不同屏氣方式對(duì)冠狀動(dòng)脈CT血管成像輻射劑量和圖像質(zhì)量的影響

王 甜，劉鐵軍，曹治婷，廖玉榮，韓秋麗，廖 立

(柳州市人民醫(yī)院放射科，廣西 柳州 545006)

冠狀動(dòng)脈CT血管成像(coronary CT angiography， CCTA)已成為篩查冠心病及重建血運(yùn)后進(jìn)行評(píng)估的重要手段，但需要對(duì)比劑，且存在輻射損傷可能[1-2]。CT輻射劑量與掃描長度呈正相關(guān)，降低掃描長度可降低CT輻射劑量且不影響圖像質(zhì)量。心臟位置會(huì)在不同呼吸狀態(tài)下發(fā)生變化，深吸氣時(shí)膈肌下降，心臟縱徑增加；深呼氣時(shí)膈肌上升，心底受壓上抬，心臟橫徑增加、縱徑縮短；不同呼吸狀態(tài)下屏氣對(duì)心率及CCTA心臟容積掃描長度均可能產(chǎn)生影響。本研究觀察不同屏氣方式對(duì)CCTA圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料 前瞻性連續(xù)收集2020年7月—2021年3月150例于柳州市人民醫(yī)院接受CCTA檢查的疑診冠心病患者，男72例，女78例，年齡33～77歲，平均(51.9±9.8)歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：呼吸訓(xùn)練配合度好；心律齊；無搭橋術(shù)病史；無嚴(yán)重心、肝、腎功能不全及碘過敏史；無硝酸甘油禁忌證。按照一般資料均衡可比原則將患者隨機(jī)分為3組，每組50例。A組于深吸氣末屏氣接受CCTA掃描，男22例，女28例，年齡38～68歲，平均(49.3±6.7)歲；B組于平靜呼吸下屏氣接受檢查，男26例，女24例，年齡33～71歲，平均(52.5±7.8)歲；C組于深呼氣末屏氣接受檢查，男24例，女26例，年齡37～77歲，平均(53.1±7.9)歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，檢查前患者均簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法 采用Canon 320排譜黃金Aquilion ONE ViSION CT機(jī)。檢查前對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練；對(duì)心率高者予口服25 mg美托洛爾，使心率<75次/分；檢查前5 min舌下含服小劑量硝酸甘油。囑患者仰臥，足先進(jìn)，雙臂上舉；連接心電門控，對(duì)A組采用深吸氣末屏氣口令(呼吸訓(xùn)練：根據(jù)機(jī)器系統(tǒng)提示音，在75%最大肺活量時(shí)屏氣)，B組采用平靜呼吸下屏氣口令，C組采用深呼氣末屏氣口令，均于掃描正、側(cè)位定位像后行CCTA，掃描范圍均為自隆嵴下1.0 cm至膈下1.0 cm；參數(shù)：前瞻性門控序列，管電壓100 kV，智能電流范圍40～900 mA，機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.275 s，AIDR 3D Standard迭代重建算法。完成平掃后，采用Ulrich Medieal(Missouri)雙筒高壓注射器，經(jīng)肘正中靜脈以流率4～5 ml/s注射非離子型對(duì)比劑(碘普羅胺370 mgI/ml)35～45 ml，并以相同流率追加生理鹽水30 ml。采用雙觸發(fā)閾值(屏氣閾值和掃描閾值)模式行CCTA[3]，屏氣時(shí)監(jiān)測層面為心臟中心層面的左心房(ROI 1)，當(dāng)其CT值達(dá)到屏氣閾值(100 HU)時(shí)囑患者按呼吸口令屏氣；掃描監(jiān)測層面為心臟中心層面降主動(dòng)脈(ROI 2)，當(dāng)其CT值達(dá)到掃描閾值(300 HU)時(shí)自動(dòng)觸發(fā)完成CCTA。

