不同濃度碘對比劑下CT心肌首過灌注缺損偽影的差異性研究

劉國清， 劉峴， 陳維翠， 霍夢娟， 胡亞濤， 黃偉康

冠狀動脈CTA檢查已成為診斷和篩查冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的重要工具，但單純冠狀動脈形態學方面的診斷難以滿足臨床需求[1-3]。隨著影像技術的發展，一站式冠脈CTA+心肌灌注的檢查模式廣泛應用臨床，該模式既能提供形態學方面的信息，還能提供一定心肌微循環信息[4-7]。但此模式的心肌灌注易出現一定的灌注缺損偽影，主要是硬線束偽影(beam hardening，BH)干擾所致，可表現為心肌CT值的虛假降低或者升高，這種心肌衰減偽影在很大程度上混淆了心肌灌注的結果[8-9]。曾有研究采用不同的圖像算法或應用心臟雙能量掃描方式去減少硬線束偽影對心肌灌注的干擾[10-11]。但對于對比劑濃度導致心肌灌注偽影的研究較少。本研究擬采用不同對比劑濃度的一站式冠脈CTA+靜息態心肌首過灌注掃描模式，分析不同濃度對比劑導致心肌灌注缺損偽影的差異，后心肌灌注選擇合適的對比劑濃度提供依據。

圖1 心肌節段“牛眼圖”及冠脈三支血管供血區域。

材料與方法

1.研究對象

研究對象納入標準為：①無碘劑過敏史；②無心肌梗死、心肌炎、心肌病、心臟瓣膜病、先天性心臟病、感染性心內膜炎及肺心病等病史；③無冠脈支架植入術、心臟搭橋術、心臟換瓣手術及起搏器植入術等手術史；④無持續房顫、房撲或者頻發室早等心律不齊病史；⑤腎功正常，血清肌酐<1.7 mg/dL；⑥沒有懷孕或備孕；⑦無確診惡性腫瘤史；⑧無阿司匹林、硫酸氯化格雷、肝素等藥物過敏史；⑨心電圖無明確心肌缺血；⑩冠脈診斷基本正常，CAD-RADS分級[12]為0～1級。

按上述標準，應用簡單隨機法篩選出本院(廣州中醫藥大學第二附屬醫院)行Siemens 2代雙源CT一站式冠狀動脈造影+靜息態心肌首過灌注的174例患者，其中男68例，女106例，平均年齡56歲，平均BMI值約(23.4±3.30) kg/m2，平均心率約65.3次/分。其中高濃度對比劑組(碘帕醇，濃度370 mg I/mL)97例，男33例，女64例，平均年齡(55.77±12.08)歲，BMI值(23.82±3.40) kg/m2。CT低濃度對比劑組(碘必樂，濃度320 mg I/mL)77例，男35例，女42例，平均年齡(56.32±13.14)歲，BMI為(22.87±3.11) kg/m2。所有受試者檢查前均簽署知情同意書，該試驗通過廣東省中醫院倫理委員會審核。

2.檢查設備及掃描參數

檢查前告知患者檢查流程及可能產生的感受，消除緊張情緒，訓練患者呼吸，減少或避免呼吸運動偽影影響圖像質量。受檢者取仰臥位，頭足方向，先行冠脈鈣化積分掃描，掃描范圍從氣管隆突水平至膈肌下2.0 cm水平，掃描時檢查者在深吸氣后屏氣，應用bolus tracking技術，于升主動脈為監測點，閾值為130 HU，延遲5 s。采用一站式前瞻性門控行冠脈CTA+靜息態心肌首過灌注檢查。將心電脈沖的帶寬放寬至30%～80% R-R間期。采用Siemens Somotom Definition Flash雙源CT。CT掃描參數：準直采用2×64×0.6 mm，球管旋轉時間為280 ms，層厚3 mm。管電壓根據BMI選擇80、100或120 kV，管電流參考值250 mAs，開啟4D自動毫安調節技術。根據患者體重制定個性化注射方案、降低個體差異性，達到冠脈均一的強化效果。用22G套管針穿刺靜脈，采用Ulrich高壓雙筒注射器自肘前靜脈團注對比劑，劑量1.0 mL/kg，最低總量不低于55.0 mL，對比劑注射時間均為12.0 s，隨后同步注射40 mL生理鹽水。

