三代雙源CT對(duì)復(fù)雜心率病人一站式心腦血管成像的研究

劉慧芳，張 華，楊 帆，岳華杰，孟 浩，張躍珍

心腦血管疾病是我國(guó)因病致死的首要原因，冠狀動(dòng)脈粥樣硬化與頭頸部動(dòng)脈粥樣硬化常同時(shí)發(fā)生且聯(lián)系緊密[1-3]。目前，已有許多研究探索冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈聯(lián)合CT血管造影(CTA)的可行性，有研究報(bào)道使用第二代雙源CT行一站式冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈聯(lián)合掃描可以為心腦血管疾病的同時(shí)檢出提供較高的診斷價(jià)值，但要求心率控制在65次/min以下[4]，而很多病人難以達(dá)到此標(biāo)準(zhǔn)。第三代雙源CT具有更高的掃描速度，本研究擬探討第三代雙源CT對(duì)復(fù)雜心率病人(復(fù)雜心率指病人的心率>65次/min或心律不齊)行冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈聯(lián)合掃描的可行性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 前瞻性收集2018年1月—2019年8月就診于我院行冠狀動(dòng)脈CTA檢查和頭頸部動(dòng)脈CTA檢查的復(fù)雜心率病人104例，其中男60例，女44例；年齡30～82(61.87±10.35)歲；體質(zhì)指數(shù)(BMI)19.72～31.74 kg/m2。將病人隨機(jī)分為試驗(yàn)組與對(duì)照組，每組52例。納入標(biāo)準(zhǔn)：有心腦血管疾病家族史的病人；②有糖尿病、高血脂、高血壓、吸煙等心腦血管疾病易患因素的高危人群；③體檢病人。排除標(biāo)準(zhǔn)：嚴(yán)重肝、腎功能不全；對(duì)碘對(duì)比劑過(guò)敏；孕婦。

1.2 檢查方法 所有病人均使用西門子公司第三代雙源CT機(jī)進(jìn)行掃描。病人取仰臥位，試驗(yàn)組使用前瞻性心電門控大螺距模式(Flash Spiral模式)對(duì)冠狀動(dòng)脈和頭頸部血管進(jìn)行聯(lián)合掃描；對(duì)照組分別進(jìn)行前瞻性心電門控軸掃模式(Sequence模式)冠狀動(dòng)脈CTA檢查和雙能量頭頸CTA檢查，間隔時(shí)間不超過(guò)1周。試驗(yàn)組掃描參數(shù)：探測(cè)器準(zhǔn)直為2mm×192mm×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.25 s，螺距3.2，管電壓、管電流采用自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)(CAREDose 4D，德國(guó)西門子Healthcre公司)。掃描前行呼吸訓(xùn)練，掃描范圍從膈頂至顱頂(心臟+頭頸部)，采用收縮期成像，即RR間期的30%；對(duì)照組掃描參數(shù)：探測(cè)器準(zhǔn)直為2.0 mm×192.0 mm×0.6 mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.25 s，冠狀動(dòng)脈CTA檢查中管電壓、管電流采用自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)(CAREDose 4D，德國(guó)西門子Healthcre公司)，雙能量頭頸CTA檢查中高能量球管電壓150 kV，低能量球管電壓90 kV，管電流采用自動(dòng)調(diào)制技術(shù)。對(duì)照組中冠狀動(dòng)脈CTA掃描范圍從膈肌至氣管分叉下2 cm處，頭頸部動(dòng)脈CTA掃描范圍為主動(dòng)脈弓至顱頂，冠狀動(dòng)脈CTA檢查采用雙期成像。試驗(yàn)組與對(duì)照組均使用非離子型碘對(duì)比劑(優(yōu)維顯，370 mgI/mL)，試驗(yàn)組對(duì)比劑總量40 mL，流速4.5 mL/s；對(duì)照組病人行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的對(duì)比劑用量為35 mL，流速為3.5 mL/s，行頭頸部動(dòng)脈CTA檢查對(duì)比劑用量為30～40 mL，流速為4～5 mL/s，對(duì)比劑注射結(jié)束后按相同流速注入50 mL生理鹽水。注射對(duì)比劑采用Bolust-racking方法，經(jīng)肘靜脈注入。

