窄窗掃描技術(shù)在高心率患者320排CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用研究

舒震宇 丁忠祥 王振徐 健林毅

窄窗掃描技術(shù)在高心率患者320排CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用研究

舒震宇 丁忠祥 王振徐 健林毅

目的探討高心律患者320排CT冠狀動(dòng)脈成像使用前瞻性心電門控窄窗掃描技術(shù)對(duì)圖像質(zhì)量和輻射劑量的影響。方法80例心率在80～100次/min的患者隨機(jī)分成觀察組和對(duì)照組。觀察組按R-R間期30%～50%進(jìn)行前瞻性窄窗掃描3個(gè)心動(dòng)周期，對(duì)照組按R-R間期30%～80%進(jìn)行常規(guī)掃描3個(gè)心動(dòng)周期，冠狀動(dòng)脈節(jié)段圖像質(zhì)量采用4級(jí)評(píng)分法評(píng)分,輻射劑量值由設(shè)備自動(dòng)計(jì)算。結(jié)果可評(píng)價(jià)血管段和優(yōu)良率兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。冠狀動(dòng)脈總節(jié)段、右冠狀動(dòng)脈（RCA）、左冠狀動(dòng)脈主干（LM）、左前降支（LAD）和旋支（LCX）的質(zhì)量評(píng)分兩組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。觀察組的RCA和LCX與心律波動(dòng)呈中等程度負(fù)相關(guān)（r=0.41、0.47）。觀察組和對(duì)照組平均輻射劑量分別為（7.63±3.29）和（12.85±2.71）mSv，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=1.384，P＜0.05）。結(jié)論窄窗掃描技術(shù)可應(yīng)用在心律波動(dòng)不大的高心率患者，能明顯降低輻射劑量而不影響圖像質(zhì)量。

640層CT；高心率；窄窗技術(shù)；冠狀動(dòng)脈成像；輻射劑量Corresponding author:SHU Zhenyu,E-mail：9798714@qq.com

CT冠狀動(dòng)脈造影是一種非侵入性的成像方式，其成像清晰，可以準(zhǔn)確地診斷或排除冠狀動(dòng)脈疾病[1]，但是患者所受輻射劑量也較普通CT增加?，F(xiàn)階段在320排CT冠狀動(dòng)脈成像中，使用前瞻性心電門控掃描已經(jīng)成為主要降低輻射劑量的方法[2]，但高心率患者使用前瞻性心電圖觸發(fā)采集模式輻射劑量仍較低心率患者明顯偏大[3]。筆者曾回顧性分析得出在特定情況下運(yùn)用窄窗掃描技術(shù)能明顯降低高心率患者輻射劑量并且保證圖像質(zhì)量[4]。本研究探討窄窗掃描技術(shù)在臨床應(yīng)用中與常規(guī)掃描在圖像質(zhì)量及輻射劑量等方面的差異，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料和方法

1.1 一般資料選擇2013年1月至12月行冠狀動(dòng)脈成像檢查的高心率（平均心率80～100次/ min）患者80例，其中男性56例，女性24例，年齡48～72（51.83±11.15）歲，體重43～86kg，身高1.53～1.78m,心率85～103（83.26±5.76）次/min。納入標(biāo)準(zhǔn)：口服25～50mg倍他樂克后患者心率下降不明顯或有禁忌證而無法口服藥物控制心率者。排除標(biāo)準(zhǔn)：有支架植入手術(shù)史，嚴(yán)重腎功能不全及失代償心功能不全，碘過敏史，心律波動(dòng)≥10次/ min,冠狀動(dòng)脈明顯狹窄（狹窄≥50%）及明顯冠狀動(dòng)脈鈣斑塊（節(jié)段Agantston鈣化積分≥100）的患者。本次研究中心率均表示為掃描中實(shí)時(shí)平均心率，心律波動(dòng)為掃描中最大心率與最小心率的差值。本次研究根據(jù)隨機(jī)數(shù)字表法將80例患者平均分為兩組，各40例，其中觀察組男性26例，女性14例，年齡53～72（56±13）歲，體重45～86kg，身高1.59～1.78m,體重指數(shù)（22.61±2.83）kg/m2，心率85～99（86.65±5.57）次/min；對(duì)照組男性30例，女性10例，年齡48～71（55±11）歲，體重43～85kg，身高1.53～1.74m,體重指數(shù)（21.49±3.22）kg/m2，心率86～103（86.85±4.49）次/min。兩組一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 掃描參數(shù)使用日本東芝Aquilion 0ne 320排CT，使用雙筒高壓注射器，于右側(cè)上肢淺靜脈留置20G套管，以4.0～5.5 ml/s的注射速率注射對(duì)比劑（0.7ml/kg，碘普羅胺，370 mgI/ml），隨后以相同速率注射0.9%氯化鈉溶液40ml。采用Surestart軟件智能觸發(fā)掃描，監(jiān)測(cè)區(qū)放置在掃描中心層面的胸主動(dòng)脈，觸發(fā)閾值為200 Hu。掃描范圍為氣管隆突下1cm到心臟膈面，機(jī)架轉(zhuǎn)速350ms/周，重組層厚0.5 mm，重組間隔0.25 mm，采用軟組織算法（F43）。觀察組采用窄窗掃描，采集時(shí)相為30%～50%R-R間期，采集3個(gè)心動(dòng)周期。對(duì)照組采用前瞻性心電門控標(biāo)準(zhǔn)掃描技術(shù)，采集時(shí)相為30%～80%R-R間期，采集3個(gè)心動(dòng)周期。管電壓為120kV，管電流按體重指數(shù)結(jié)合體型進(jìn)行調(diào)節(jié)，參考范圍為400～450mA。