1.3 觀察指標(biāo) 記錄患者平靜呼吸時(shí)心率(基礎(chǔ)心率)及掃描時(shí)的屏氣心率。統(tǒng)計(jì)容積掃描長度和掃描時(shí)生成的劑量長度乘積(dose-length product, DLP)，計(jì)算有效劑量(effective dose, ED)：ED(mSv)=DLP×κ，κ=0.014 mSv/(mGy·cm)[4]。

將自動(dòng)重建(重建層面0.5 mm，層間距0.25 mm)的最佳時(shí)相volume數(shù)據(jù)導(dǎo)入樹坤冠狀動(dòng)脈人工智能輔助系統(tǒng)圖像處理軟件工作站，由2名影像科副主任醫(yī)師采用美國心臟協(xié)會(huì)推薦的冠狀動(dòng)脈15分段法對(duì)冠狀動(dòng)脈及其分支的近、中、遠(yuǎn)段進(jìn)行評(píng)價(jià)，以5分法目測評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量[5]：4分，圖像層次分明，血管顯示銳利、連續(xù)；3分，圖像層次較分明，血管顯示較銳利，邊緣出現(xiàn)輕度偽影；2分，圖像層次差，運(yùn)動(dòng)偽影多，診斷困難；1分，血管顯示差，出現(xiàn)明顯偽影、斷層和不連續(xù)，無法診斷；0分，無法重建出冠狀動(dòng)脈圖像。3、4分圖像可滿足診斷要求。2名醫(yī)師意見不一時(shí)，由1名主任醫(yī)師最終判定。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 24.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。計(jì)量資料以±s表示。采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)比較基礎(chǔ)心率與掃描時(shí)屏氣心率；以單因素方差分析比較3組容積掃描長度、輻射劑量，兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)；采用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)比較圖像質(zhì)量主觀評(píng)分結(jié)果。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

147例順利完成檢查，C組3例因圖像模糊、無法評(píng)價(jià)而被排除。3組掃描時(shí)屏氣心率均明顯低于基礎(chǔ)心率(P均<0.01)。見表1及圖1～3。

表1 3組疑診冠心病患者基礎(chǔ)心率與掃描時(shí)屏氣心率比較(次/分，±s)

表1 3組疑診冠心病患者基礎(chǔ)心率與掃描時(shí)屏氣心率比較(次/分，±s)

組別基礎(chǔ)心率掃描時(shí)屏氣心率t值P值A(chǔ)組(n=50)67.32±4.9763.83±6.2711.480.001B組(n=50)66.42±6.2462.06±5.1811.810.001C組(n=47)68.47±5.1264.65±5.7412.860.001F值0.460.44--P值0.660.62--

3組間容積掃描長度、DLP及ED差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)。B、C組容積掃描長度、DLP及ED均低于A組(P均<0.05)；B、C組間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見表2及圖1～3。

表2 3組CCTA容積掃描長度、DLP及ED比較(±s)

表2 3組CCTA容積掃描長度、DLP及ED比較(±s)

組別容積掃描長度(mm)DLP(mGy·cm)ED(mSv)A組(n=50)141.92±8.24110.25±40.631.54±0.57B組(n=50) 120.86±10.11*85.29±23.38*1.19±0.36*C組(n=47)120.05±7.19*83.81±24.03*1.17±0.37*F值116.2411.6911.69P值<0.01<0.01<0.01

注：*：與A組比較，P<0.05

圖1 A組患者，男，56歲 A.CCTA掃描定位像，容積掃描長度為160 mm； B、C.分別為容積重建(B)和左前降支曲面重建(C)圖像，圖像層次分明，血管顯示銳利、連續(xù)

147例中，CCTA共評(píng)估2 050個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段。其中A組共評(píng)估698個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段， 678個(gè)4分、20個(gè)3分；B組共評(píng)估696個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段， 682個(gè)4分、14個(gè)3分；C組共評(píng)估656個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段，615個(gè)4分、41個(gè)3分；3組圖像質(zhì)量評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=0.163，P=0.758)。