1.3 圖像后處理及分析 將所有數(shù)據(jù)傳至Syngo.via，version VB10B工作站，所有冠狀動(dòng)脈CTA數(shù)據(jù)使用“CT冠脈+鈣化”模式進(jìn)行分析；試驗(yàn)組頭頸數(shù)據(jù)使用“CT神經(jīng)血管”模式進(jìn)行圖像處理，對(duì)照組頭頸CTA數(shù)據(jù)使用“雙能量CT+血管”進(jìn)行處理。

1.3.1 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)包括 CT值、對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)和信噪比(signal noise ratio，SNR)，在升主動(dòng)脈根部、左右冠狀動(dòng)脈起始處、頸總動(dòng)脈起始處、頸內(nèi)動(dòng)脈起始處、大腦中動(dòng)脈 M1段、椎動(dòng)脈V4段及同層面肌肉分別放置感興趣區(qū)(region of interest，ROI)測(cè)量CT值及噪聲值，每根血管內(nèi)ROI至少應(yīng)>50%相應(yīng)管腔面積，且避免管腔鈣化、斑塊以及狹窄處，每個(gè)位置測(cè)量3次，取平均值；噪聲值取圖像CT值的標(biāo)準(zhǔn)差，CNR=(ROI血管-ROI同層面對(duì)比組織)/標(biāo)準(zhǔn)誤(standard deviation，SD)；SNR=ROI血管/SD，ROI血管均為各血管內(nèi)ROI區(qū)CT值均值，ROI同層面對(duì)比組織為同層面胸鎖乳突肌及心肌的平均CT值，SD為圖像噪聲值，是指血管ROI區(qū)同一層面內(nèi)皮下脂肪組織ROI的CT值的標(biāo)準(zhǔn)差。

圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)：由兩名高年資主治以上放射科醫(yī)生對(duì)血管節(jié)段進(jìn)行主觀評(píng)價(jià)并對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分，冠狀動(dòng)脈、頭頸部動(dòng)脈圖像質(zhì)量采用4級(jí)評(píng)分[5-6]，1分，血管顯示良好、連續(xù)，邊界清晰，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影；2分，血管顯示連續(xù)，邊緣略模糊，有小的運(yùn)動(dòng)偽影；3分，血管顯示尚可，有中度偽影，尚能夠滿足診斷；4分，血管顯影不良，偽影較大，部分血管中斷，不能用于診斷。

1.3.2 輻射劑量 通過(guò)CT自動(dòng)計(jì)算得到兩組CT劑量指數(shù)、劑量長(zhǎng)度乘積(dose length product，DLP)，計(jì)算有效輻射劑量(effective dose，ED)[6-7]，ED=DLP×k，k為換算因子，心臟k值為0.014 mSv/(mGy·cm)，頭頸部圖像k值為0.003 1 mSv/(mGy·cm)。

2 結(jié) 果

2.1 兩組一般資料比較 兩組年齡、性別、BMI、心率比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 兩組圖像質(zhì)量比較 兩組主動(dòng)脈根部、右冠狀動(dòng)脈、左主干的CT值比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。對(duì)照組頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈和椎動(dòng)脈的CT值低于試驗(yàn)組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；但兩組頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、主動(dòng)脈根部、右冠狀動(dòng)脈、左主干SNR及CNR比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。試驗(yàn)組與對(duì)照組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。詳見(jiàn)表2、圖1、圖2。兩組圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)一致性Kappa值為0.823。

