不同碘濃度對比劑對冠脈CT血管造影圖像質量的影響

馬燕輝，陳 巖，徐妍妍，孫宏亮，謝 晟

（中日友好醫院 放射診斷科，北京 100029）

在進行CT 血管造影 （CT angiography，CTA）冠狀動脈成像過程中，靶血管內足夠的CT 衰減值對于評估血管形態以及病理性改變至關重要。有研究報道同時分辨冠脈血管鈣化及非鈣化斑塊需要管腔強化CT 衰減值至少達到300Hu[1]。冠脈血管強化程度與使用對比劑、CT 掃描參數以及患者個體因素等都存在密切相關性。目前已經證實掃描時間、對比劑注入流速、對比劑碘濃度（每毫升造影劑中碘的含量）以及碘流率（iodine delivery rate，IDR） 均是影響冠脈血管強化程度的關鍵因素[2～7]。但關于冠脈CTA 造影劑注入流速、對比劑濃度或碘流率的適宜參數尚未達到最佳共識。我們對所用2 種不同濃度含碘對比劑 （碘佛醇350mg I/ml vs.碘普羅胺370mg I/ml）在冠脈CTA成像中應用進行回顧性分析，比較不同濃度含碘對比劑對冠脈CTA 圖像質量的可能存在的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2020年10月26月～2020年11月6月在中日友好醫院放射診斷科完成冠脈CTA 檢查129 例門診患者數據資料。排除標準：（1） 冠脈支架植入術后或搭橋術后；（2） 體重≥90kg 或身體質量指數（BMI）≥30kg/m2；（3）冠脈三大主干（RCA，LAD，LCX）廣泛鈣化斑或冠脈鈣化積分＞800。最后入組患者97 例，男45 例、女52例；平均55.8±11.0 歲。根據所用對比劑不同分為2 組。

1.2 檢查方法

采用 256 排CT （GE Revolution CT，GE Healthcare，美國）或320 排CT （Aquilion ONE，Canon Medical Systems，Otawara，月本） 行冠脈CTA 檢查，均采用前瞻性心電門控掃描，掃描具體參數如下。

GE Revolution CT-管球旋轉速度：0.28s/周；管電壓：KV 智能決策 技術 （KV assist；100 KV&120KV）； 管電流：3D 自動管電流調制 （SmartmA）； 螺距：0.992：1； 層數×準直器寬度：256×0.625mm； 重建圖像層 厚：0.625mm，層 間距：0.625mm。Aquilion ONE-管球旋轉速度：0.35s/周；管電壓：120kVp；管電流：自動管電流調制；層數×準直器寬度：320×0.5mm。重建圖像層厚0.5mm，層間距0.5mm。對比劑碘佛醇（350mg I/ml）或碘普羅胺（370mg I／ml），經肘靜脈高壓注射器注射。采用對比劑和生理鹽水雙筒注射，流速5ml／s，對比劑總量75ml，生理鹽水30ml。采用對比劑檢測法

（Bolus-tracking）自動觸發，選擇氣管分叉層面降主動脈為觸發點。觸發閾值為110Hu。掃描結束后記錄患者的CT 劑量指數 （CT dose index，CTDIvol），劑量長度乘積（dose-length product，DLP），胸部轉換系數K 采用0.014mSv/mGy/cm 計算有效劑量（effective dose，ED）。

1.3 圖像后處理及評價

所有患者軸向原始薄層圖像轉至相應后處理工作站進行分析，包括多層重組（MPR）、最大密度投影（MIP）以及3D 容積再現（VR）。主觀評價指標： 由2 名放射科醫師采用盲法根據軸位圖像及重建圖像分別對左主干（LM）、左前降支（LAD）、左旋支（LCX）和右冠脈（RCA）的圖像質量進行評分。采用4 分制（1 分，圖像質量差，存在嚴重圖像噪聲或血管強化不佳無法診斷；4 分： 圖像質量佳，能夠判定管腔狹窄程度及斑塊性質）[8]（圖1,A～D 見封三）。≥2 分圖像認為成像質量合格，患者平均的圖像質量得分=（LM 得分+LAD 得分+LCX 得分+RCA 得分）/4 。

