè)置為0.6 mm。

1.3圖像后處理使用syngo工作站冠脈處理軟件進(jìn)行重建，使用最大密度投影(MIP)、容積重現(xiàn)(VR)、多平面重建(MPR)等技術(shù)進(jìn)行充分顯示各級血管，針對血管狹窄處采用測量軟件進(jìn)行評估診斷。

1.4圖像質(zhì)量評估方法

1.4.1主觀評價 由兩名放射科主治醫(yī)師采用雙盲法對圖像質(zhì)量進(jìn)行評分，結(jié)果不同協(xié)商后得出最終評分。根據(jù)美國心臟協(xié)會(American Heart Association，AHA)標(biāo)準(zhǔn)將冠狀動脈樹分為15節(jié)段[1]進(jìn)行命名，選取直徑≥1.5 mm的冠狀動脈節(jié)段進(jìn)行評估。根據(jù)冠狀動脈圖像質(zhì)量評級為1～4分：1分血管顯示模糊，有重度偽影；2分為血管顯示不清，有較重偽影；3分，血管顯示欠清，有輕度偽影；4分血管顯示清晰，無任何偽影。1～2分為不可評判血管，3～4分為可以評判血管。

1.4.2客觀評價 在主動脈根部設(shè)置感興趣區(qū)(AOI)，AOI范圍為(1±0.05)cm2，測量其CT值及標(biāo)準(zhǔn)差，測量時避開管壁鈣化、軟斑及狹窄；另外分別測量兩側(cè)背闊肌處CT值，取其平均值。測量得出以下數(shù)值：(1)圖像背景噪聲為主動脈根部(AO)SD值；(2)圖像的信號噪聲比(SNR)=血管CT值(HU)/背景噪聲；(3)圖像的對比噪聲比(CNR)=(血管CT值-兩側(cè)背闊肌CT值的平均值)/背景噪聲。典型患者的圖像資料見圖1。

注：A～C，男，74歲，BMI指數(shù)21.51 kg·m-2，管電壓80 Kv，有效輻射劑量1.678 mSev；A、B示VR圖像冠狀動脈顯示清晰，無偽影；C為CPR圖像前降支管壁光滑，無偽影；圖像質(zhì)量4分。D～F，男，41歲，BMI指數(shù)23.08 kg·m-2，管電壓80 Kv，有效輻射劑量2.06 mSev；D示為主動脈根部CT值為710.4 HU，SD為43.4；E、F圖分別為VR和右側(cè)冠狀動脈CPR圖像，圖像評分4分。G～I(xiàn)，女，55歲，BMI為21.48 kg·m-2，采用100 Kv和370 mgI·mL-1，有效輻射劑量為4.78 mSev，G示主動脈根部CT值為527.2HU，SD為22.5；H、I圖分別為VR和CPR圖像，評分為4分

圖1典型患者的圖像資料

1.5有效輻射劑量評價根據(jù)劑量報告得到管電流及輻射劑量長度乘積(dose-length product,DLP),有效輻射劑量(effective dose,ED)根據(jù)公式ED(mSev)=DLP×k值，其中k值根據(jù)歐盟委員會CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南提供的胸部值為(0.014 mSv·mGy-1·cm-1)[2]。

1.6造影劑攝入量碘攝入量=造影劑濃度×造影劑量。

2 結(jié)果

2.1兩組有效輻射劑量及造影劑量比較從表2得出：A、B兩組有效輻射劑量差異有統(tǒng)計學(xué)意義，A組有效輻射劑量明顯高于B組；兩組使用的造影劑總量均為每人60 mL，其濃度分別為370 mgI·mL-1、320 mgI·mL-1，患者碘攝入量A組為每人22.2 mgI、B組為每人19.2 mgI，B組明顯少于A組。

表2 兩組病例輻射劑量比較

2.2圖像質(zhì)量評價客觀評價結(jié)果：從表3得出：客觀評價A、B兩組主動脈根部CT值、噪聲、SNR、CNR差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，A組主動脈根部CT值、噪聲低于B組，SNR和CNR高于B組。主觀評價結(jié)果：從表4得出：主觀評價A、B兩組共有399節(jié)段冠脈直徑≥1.5 mm，兩組圖像質(zhì)量主觀評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義，其中A組可評判血管占98.75%，B組占98.45%。

