掃描觸發(fā)閾值技術與雙能量冠狀動脈CT血管成像圖像質量的相關性研究

黃錦熾　劉東旭　趙欣　區(qū)賢斌　梁嘉杰　蔡鋒

【摘要】 目的：探究不同水平的掃描觸發(fā)閾值對第二代雙能量冠狀動脈CT血管成像（DECCTA）圖像質量的影響。方法：選擇2019年1-9月本院疑似或確診的冠心病且行DECCTA檢查的患者共150例，根據不同的掃描觸發(fā)閾值隨機分為五組，A、B、C、D、E組的掃描觸發(fā)閾值分別為100、110、120、130、140 HU。對各組的冠狀動脈圖像質量評分、冠狀動脈客觀評價[包括主動脈根部（AA）、右冠狀動脈開口（RCA）、左冠狀動脈主干（LAM）血管腔內的平均CT值]、心肌CT值及噪聲、信噪比（SNR）、對比噪聲比（CNR）及心肌射線硬化偽影（BH）進行比較與統(tǒng)計分析。結果：（1）D組冠狀動脈圖像質量評分最高，評分3～4分的共326節(jié)段（優(yōu)良率91.8%），平均（3.66±0.23）分，與A、B組比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05），與C、E組比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。（2）C、D、E組AA、RCA、LAM的平均CT值兩兩比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），且與A、B組比較差異亦有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;C、D、E組噪聲、SNR兩兩比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），A、B組比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），C、D、E組與A、B組比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;各組CNR值比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。（3）各組心肌CT值及噪聲、SNR、CNR比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。（4）C、D、E組心肌BH客觀值比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），與A、B組比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;C、D、E組心肌BH主觀評分比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），與A、B組比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。結論：掃描觸發(fā)閾值水平對DECCTA冠狀動脈與心肌圖像質量均具有一定影響，130 HU是能夠同時獲取冠狀動脈、心肌圖像最佳的掃描觸發(fā)閾值，對采用低對比劑用量的同時保證圖像質量具有重大的臨床意義。

【關鍵詞】 冠狀動脈成像 掃描觸發(fā)閾值 DECCTA

Study on the Correlation between Image Quality of Dual Energy Coronary CT Angiography and Technology of Scanning Trigger Threshold/HUANG Jinchi， LIU Dongxu， ZHAO Xin， OU Xianbin， LIANG Jiajie， CAI Feng. //Medical Innovation of China， 2020， 17（10）： 00-010

[Abstract] Objective： To explore the influence of different levels of scanning trigger threshold on DECCTA image quality. Method： A total of 150 patients with suspected or confirmed coronary heart disease were randomly divided into group A， B， C， D and E according to different scanning trigger threshold from January to September 2019， with the threshold values of were 100 ， 110， 120， 130 and 140 HU respectively. The image quality score of coronary artery， objective evaluation of coronary artery （including average CT value of AA， RCA and LAM）， myocardial CT value and noise， SNR， CNR and BH were compared and analyzed. Result： （1） Group D had the highest score of coronary image quality， 326 segments （excellent rate was 91.8%） of 3-4 scores， with an average score of （3.66±0.23） scores， which was statistically significant compared with group A and group B （P<0.05）， and there were no significant differences compared with group C and group E （P>0.05）. （2） There were significant differences in the average CT value of AA ， RCA， LAM among group C， D and E （P<0.05）， between group A and B （P<0.05）. There were no significant differences in noise and SNR among group C， D and E （P>0.05）， between group A and B （P>0.05）， but there were significant differences among group C， D， E with group A and B （P<0.05）.There was no significant difference in CNR among five groups （P>0.05）. （3） There were no significant differences in CT value， noise， SNR and CNR among five groups （P>0.05）. （4） There were no significant differences between the objective values of BH in group C， D and E （P>0.05）， but there were significant differences between group A and group B （P<0.05）. There were no significant differences in the subjective scores of BH among group C， D and E （P>0.05）， but there was significant difference between group A and group B （P<0.05）. Conclusion： The level of scanning trigger threshold has certain influence on the quality of coronary artery and myocardial image of deccta. 130 HU is the best trigger threshold for obtaining coronary artery and myocardial images at the same time， which is of great clinical significance for using low contrast agent and ensuring image quality at the same time.