1.2.2 圖像重建觀察組所得原始數(shù)據(jù)經(jīng)自動(dòng)化重建圖像，重組層厚0.5mm，層間隔0.25mm，軟組織函數(shù)（FC43），對(duì)照組所得原始數(shù)據(jù)以絕對(duì)時(shí)相法重建圖像,兩組重建圖像選擇最佳時(shí)相將該時(shí)相數(shù)據(jù)傳至Vitrea FX圖像后處理工作站，應(yīng)用血管分析軟件重組行容積再現(xiàn)（VR）、最大密度投影（MIP）、多平面重建（MPR）及曲面重建（CPR）。

1.2.3 圖像質(zhì)量分析按照美國(guó)心臟協(xié)會(huì)推薦的15分段法[5]，評(píng)價(jià)直徑＞1.5mm的冠狀動(dòng)脈段，包括右冠狀動(dòng)脈（RCA）的1～4段，左冠狀動(dòng)脈主干（LM）和前降支（LAD）的5～10段，左旋支（LCX）的11～15段。由2名有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)醫(yī)師獨(dú)立對(duì)所有冠狀動(dòng)脈節(jié)段圖像質(zhì)量采用4級(jí)評(píng)分法[6]評(píng)分，優(yōu)異（管腔連續(xù)完整、管壁銳利、無偽影）計(jì)4分，良好（管腔連續(xù)完整、管壁輕度偽影）計(jì)3分，及格（管腔連續(xù)、管腔中度偽影，勉強(qiáng)滿足診斷）計(jì)2分，差（管壁嚴(yán)重偽影，血管輪廓不能分辨）計(jì)1分，對(duì)各支冠狀動(dòng)脈圖像分別進(jìn)行主觀質(zhì)量評(píng)分，評(píng)價(jià)不一致時(shí)兩人共同閱片，協(xié)商達(dá)成一致結(jié)論。4分視為優(yōu)秀圖像，3分視為良好圖像，2分及以上視為可診斷圖像。

1.2.4 輻射劑量統(tǒng)計(jì)本次統(tǒng)計(jì)的輻射劑量?jī)H為冠狀動(dòng)脈CT血管造影（CTA）的輻射劑量,通過CT自動(dòng)計(jì)算得出容積CT劑量指數(shù)（CTDLvol）和劑量長(zhǎng)度乘積（DLP）,由DLP乘以特定的轉(zhuǎn)換系數(shù)K估計(jì)有效劑量（ED）,參考?xì)W盟委員會(huì)關(guān)于CT的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南，在冠狀動(dòng)脈掃描時(shí)的K值為0.017mSv· mGy-1·cm-1[7]。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理采用SPSS17.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料以表示，兩組比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)。平均心率和心律波動(dòng)對(duì)圖像質(zhì)量影響采用Pearson相關(guān)性分析。

2 結(jié)果

2.1 兩組掃描參數(shù)及輻射劑量比較見表1。

由表1可見，兩組心律波動(dòng)、管電流和掃描范圍差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。觀察組輻射劑量小于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。