圖1 不同圖像質量評分示例

客觀評價指標[9，10]：（1）圖像噪聲（SD主動脈），定義為主動脈根部感興趣區 （ROI）CT 測量值的標準差（SD），選擇層面為緊鄰左冠狀竇頭側層面，ROI 沿血管內壁盡可能大范圍勾畫；（2）冠脈血管密度值（CT冠脈），定義為RCA 近段及LM 管腔密度平均值，感興趣勾畫方法同上。本次研究中2 種不同濃度對比劑使用劑量（75ml）和流速（5ml/s）均采用相同設定，故兩者IDR 是不同的（1.75g I/s vs. 1.85g I/s）。在后面統計分析比較中，2 組冠脈血管密度值采用1.8g I/s IDR 進行了額外的校正；（3） 冠脈血管鄰近組織密度值（CT組織），定義為RCA 近段及LM 管腔鄰近脂肪組織密度，其ROI大小及勾畫方法同（2）；（4）信噪比（SNR），定義為CT冠脈/SD主動脈；（5） 對比噪聲比（CNR），定義為（CT冠脈-CT組織）/SD主動脈。

1.4 統計學方法

應用SPSS17.0 軟件行統計學分析，連續變量符合正態分布的采用（x－±SD）表示，非正態分布資料以中位數±四分位間距（median± IQR）表示。組間分類變量采用卡方檢驗，連續變量采用Mann-Whitney U 檢驗或獨立樣本t 檢驗，其中2 組冠脈血管密度值考慮到IDR 差異校正后進行比較。此外，根據心率進行分組（心率<65 次/min；心率≥65 次/min），采用獨立樣本t 檢驗比較不同心率組間校正后CT冠脈（Hu）差異；采用Pearson 相關性檢驗分析BMI 與校正后CT冠脈（Hu）之間相關性。采用Cohen’s Kappa 系數值 （κ） 或組內相關系數（ICC）進行組間一致性分析。

表1 入組患者基線情況

表2 組間圖像質量各評價指標比較

2 結果

2.1 患者基本信息及組間一致性分析

最終入組患者為97 例，其中1 例（1.03%）左冠脈開口位置異常，2 例（2.06%）冠狀動脈分布左優勢型，22 例（22.68%）存在心肌橋。根據所用對比劑不同，分為A 組（使用碘佛醇350mg I/ml）和B 組（使用碘普羅胺370mg I/ml），2 組患者臨床基線情況（性別、年齡、心率、BMI）不存在統計學差異（均P>0.05），見表1。

對圖像質量評分的一致性進行分析，LM、LAD、LCX 及RCA圖像的κ值分別為0.864、0.880、0.854、0.941（均P＜0.01），說明不同觀察者之間具有很好的一致性。

SD主動脈、CT冠脈及CT組織的ICC 值分別為0.824、0.963、0.880（P＜0.01），可重復性較好。

2.2 組間圖像質量比較

A 組中2 例、B 組1 例因單根血管圖像質量評分為1 分無法進行診斷，其余冠脈血管評分均≥2 分。表2 示，2 組平均圖像質量得分無統計學差異（P=0.298）。組間冠脈血管密度值無統計學差異（P=0.449），但采用1.8g I/s IDR 校正后，A 組顯著高于B 組（P=0.036）。2 組間圖像噪聲、信噪比（SNR）、對比噪聲比（CNR）均不存在統計學差異（均P>0.05）。

根據心率進行分組，＜65 次/min 組54 例；≥65 次/min 組43 例，發現相對低心率組具有更高的血管密度值 （442.16±85.48Hu vs.403.67±73.62Hu，P＜0.05）。采用Pearson 相關性檢驗，發現BMI 與校正后血管密度值存在負相關（r=-0.440，P＜0.01），即在較高BMI 人群中血管密度值相對較低。