[Key words] Coronary angiography Scanning trigger threshold DECCTA

First-authors address： Foshan Chancheng District Central Hospital， Foshan 528000， China

doi：10.3969/j.issn.1674-4985.2020.10.002

雙能量冠狀動脈CT血管成像（dual energy coronary CT angiography，DECCTA）通過“一站式”獲取冠狀動脈腔內圖像及左心室功能、心肌灌注等情況，為臨床診斷提供明確的物質分離與更高能量的解剖圖像，是近年來臨床診斷冠狀動脈粥樣硬化性心臟病的重要手段[1-3]。但是診斷過程中，需使用對比劑追蹤觸發(fā)技術，對比劑的注射對患者會造成腎臟器官的損傷[4-5]。因此，如何保證圖像質量的前提下盡量減少對比劑的注射，是目前醫(yī)學上一直研究的課題。影響對比劑用量的因素較多，常見的有掃描延遲時間、對比劑濃度等。臨床研究指出，在對比劑追蹤觸發(fā)技術法中，不同的觸發(fā)閾值對對比劑濃度具有一定的影響[6-7]。合理的掃描觸發(fā)閾值可最大限度提高對比劑濃度，保證掃描期內對比劑充盈高峰的出現，從而實現低對比劑注射的調節(jié)下獲取較好的圖像質量。本研究對五組不同掃描觸發(fā)閾值行DECCTA檢查，通過各組冠狀動脈圖像質量評分、冠狀動脈成像質量來分析不同掃描觸發(fā)閾值對DECCTA檢查的影響，指導臨床選擇合理的掃描觸發(fā)閾值?，F報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2019年1-9月本院體檢、就診的疑似或確診的冠心病患者150例，均行DECCTA檢查。納入標準：（1）心率≤70次/min，心律齊;（2）心功能B超正常;（3）BMI為18～

28 kg/m2[8-9]。排除標準：（1）既往有冠心病或心臟病手術史;（2）合并心臟疾病，如心肌類疾病、心動過速、心律失常、心力衰竭等;（3）合并嚴重肝腎臟器疾病;（4）碘對比劑過敏;（5）妊娠期婦女;（6）其他影響DECCTA的疾病或腫瘤。根據不同掃描觸發(fā)閾值分為A、B、C、D、E組（掃描觸發(fā)閾值分別設定為100、110、120、130、140 HU），每組30例。此次研究經本院醫(yī)學倫理委員會批準同意開展。

1.2 方法

1.2.1 CT檢查 （1）掃描前準備：所有患者檢查前均調節(jié)呼吸，并測量心率。待心率穩(wěn)定后口服硝酸甘油，并高壓注射10 mL生理鹽水，保證對比劑注射通道順暢。（2）對比劑使用：對比劑采用優(yōu)維顯370 mgI/mL（生產廠家：拜耳醫(yī)藥保健有限公司），對比劑劑量和體質量的比例為0.6 mL/kg，注射流率5～6 mL/s，對比劑注射完畢隨機以相同流率注射生理鹽水50 mL沖管。（3）檢查方法：采用Siemens Somatom Definition Flash雙源CT機，雙能量模式進行掃描。掃描范圍：氣管隆嵴下1 cm至心臟膈面下方。采用回顧性心電門控螺旋掃描模式，應用對比劑示蹤觸發(fā)，在升主動脈設置感興趣區(qū)，A、B、C、D、E組閾值分別為100、110、120、130、140 HU，延遲5 s觸發(fā)，調節(jié)機器全劑量曝光時間窗為心動周期的30%～70%期相。（4）掃描參數：機架轉速0.28 s/r，螺距0.20～0.35，準直64×0.625 mm，Z軸飛焦點模式。A球管電壓140 kV，B球管電壓100 kV，同時采用管電流Care-dose 4D自動調節(jié)技術。當監(jiān)控層面升主動脈感興趣區(qū)（ROC）內CT值達到上述閾值時自動觸發(fā)掃描。