2.2 冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)見表2、3。

由表2可見，80例共顯示974支冠狀動(dòng)脈節(jié)段，其中觀察組480支，對(duì)照組494支，解剖變異或管腔直徑＜1.5mm未列入評(píng)價(jià)范圍。觀察組和對(duì)照組滿足診斷要求的血管段比例分別為92.92%、5.75%。兩組優(yōu)良血管段比例分別為81.46%、78.74%。兩組可滿足診斷要求及判定為優(yōu)良的血管段比例差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（χ2=3.666、4.355，均P＞0.05）。

由表3可見，兩組冠狀動(dòng)脈血管段、RCA、LM、LAD及LCX主觀質(zhì)量平均得分比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

2.3 心率及心律波動(dòng)對(duì)兩組冠狀動(dòng)脈各節(jié)段圖像質(zhì)量的影響見表4。

由表4可見，心率及心律波動(dòng)與兩組冠狀動(dòng)脈和各分支圖像質(zhì)量平均分值均呈負(fù)相關(guān)，隨著心率及心律波動(dòng)的增加，各支血管段圖像質(zhì)量平均分值均下降。兩組LM與心律波動(dòng)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。

3 討論

CT檢查要遵循圖像能夠滿足診斷的基礎(chǔ)上盡可能降低輻射劑量的原則[8]，現(xiàn)階段在320排CT冠狀動(dòng)脈動(dòng)脈成像檢查中前瞻性門控軸位掃描技術(shù)在保證圖像質(zhì)量的基礎(chǔ)上可降低80%的輻射劑量因此廣泛應(yīng)用于臨床[9-10]。但值得關(guān)注的是前瞻性心電門控掃描檢查心率≥80次/min的患者時(shí)，會(huì)自動(dòng)調(diào)整為采集3個(gè)以上心動(dòng)周期數(shù)據(jù)，從而造成較長(zhǎng)的曝光時(shí)間，使輻射劑量明顯增加[11]。

國(guó)內(nèi)學(xué)者已有研究發(fā)現(xiàn)高心率患者的冠狀動(dòng)脈節(jié)段的最佳重建時(shí)相主要集中在以R-R間期41%為中心的31%～51%[12]，筆者通過CT自動(dòng)計(jì)算R-R間期的30%～50%期相所產(chǎn)生輻射劑量較標(biāo)準(zhǔn)寬窗掃描減少了32%[4]。因此前瞻性門控窄窗掃描方法能縮短曝光時(shí)間，使輻射劑量明顯下降。本次研究觀察組輻射劑量較對(duì)照組下降了40%，高于CT自動(dòng)計(jì)算窄窗掃描輻射劑量，筆者分析其原因?yàn)橹暗妮椛鋭┝渴怯蒀T設(shè)備模擬窄窗掃描計(jì)算數(shù)據(jù)，屬于最理想化狀態(tài)，而本次研究所得輻射劑量數(shù)據(jù)均為CT對(duì)個(gè)體實(shí)際計(jì)算數(shù)據(jù)，因此存在一定的差異。