3 討論

目前我院應用于冠脈CTA 檢查的含碘對比劑主要是碘佛醇（350mg I/ml）和碘普羅胺（370mg I/ml），2 種造影劑濃度存在一定差異。冠脈血管強化程度是冠脈狹窄程度及斑塊性質判定的重要因素。理論上在相同流速和劑量情況下，相對高濃度的對比劑（即提高IDR）會獲取更高的血管密度[2]，后者有助于更準確評估冠脈的病變。但是相對高濃度的碘對比劑意味著患者整體注入碘劑量的增加，會加大腎臟代謝負擔，增加對比劑相關腎病發生的風險[11]。在實際臨床工作中，對比劑濃度差異對圖像質量的影響與患者承受的潛在風險需要有所取舍。本研究主要觀察對比劑濃度差異對圖像質量可能帶來的影響。

研究結果顯示在相同流速和劑量情況下，2種濃度含碘對比劑（350mg I/ml vs. 370mg I/ml）的冠脈CTA 圖像質量不存在統計學差異。采用1.8g I/s IDR 進行了校正后，相對低濃度對比劑組（A 組，350mg I/ml）血管密度值顯著高于高濃度對比劑組 （B 組，370mg I/ml），即前者所獲取冠脈CTA 圖像質量略優于后者。

除了碘濃度之外，對比劑黏度是影響血管強化程度的另一個重要因素[12]。它隨著溫度升高而降低，隨著對比劑中碘濃度的升高而升高。相對低濃度的含碘對比劑由于黏度下降，可能會減低注射壓力從而能夠在血管內更快更均勻分布。高濃度對比劑由于黏度高，注射壓力相對較大，在血管中與血液均勻混合速度較慢，一定程度上抵消了高IDR 優勢，再加上患者個體差異（如心率、每搏輸出量、BMI 等），故高濃度對比劑并不一定意味著更高的血管強化程度[2，3，12]。Kim 等[4]針對2 種高濃度含碘對比劑（370mg I/ml vs. 400mg I/ml）采用相同流速及劑量行冠脈CTA 檢查，組間圖像質量不存在明顯統計學差異，進行IDR 校正后相對低濃度組（370mg I/ml）冠脈血管密度更高。Achenbach 等[5]在一項多中心隨機雙盲非劣效臨床試驗中也進一步證實，碘濃度350mg I/ml 對比劑與更高濃度碘對比劑 （370mg I/ml，400mg I/ml） 冠脈CTA 圖像質量之間不存在明顯的差異。本次研究中2 組間主觀圖像質量評分、SNR、CNR 均不存在明顯統計學差異，該結果同既往研究報告相一致。

本次研究中入組患者均在256 排以上CT 設備完成冠脈CTA 檢查，檢查前均未給予β-受體阻滯劑調整心率。但考慮心率對對比劑血管內分布的影響[12]，將患者分為2 組（心率<65 次/min；心率≥65 次/min） 分析校正后CT 冠脈值可能的差異，結果顯示心率較慢者（心率<65 次/min）血管密度值相對較高，可能的原因是血液循環速度相對較慢者，對比劑更容易在血管中積存從而達到一個更高濃度。另外BMI 也是影響圖像質量的重要因素[6，12]，研究前考慮受試者基線一致性，已將大體重或BMI>30 kg/m2患者剔除，但對BMI 與血管密度值進行相關性分析，顯示兩者存在一定負相關性（r=-0.440），即在常規的體重或BMI 范圍內，冠脈血管強化程度仍會有所波動。

本次研究不足之處：（1）冠脈嚴重的粥樣硬化改變對血管密度值測定有影響，而BMI 指數增加說明受試者皮下脂肪層較厚，可能會導致X 線穿透作用有所下降，圖像成像效果欠佳。故入組者僅選擇冠脈粥樣硬化性程度相對較輕且BMI 在30kg/m2以下常規體重患者，所得結論有一定適用范圍；（2） 所有患者掃描在2 臺256 排以上螺旋CT 上完成，不同設備間參數差異對結果可能的影響未進行分析；（3）2 種濃度對比劑采用相同對比劑注射方案，但IDR 不相同，在后續臨床工作有待優化調整。