1.2.2 圖像后處理與分析 原始圖像均發(fā)送至圖像后處理工作站（Syngo.Via），對冠狀動脈進行重建表面成像（VR）、最大密度投影（MIP）、曲面重建（CPR）、多平面重建（MPR）。由一名臨床經驗豐富的冠狀動脈CT診斷醫(yī)師進行分析測量。

1.2.3 心肌BH客觀值測量 心肌射線硬化偽影（BH）客觀評價是測量并計算的心肌基底部位下壁CT值與中部下壁CT值之差。由兩名資深影像科醫(yī)師各測量3次，并取平均值。

1.3 觀察指標與評定標準 （1）冠狀動脈主觀評價：冠狀動脈圖像質量分為4級：圖像質量優(yōu)秀，無明顯噪聲與運動偽影為4分;圖像質量良好，輕微噪聲與運動偽影為3分;圖像質量一般，較大噪聲與運動偽影，對影像學分析有輕微影響為2分;圖像質量差，噪聲大，有嚴重鈣化或運動偽影，影像學分析很難或無法評價為1分。由兩位資深影像科醫(yī)師以雙盲法分別對圖像質量進行評價，意見不一致時，通過協(xié)商取得統(tǒng)一意見。評分3～4分則納入優(yōu)良率統(tǒng)計。（2）BH主觀評價：BH主觀評分分為5級，主要評估心肌密度：有顯著密度差異為5分，可確認密度差異為4分，密度均勻性一般但可勉強確認差異為3分;密度均勻性一般且無法確認差異2分;密度均勻，無密度差異為1分。（3）比較主動脈根部（AA）、右冠狀動脈開口（RCA）、左冠狀動脈主干（LAM）血管腔內的平均CT值、心肌CT值及噪聲、信噪比（SNR）、對比噪聲比（CNR）及心肌射線硬化偽影（BH）等客觀指標。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 20.0軟件對所得數據進行統(tǒng)計分析，計量資料用（x±s）表示，組間比較采用t檢驗，組間兩兩比較采用SNK法;計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 各組一般資料比較 A組男17例，女13例;年齡41～69歲，平均（52.6±3.9）歲;B組掃描觸發(fā)閾值設定為110 HU，男20例，女10例，年齡37～71歲，平均（50.8±4.2）歲;C組掃描觸發(fā)閾值設定為120 HU，男17例，女13例，年齡40～68歲，平均（51.3±2.7）歲;D組掃描觸發(fā)閾值設定為130 HU，男18例，女12例，年齡39～69歲，

平均（50.6±4.0）歲;E組掃描觸發(fā)閾值設定為140 HU，男19例，女11例，年齡41～70歲，平均（52.1±3.6）歲。各組性別、年齡比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），具有可比性。

2.2 各組冠狀動脈圖像質量比較 D組冠狀動脈圖像質量評分最高，評分3～4分的共326節(jié)段（91.8%），平均（3.66±0.23）分，與A、B組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），與C、E組比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表1。

2.3 各組成像質量比較 AA、RCA、LAM的平均CT值兩兩比較，C、D、E組差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05），且與A、B組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;噪聲、SNR兩兩比較，C、D、E組比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），A、B組比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05），C、D、E組與A、B組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;各組CNR值比較差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。見表2。

2.4 各組心肌成像質量比較 各組心肌CT值及噪聲、SNR、CNR比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表3。

2.5 各組心肌BH評價比較 C、D、E組心肌BH客觀值兩兩比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），與A、B組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）;C、D、E組心肌BH主觀評分比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），與A、B組比較差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）。見表4。