3.后處理方法

掃描完成后，根據最佳時相技術重組處最佳舒張期、最佳收縮期軸位圖像，層厚0.75 mm，間距0.5 mm，Kernal值B26f。導入Syingovia后處理工作站，應用Syngovia VB1140工作站中的Cardiac function進行心肌灌注成像處理，依據計算機軟件自動勾畫左心室室壁，軟件勾畫室壁導致小部分室壁范圍縮小，需要人工對軟件勾不足部分進行人工校正，軟件依據勾畫左心室室壁形成心肌灌注“牛眼圖”(依據美國心臟病協會規定的分段法將左心室分成17個節段)，左心室心肌供血區域分為三組，由左前降支供血的心肌節段為1、2、7、8、13、14及17段，左側回旋支供血的心肌節段為5、6、11、12及16段，右冠供血的心肌節段為3、4、9、10及15段。預先對心肌灌注圖像的左心室室壁進行逐層觀察，必要時手動動校正左心室心肌內壁及心外膜輪廓，根據軟件自動生成的心肌灌注“牛眼圖”評判心肌低灌注偽影，具體心肌節段及供血支配區見圖1[13-14]。

4.數據測量及統計

主動脈根部CT值測量選擇冠狀竇上2.0 cm范圍內測量，測量興趣區(regions of interest，ROI)面積為20.0 mm2，左主干選取中段區域，ROI為3.0 mm2，在心尖四腔心位置，ROI面積為20.0 mm2，左心室前間壁選擇左心室短軸位，并盡量遠離室壁肌肉的邊緣、腱索、肉柱，可選用圓形或橢圓形，測三次求平均值并記錄(圖2)。

統計高、低濃度對比劑組正常心肌靜息態首過灌注出現的低灌注區域位置、數目、主動脈根部CT值、左主干CT值、左心室CT值及左心室前間壁CT值和CTA掃描參數如管電壓、管電流、對比劑用量。對符合正態分布的數據采用均數±標準差表示，不符合正態分布的采用中位數進行描述。采用SPSS 20.0統計軟件進行兩獨立樣本秩和檢驗、卡方檢驗和單因素方差分析，以P<0.05為差異有統計學意義。

圖2 男，64歲，CAD-RADS 0級，對比劑濃度320mgI/mL，左心室前間壁心肌測量方法、左心室測量方法；灌注圖提示缺損偽影區位于4區。

對比劑濃度節段1234567891011121314151617320mg I/mL40247125004301214018370mg I/mL702145035003131334124

表2 高、低濃度對比劑組各參數比較

結 果

高、低濃度對比劑兩組共出現心肌低灌注偽影199個節段(表1)。低灌注偽影節段依次集中在第7、17、13及第4節段區域(圖2)，低濃度對比劑組出現低灌注偽影數85個，中位數為1.5個節段；高濃度對比劑組出現低灌注偽影區域數為114個，中位數為2個節段。兩組出現低灌注偽影數差異無統計學意義(Z=-0.406，P=0.685)。

高、低濃度對比劑兩組主動脈根部、左主干、左心室及左心室前間壁CT值、對比劑用量和BMI、管電壓、管電流等資料及相關統計值見表2、3。

表3 高、低濃度兩組不同管電壓病例數比較

低濃度組CT有效輻射劑量為(173.48±71.90) mGy，高濃度組CT有效輻射劑量為(187.41±93.63) mGy，差異無統計學意義(F=2.188，P=0.141)。對兩組主動脈根部CT值、左主干CT值、左心室CT值及左心室前間壁CT值和管電流、對比劑用量、BMI進行單因素方差分析，P值分別為0.01、0.07、0.06、0.49、0.251、0.957、0.059。高、低濃度兩組管電壓差異無統計學意義(χ2=1.100，P=0.577)。