組別例數(shù)主動(dòng)脈根部CT值(HU)右冠狀動(dòng)脈CT值(HU)左主干CT值(HU)頸總動(dòng)脈CT值(HU)試驗(yàn)組52516.94±121.36476.40±107.31493.23±107.62526.72±119.98對(duì)照組52558.63±109.20515.90±105.40525.00±109.31344.55±79.41t值-1.841-1.894-1.4939.130P 0.068 0.061 0.1380.000組別頸內(nèi)動(dòng)脈CT值(HU)大腦中動(dòng)脈CT值(HU)椎動(dòng)脈CT值(HU)主動(dòng)脈根部CNR主動(dòng)脈根部SNR試驗(yàn)組521.24±107.28448.75±118.85459.45±109.0536.17±12.5543.32±14.47對(duì)照組344.01±74.85258.39±76.15250.74±72.3535.43±10.5743.34±12.70t值9.7709.72411.5000.719-0.008P0.0010.0000.0000.474 0.994組別右冠狀動(dòng)脈CNR右冠狀動(dòng)脈SNR左主干CNR左主干SNR頸總動(dòng)脈CNR試驗(yàn)組32.55±10.3939.71±12.0834.33±11.8741.48±13.7957.55±31.21對(duì)照組31.14±9.8339.95±11.9631.84±10.0740.66±12.1662.85±45.97t值0.714-0.1011.1470.322-0.688P0.477 0.9190.2540.748 0.493組別頸總動(dòng)脈SNR頸內(nèi)動(dòng)脈CNR頸內(nèi)動(dòng)脈SNR冠狀動(dòng)脈圖像評(píng)分(分)頭頸部動(dòng)脈圖像評(píng)分(分)試驗(yàn)組65.80±33.9054.82±22.5062.72±24.781.50±0.821.12±0.32對(duì)照組74.11±48.4564.99±32.1972.26±24.871.25±0.561.10±0.29t值-1.014-1.867-1.9611.8070.316P 0.313 0.065 0.0530.0740.753

病人，男，70歲，口角歪斜、流涎7 h，高血壓15年，偶有心慌，行Flash Spiral模式心腦血管聯(lián)合掃描。A、B分別為冠狀動(dòng)脈VR圖、CPR圖，示冠狀動(dòng)脈顯影良好，未見(jiàn)明確狹窄與斑塊；C為頭、頸、心聯(lián)合掃描VR圖，示右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈大部分閉塞，并右側(cè)大腦中動(dòng)脈分支顯影較對(duì)側(cè)纖細(xì)、淺淡；D為心電門控圖。

病人，男，54歲，間斷頭暈4年，加重半年，行前瞻性心電門控冠狀動(dòng)脈CTA檢查和雙能量頭頸CTA檢查。A～D分別為冠狀動(dòng)脈和頭頸動(dòng)脈VR、CPR圖，示右側(cè)頸內(nèi)動(dòng)脈和冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性病變。

2.3 兩組輻射劑量和對(duì)比劑用量比較 試驗(yàn)組有效輻射劑量為(1.80±0.44)mSv，對(duì)照組有效輻射劑量為(8.61±1.28)mSv，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，即試驗(yàn)組冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈CTA聯(lián)合成像的輻射劑量明顯低于對(duì)照組。試驗(yàn)組對(duì)比劑總量為40 mL，對(duì)照組對(duì)比劑總量為65～75 mL，兩組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