2.6 典型病例 患者，女性，53歲，臨床疑似冠心病，掃描觸發(fā)閾值為130 HU，見圖1～6。

3 討論

目前醫(yī)學上對提高DECCTA圖像質量的研究多從延遲掃描時間、對比劑濃度、掃描觸發(fā)閾值等方面著手，其關鍵均是提高靶血管強化的峰值在掃描期內準確性[10-11]。延遲時間就是針對性地瞄準靶血管強化峰值時間，通過在峰值期內合理地延遲時間來達到精準掃描，從而提高圖像質量。有研究顯示，延遲掃描時間雖然可提高掃描期內冠狀動脈對比劑濃度，不過同時會加快對比劑到達升主動脈時間，而且延遲時間受個體差異影響較大[12]。有研究指出，性別、年齡、心率等均與DECCTA延遲掃描時間呈正相關[13]。因此，延遲掃描時間并非對所有個體均有同樣效果。對比劑濃度的使用主要根據患者體質指數、心率等進行選擇，而且受不同CT機參數影響，對比劑濃度選擇不一樣。研究指出，高劑量高濃度的對比劑并非一定對提高圖像質量有益，可能會出現靶血管強化過亮而掩蓋鈣化斑塊等病變，導致臨床誤診[14]。掃描觸發(fā)閾值技術則主要是通過選擇適當的掃描觸發(fā)閾值來最大限度提高冠狀動脈對比劑濃度，保證靶血管強化峰值在掃描期內。以往256層CT冠狀動脈成像研究指出，分別以60、80、100、120 HU等不同掃描觸發(fā)閾值進行研究，

60 HU的掃描觸發(fā)閾值下各冠狀動脈節(jié)段掃描值顯著下降，基本不滿足靶血管強化水平250～450 HU的診斷要求（接近心腔密度），80～120 HU條件下則無顯著差異[15]。但是80 HU掃描觸發(fā)閾值下可顯著縮短延遲時間，從而減少對比劑劑量?？梢姃呙栌|發(fā)閾值最終對影響掃描成功關鍵因素的延遲時間具有重要的作用。

研究指出，冠狀動脈強化顯示的最佳狀態(tài)是保證冠狀動脈、升主動脈、心室的一致性與高強化性[16]。第二代西門子雙源CT可“一站式”獲取冠狀動脈管腔圖像、左心室功能評估以及心肌灌注等情況，因此本研究通過在升主動脈處設置感興趣區(qū)，通過評價靶血管強化CT值、心肌CT值、心肌BH等來討論分析不同掃描觸發(fā)閾值對DECCTA檢查的研究。從研究結果中可知，各組患者靶血管強化CT平均值在250～450 HU，均滿足診斷要求。但是有研究認為350 HU是診斷冠狀動脈狹窄的最佳強化水平[17]，因此可認為靶血管CT平均值為（353.2±30.8）HU的D組（掃描觸發(fā)閾值為130 HU）成像質量最好，且從圖像質量評分中可知，D組優(yōu)良率91.8%也是最高的，且顯著高于A組（掃描觸發(fā)閾值為100 HU）、B組（掃描觸發(fā)閾值為110 HU）（P<0.05）。另外，冠狀動脈內充盈高濃度對比劑時，其CT值可達到350～450 HU，與心腔內密度接近[18]。而心肌強化CT值遠小于冠狀動脈，所以心肌受BH影響更大。因此，第二代西門子雙源CT最佳掃描時機是需要保證冠狀動脈最佳狀態(tài)顯示、同時保證心肌強化CT值，并降低心肌BH，以此確保DECCTA檢查準確同時反映出冠狀動脈狹窄與心肌灌注情況[19-20]。從本研究中可了解到，不同掃描觸發(fā)閾值組間的心肌CT值及噪聲、SNR、CNR等比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），但是心肌BH客觀值、主觀評分比較，高水平掃描觸發(fā)閾值的C、D、E組顯著低于A、B組（P<0.05）。提示不同掃描觸發(fā)閾值不會對心肌CT值產生顯著影響，但是對于降低心肌BH值、減少心肌受BH影響具有較大作用。

綜上所述，采用第二代西門子雙源CT進行DECCTA檢查，在升主動脈設置感興趣區(qū)，120、130、140 HU等掃描觸發(fā)閾值成像質量要高于100、110 HU，且130 HU掃描觸發(fā)閾值的靶血管強化CT值更接近350 HU，更有利于臨床診斷與減少對比劑劑量。

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（收稿日期：2019-10-23） （本文編輯：程旭然）

*基金項目：佛山市自籌經費類科技計劃項目（2018AB001161）

①廣東省佛山市禪城區(qū)中心醫(yī)院 廣東 佛山 528000

通信作者：黃錦熾