3 討論

3.1CCTA常用掃描模式CCTA主要使用前瞻性和回顧性兩種掃描模式，其中前瞻性掃描又分為序列掃描和大螺距(flash spiral)掃描兩種模式。葛尚等[3]研究提出采取“雙低 ”前瞻性掃描與常規(guī)冠脈掃描相比較，輻射劑量降低了約50%，同時造影劑量也明顯降低。佟海濱等[4]研究提出前瞻性序列掃描的評價輻射劑量為(3.99±1.18)mSev，前瞻性大螺距掃描的輻射劑量為(1.11±0.44)mSev。前瞻性掃描模式在CCTA檢查降低輻射劑量方面具有明顯優(yōu)勢，但是其檢查對患者心率要求較高。孫凱等[5]研究提出心率≤65次/分且心律穩(wěn)定的患者采用flash spiral模式掃描成功率高，圖像質(zhì)量好，有效射線劑量低(1 mSev左右)，心率變異對flash spiral模式影響較大。由于flash掃描要求患者心率低于70次/分且心律平穩(wěn)，所以患者的選擇非常重要。目前冠脈CT成像降低輻射劑量最佳方法就是采用前瞻性序列掃描，本研究主要目的就是低管電壓前瞻性序列掃描對冠狀動脈成像應(yīng)用價值。但是，前瞻性CCTA掃描由于采集時間窗尚不足夠?qū)挘c回顧性掃描相比，不能在檢查冠狀動脈的同時對患者的心功能進(jìn)行評價。

3.2調(diào)節(jié)管電壓以降低輻射劑量和選擇性使用低濃度造影劑張俊等[6]研究提出正常體質(zhì)量患者CCTA檢查采取80 Kv管電壓較120 Kv掃描有效輻射劑量下降了60%，較100 Kv掃描下降了40%，并且能夠獲得優(yōu)質(zhì)的圖像。李劍等[7]研究提出，雙源CT正常體質(zhì)量患者采取80 Kv管電壓前瞻性大螺距掃描，圖像進(jìn)行迭代重建，在保證圖像質(zhì)量情況下使患者接受的有效輻射劑量減少了約54.5%。本研究中，兩組患者管電壓分別采取100 Kv和80 Kv，圖像使用SAFIRE迭代重建模式，兩組圖像A組可評判血管占98.75%，B組占98.45%，兩者圖像評分之間差異無統(tǒng)計學(xué)意義；在患者接受的有效輻射劑量方面：B組患者約為A組的1/3，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。雖然A組圖像的噪聲和CT值較B組升高，但是并不影響圖像質(zhì)量。這也符合武永杰等[8]提出使用低千伏和迭代重建技術(shù)，即使使用低濃度造影劑，其冠脈圖像質(zhì)量仍然可以得到保證。

表3 兩組病例圖像質(zhì)量客觀評分比較

表4 兩組病例圖像質(zhì)量主觀評分比較/段(%)

注：Fisher’s 確切概率法

由于碘對比劑具有腎毒性，對比劑腎病是繼手術(shù)、低血壓后成為醫(yī)源性腎衰竭第三大病因[9]。使用大劑量和高濃度造影劑更加容易造成腎臟損傷，潘昌杰等[10]研究提出使用270 mgI·mL-1等滲造影劑和迭代重建技術(shù)進(jìn)行CCTA檢查，可以大幅降低碘攝入量，同時圖像質(zhì)量不受影響。本研究中，A組是370 mgI·mL-1、B組使用320 mgI·mL-1，造影劑注射總量均為60 mL，患者碘攝入量A組為每人22.2 mgI、B組為每人19.2 mgI，B組患者的碘攝入量遠(yuǎn)較A組減少,但是兩組圖像質(zhì)量并沒有明顯差別；在注射完造影劑后，再以同樣速率注入40 mL生理鹽水，這樣既可以沖刷上腔靜脈和右心內(nèi)殘余造影劑，又起到了增加造影劑容量的用途。另外，曹婷等[11]研究提出根據(jù)患者體質(zhì)量按照每10 kg遞減分組確定造影劑用量，同時又能保證圖像質(zhì)量；這種對不同體質(zhì)量患者個性化確定造影劑用量，將是我們下一步研究重點。

3.3低分圖像原因分析和本研究局限性本研究中圖像質(zhì)量評分為1分、2分的患者，均為BMI>23 kg·m-2的女性，分析圖像顯示差的原因可能為：(1)由于女性存在乳腺的影響，低管電壓穿透力不夠，導(dǎo)致遠(yuǎn)段血管顯示較差；(2)此類患者主動脈根部CT值較低，說明使用低濃度造影劑導(dǎo)致冠脈灌注不足。考慮針對BMI>23 kg·m-2的女性，尤其上身比較肥胖的患者，管電壓還是需要使用100 Kv。本研究不足之處，針對BMI>24 kg·m-2的患者，仍然使用100 Kv和370 mgI·mL-1組合掃描，下一步將對肥胖患者掃描方法進(jìn)行改良，不同體質(zhì)量選擇最合適“雙低”方法。另外，本研究主要是針對掃描技術(shù)的改善，其診斷結(jié)果未與DSA結(jié)果相比較，從而沒有分析其診斷準(zhǔn)確性。

綜上所述，在BMI<24 kg·m-2、心率<80次/分的患者CCTA檢查中，采取管電壓80 Kv前瞻性掃描和320 mgI·mL-1造影劑的“雙低”方案，雖然出現(xiàn)少數(shù)圖像欠佳的病例，但是絕大部分都可以得到滿足診斷要求的圖像。“雙低”掃描方案，患者接受的有效輻射劑量和碘攝入量大大降低，其適用范圍廣，值得臨床中廣泛開展。