討 論

冠脈CTA已成為冠心病篩查和診斷的首選檢查，臨床除了形態方面的診斷需求外，仍需對心肌微循環進行評估，故在降低CT輻射劑量和碘負荷的基礎上，常采用一站式冠脈CTA+心肌首過灌注成像[15-18]。靜息態CT心肌灌注檢查實際上就是常規的CCTA檢查，不同點是除保證冠狀動脈顯影質量外，充分使對比劑擴散入心肌，但CT心肌灌注由于各種原因會導致一定的假陽性，對心肌微循環評估存在過度診斷風險。心肌灌注偽影除患者本身因素外，主要為X線硬線束偽影(beam hardening，BH)干擾所致，硬線束偽影還與左心室碘的濃度有關。因為不同組織X線的衰減值不同，計算機對圖像進行的重建過程中，會對各個組織射線投影進行測量，計算投照射線的衰減程度，而不同投照角度X射線能量的不一致或者鄰近組織X線衰減值差異較大的，則使得組織X射線衰減值計算存在偏移，從而最終導致了射線硬線束偽影的產生，使得心肌的CT值出現了虛假的減低或者升高。同時心肌灌注的偽影與注射流率、時間相關；So等[19]研究指出時間密度曲線的斜率與組織的灌注相關，通過斜率或者反褶積計算所得的心尖部心肌的灌注值就會被高估。所以有關降低心肌灌注偽影的研究，如硬線束干擾的研究，主要集中在CT重建算法、對比劑最佳延遲時間、雙能量心肌灌注等方法[8- 9,20-21]。

本研究應用一站式前瞻性門控冠脈CTA+靜息態心肌首過灌注檢查模式，應用個體化的對比劑注射方案，排除心率方面的干擾，同時對受試者的基線資料和CT掃描參數進行統計分析，兩組在受試者基線資料、CTA掃描參數、對比劑用量方面沒有顯著差異，排除了受試者基線資料、CT掃描參數及對比劑用量的等因素的干擾。在減低CT輻射劑量的的基礎上，比較了不同比劑濃度導致正常心肌靜息態CT首過灌注產生灌注偽影的差異性。筆者發現高濃度CT對比劑與低濃度CT對比劑發生灌注偽影無顯著差異，即行心肌灌注檢查時，可采用低濃度CT對比劑，這樣在對比劑同等用量的情況下可以減少檢查者的碘負荷，降低對比劑腎損害的風險，對左心室心肌灌注產生的灌注缺損偽影與對比劑濃度無關。

心肌灌注缺損偽影除與X線特性相關外，可能與左心室舒張和收縮的運動、對比劑注射速率有關、觸發閾值及延遲時間有關[22]。本研究還發現易發生心肌灌注缺損偽影的節段為心尖、左心室前壁中間段、左心室下壁基底段等心肌節段，這與Carrascosa等[11]和Rodriguez-Granillo等[23]的研究相一致。而不同濃度對比劑的主動脈根部CT值差異具有統計學意義，但低濃度主動脈根部CT值為(658.81±133.96)HU，完全能達到診斷主動脈病變CT值要求。兩組的冠脈左主干、左心室的CT值差異無統計學意義，且都能達到臨床診斷需求，如低濃度組左主干CT值平均值為(645.45±140.88)HU，血管的圖像質量完全能達到診斷需求，關于低濃度對比劑不會降低對冠脈CTA圖像質量已得到相關研究證實[24]。

而高低濃度組左心室室壁的CT值差異同樣無統計學意義，心肌的強化受對比劑注射流率、用量和延遲時間的影響。本研究參照國際心血管CT協會于2009年發布的冠脈CTA成像指南中推薦的注射時間[20]，即12s內完成對比劑的注射，并依據患者體重制定出個體化的對比劑注射方案，使心肌強化達到一致，降低了個體心肌差異性，故不同對比劑濃度的左心室心肌強化程度無差異，因此靜息態心肌首過灌注，高低濃度對比劑的心肌灌注缺損偽影也無差異。同時本研究采用前瞻性門控方式，CT輻射劑量得到大幅度降低。對于以往研究發現前瞻性門控易在左心室導致"階梯"偽影，本研究由于采用限定時間內完成掃描，且患者律齊、心率約65次/分，同時雙源CT掃描速度快，故由前瞻性門控導致的左心室“分層”征象顯示不明顯，同時不同濃度對比劑下前瞻性門控的心肌灌注缺損沒有差異，故在心肌首過灌注中可以使用前瞻性門控，以降低CT輻射劑量。

總之，不同濃度對比劑在一站式前瞻性門控冠脈CTA檢查+靜息態心肌首過CT灌注中，發生心肌灌注缺損缺損偽影無顯著差異，在排除受試者基線資料、CT掃描參數和對比劑用量的干擾因素外，采用個體化注射方案，在一定時間內，達到一定注射流率和對比劑劑量，冠狀動脈、左心室、心肌CT值無顯著性差異，這為今后進行CT心肌灌注如負荷灌注、動態灌注使用低濃度對比劑提供實驗依據。