3 討 論

CTA由于其無(wú)創(chuàng)和直觀的特點(diǎn)，已廣泛用于血管疾病的常規(guī)檢查。心、腦血管病變常同時(shí)發(fā)生，而冠狀動(dòng)脈CTA和頭頸CTA成像，由于CT設(shè)備時(shí)間分辨率的限制，常規(guī)兩種檢查是分開(kāi)進(jìn)行的，其缺陷是：需要兩次注入對(duì)比劑而使對(duì)比劑用量較高，病人接受的輻射劑量較高[8]。隨著CT設(shè)備的發(fā)展，有學(xué)者開(kāi)始探索冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈聯(lián)合CTA成像的可行性。有研究表明，與介入造影相比，使用第二代雙源CT進(jìn)行冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈CTA聯(lián)合檢查時(shí)，檢測(cè)冠狀動(dòng)脈狹窄的敏感性和特異性分別為92.2%、95.5%，檢測(cè)頭頸部動(dòng)脈狹窄的敏感性和特異性分別為92.8%、93.5%[4]。但有研究報(bào)道，冠狀動(dòng)脈和頭頸部動(dòng)脈CTA聯(lián)合檢查要求病人心率控制在65次/min以下，臨床應(yīng)用范圍局限。第三代雙源CT具有更高的時(shí)間分辨率和空間分辨率，掃描速度明顯提高，使得每次曝光采集到的數(shù)據(jù)來(lái)自同一心動(dòng)周期，克服了既往冠狀動(dòng)脈CTA對(duì)心率的限制，最大限度地減少了呼吸運(yùn)動(dòng)偽影對(duì)圖像的干擾，并且可以更好地實(shí)現(xiàn)大范圍心腦

血管聯(lián)合掃描[9-10]。

本研究結(jié)果顯示，試驗(yàn)組頭頸部CTA圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)頸總動(dòng)脈、頸內(nèi)動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈、椎動(dòng)脈CT值較對(duì)照組高，但兩組CNR、SNR比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，說(shuō)明Flash Spiral模式對(duì)頭頸部血管的成像質(zhì)量與雙能量模式相近，能滿足診斷需求，與趙明等[11]的研究結(jié)果一致。聯(lián)合掃描的成功與否主要取決于冠狀動(dòng)脈CTA檢查[9]，部分病人由于心率過(guò)快或心律不齊，可能會(huì)導(dǎo)致掃描失敗[12]。但是由于第三代雙源CT大螺距掃描模式掃描速度快，總體成功率仍較高；對(duì)于高心率或心律不齊病人，常采用Sequence模式檢查，本研究將心腦血管聯(lián)合掃描模式與Sequence掃描模式進(jìn)行比較，最終證實(shí)兩種掃描方式得到的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究中，心腦血管聯(lián)合掃描病人采用收縮期(RR間期的30%)成像，成功率高，且DLP較分開(kāi)掃描明顯降低，有效輻射劑量明顯減低，這種降低很大程度與對(duì)照組頭頸部動(dòng)脈CTA及冠狀動(dòng)脈CTA未采用FLASH掃描有關(guān)，也反映了在復(fù)雜心率情況下，為了保證掃描成功率，技師更傾向于采用更高輻射劑量的掃描模式。隨著第三代雙源CT掃描速度的進(jìn)一步提高，掃描時(shí)間明顯縮短，更有利于危重癥病人的檢查；同時(shí)對(duì)比劑用量進(jìn)一步減少，有文獻(xiàn)報(bào)道，第二代雙源CT心腦血管聯(lián)合掃描使用對(duì)比劑用量為60～65 mL[1，4]。

本研究最大的缺陷是未評(píng)估第三代雙源CT心腦血管聯(lián)合掃描診斷血管狹窄的準(zhǔn)確性，缺少試驗(yàn)組與金標(biāo)準(zhǔn)(介入造影)的直接比較。其次，本研究病例數(shù)較少，需要進(jìn)行更大樣本的研究，進(jìn)一步探究心腦血管聯(lián)合掃描的臨床應(yīng)用范圍。最后，本研究沒(méi)有針對(duì)某種特定類型的心律不齊病人展開(kāi)研究，如心房顫動(dòng)、室性期前收縮等。

綜上所述，使用第三代雙源CT前瞻性心電門控大螺距模式對(duì)高心率或者心律不齊病人行冠狀動(dòng)脈與頭頸部血管一站式聯(lián)合掃描圖像質(zhì)量好，成功率高，對(duì)比劑用量少，輻射劑量低，可以很好地應(yīng)用于臨床。