本次研究顯示利用窄窗掃描技術(shù)可以在絕大多數(shù)患者獲得優(yōu)良的冠狀動(dòng)脈影像，窄窗掃描重建圖像與設(shè)備自動(dòng)化重建圖像在冠狀動(dòng)脈可評(píng)價(jià)節(jié)段和優(yōu)良節(jié)段差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，各段圖像質(zhì)量評(píng)分差異也無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組冠狀動(dòng)脈總節(jié)段圖像質(zhì)量受心律波動(dòng)影響均呈負(fù)相關(guān)，但窄窗掃描相關(guān)性明顯高于常規(guī)寬窗掃描，觀察組和對(duì)照組的相關(guān)系數(shù)分別為0.22、0.10。另外觀察組RCA和LCX段呈中等相關(guān)，受心律波動(dòng)的影響較大，本次研究雖然已經(jīng)篩選了患者心律波動(dòng)情況，但實(shí)際掃描中還是有個(gè)別心律波動(dòng)較大的變化，實(shí)時(shí)掃描是CT根據(jù)訓(xùn)練屏氣時(shí)的預(yù)置期相進(jìn)行掃描。國(guó)內(nèi)已有文獻(xiàn)報(bào)道當(dāng)心率＞80次/min時(shí)在掃描中實(shí)時(shí)掃描心率會(huì)較屏氣訓(xùn)練預(yù)置期間心率有所降低，而當(dāng)掃描過程中患者心率變化范圍超過了屏氣訓(xùn)練時(shí)的實(shí)時(shí)掃描范圍時(shí)，勢(shì)必會(huì)造成一部分節(jié)段最佳數(shù)據(jù)采集期時(shí)相向心臟舒張期移動(dòng)[13]。而有研究表明高心率的時(shí)相采集已從心臟舒張期轉(zhuǎn)移到收縮期，最佳時(shí)相采集主要集中在R-R間期的（41.2±2.1）%，而不是舒張期R-R間期70%～80%[14]，從而導(dǎo)致這部分節(jié)段窄窗掃描最佳重建時(shí)相未在心電門控掃描范圍內(nèi)，使重建的圖像出現(xiàn)模糊偽影而使圖像質(zhì)量下降。另外隨著心率的增加，圖像出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影的概率也在增加，本次研究?jī)山M圖像與心率均呈負(fù)相關(guān)，與國(guó)外已報(bào)道的結(jié)果類似[15]，在相關(guān)程度上兩組間無明顯區(qū)別，但質(zhì)量評(píng)分發(fā)現(xiàn)隨著心率增加，窄窗掃描重建圖像質(zhì)量下降程度要高于標(biāo)準(zhǔn)掃描圖像質(zhì)量。筆者研究發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致窄窗掃描圖像質(zhì)量下降的冠狀動(dòng)脈節(jié)段中，大多是遠(yuǎn)段或分支血管。我們認(rèn)為其原因?yàn)檫@類血管對(duì)心房心室搏動(dòng)均很敏感，隨著心率增快，舒張中晚期明顯縮短，心臟運(yùn)動(dòng)程度增加，造成運(yùn)動(dòng)偽影產(chǎn)生，而窄窗掃描只采集了收縮期數(shù)據(jù)，沒有舒張期數(shù)據(jù)，造成容積數(shù)據(jù)的不完整，使重建圖像質(zhì)量下降，而常規(guī)寬窗掃描可彌補(bǔ)這方面不足，使兩組圖像質(zhì)量差異較大，這也是觀察組的不可評(píng)價(jià)節(jié)段數(shù)多于對(duì)照組的原因?？傊?，以上研究結(jié)果顯示心率變化對(duì)于窄窗掃描較寬窗掃描無明顯變化，而心律波動(dòng)情況是判斷患者能否使用窄窗掃描的重要篩選條件。

本次研究還存在一定的局限性，窄窗掃描重建圖像的診斷準(zhǔn)確性未以冠狀動(dòng)脈造影為金標(biāo)準(zhǔn)，其診斷準(zhǔn)確性還有待進(jìn)一步臨床驗(yàn)證。為排除混雜因素的干擾，本次研究只選擇了特定的高心率范圍，并且未包含明顯的心率不齊，鈣化和管腔狹窄者，無法評(píng)價(jià)窄窗技術(shù)在這些病例上的應(yīng)用情況。另外本次研究樣本量較小，有可能導(dǎo)致一定的誤差。

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Application of Narrow window scan in coronary 320-MDCT angiography of patients with high heart rate

SHU Zhenyu, DING Zhongxiang,WANG Zhen,et al.
Department of Radiology,Zhejiang Provincial People's Hospital,Hangzhou 310014,China

ObjectiveTo investigate the influence of prospective narrow window scan on the image quality and radiation dose of coronary 320-MDCT angiography in patients with high heart rate.Methods80 patients with heart rate between 80 and 100 bpm were randomly divided into observation group and control group.Prospective scanning with an ECG-gated window of 30-50%of the R-R interval was performed in observation group and 30-80%of the R-R interval gated routine scan was acquired in control group in three heartbeats.Coronary artery image was scored using 4-point scale.The radiation dose was automatically calculated by the CTscanner.ResultsThere was no significant difference of assessable coronary segments and excellent rate between two groups.The image quality scores of total coronary segments,RCA,LM,LAD and LCXwere not significant difference between two groups.The image quality score ofRCA and LCXwas negatively correlated with rhythm variation in observation group(r=0.41,0.47).The effective dose was significantly lower in observation group than in controlgroup[(7.63±3.29)mSv vs.(12.85±2.71)mSv,P＜0.05].ConclusionNarrow window technology may reduce radiation dose without influencing the image quality ofcoronary 320-MDCTangiography for patients with high heart rate and less rhythm variation.

320-MDCT;Heart rate;Narrow window technology;Coronary artery angiography;Radiation dose

2014-06-20）

（本文編輯：楊麗）

310014杭州市浙江省人民醫(yī)院放射科

舒震宇，E-mail：9798714@qq.com