3 討論

由于CT設(shè)備的時(shí)間分辨率、空間分辨率及掃描覆蓋范圍有限，患者接受CCTA檢查時(shí)，需采用吸氣后屏氣和長時(shí)間屏氣方式。既往研究[6-7]表明，長時(shí)間屏氣和吸氣后屏氣掃描均可導(dǎo)致心率變化，進(jìn)而對(duì)圖像質(zhì)量和輻射劑量產(chǎn)生影響，而平靜呼吸下屏氣對(duì)圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響小于吸氣后屏氣。本研究所用Canon 320排譜黃金Aquilion ONE ViSION CT機(jī)具有較高的時(shí)間分辨率和16 cm覆蓋范圍，在心率低于75次/分時(shí)，僅需1個(gè)心動(dòng)周期、70%～80%窄的R-R間期軸位掃描即可完成檢查；對(duì)心率低且心律齊的患者，窄的時(shí)間窗掃描可有效降低輻射劑量，且診斷效能不變[8]。本研究采用雙觸發(fā)閾值(屏氣閾值和掃描閾值)掃描模式，可進(jìn)一步縮短屏氣時(shí)間。王振等[9]研究表明，短時(shí)間屏氣時(shí)，心率會(huì)有所下降；掃描時(shí)屏氣心率較基礎(chǔ)心率降低約4.54次/分，可能與屏氣時(shí)迷走神經(jīng)興奮、胸腔容積擴(kuò)大等有關(guān)。本研究3組掃描期間屏氣時(shí)心率均明顯低于基礎(chǔ)心率，提示對(duì)于320排容積CT，當(dāng)心率低于75次/分時(shí)，于短時(shí)間內(nèi)采用任一種屏氣方式均可降低心率，并于1個(gè)心動(dòng)周期、70%～80%窄的R-R間期軸位掃描完成檢查。

圖2 B組患者，男，63歲 A.CCTA掃描定位像，容積掃描長度為120 mm； B、C.分別為容積重建(B)和左回旋支曲面重建(C)圖像，圖像層次分明，血管顯示銳利、連續(xù)

圖3 C組患者，男，49歲 A.CCTA掃描定位像，容積掃描長度為100 mm； B、C.分別為容積重建(B)和左前降支曲面重建(C)圖像，圖像層次分明，血管顯示銳利、連續(xù)

掃描長度與輻射劑量呈正相關(guān)。LESCHKA等[10-11]通過鈣化積分橫斷圖像縮短CCTA掃描范圍，以降低ED。KHAN等[12]研究發(fā)現(xiàn)，采用320排容積CT行CCTA掃描時(shí)，容積長度從160 mm降至140 mm，掃描長度降低12.5%，平均ED降低33%；容積長度從160 mm降至120 mm，掃描長度減少25%，平均ED降低47%；提示縮短CCTA容積掃描長度是降低輻射劑量的有效方法。于不同呼吸狀態(tài)下屏氣時(shí)，心臟位置可發(fā)生變化，冠狀動(dòng)脈上、下界位置亦隨之改變，掃描時(shí)的容積掃描長度亦有所不同。于深呼氣末屏氣及平靜呼吸下屏氣時(shí)，心臟縱徑相較深吸氣末屏氣縮短，相應(yīng)心臟長軸(掃描長度)減小；根據(jù)輻射劑量公式(DLP=CTDIvol×容積掃描長度)，此時(shí)輻射劑量減低。本研究B、C組容積掃描長度、DLP及ED均低于A組，表明于平靜呼吸下直接屏氣及于呼氣末屏氣均可減少容積掃描長度，從而有效降低DLP。此外，本研究C組3例患者屏氣失敗，可能與呼吸口令過于復(fù)雜、導(dǎo)致患者配合度差有關(guān)；而B組口令簡單明確，患者配合度高。本研究B、C組間容積掃描長度、DLP、ED差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且3組間圖像質(zhì)量評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提示對(duì)于心率小于75次/分患者，于平靜呼吸下直接屏氣行CCTA掃描效果更優(yōu)。

綜上所述，于患者平靜呼吸直接屏氣狀態(tài)下行CCTA掃描，口令簡單明確、患者配合度高，可在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)有效降低輻射劑量，具有臨床推廣價(jià)值。但本研究樣本量少，且未包括高心率患者，有待進(jìn)一步觀察。