320排容積CT冠狀靜脈對比劑濃度對評價冠狀動脈狹窄的影響

李 勐 LI Meng

晏子旭 YAN Zixu

范占明 FAN Zhanming

徐 磊 XU Lei

宋 楠 SONG Nan

近年綠色影像的理念逐漸被醫(yī)學影像學工作者所重視。隨著雙低技術(shù)、迭代重建算法等新技術(shù)的應用[1]，多數(shù)學者通過努力在保障優(yōu)質(zhì)圖像質(zhì)量的基礎上，合理地降低了輻射劑量和對比劑用量。本文通過觀察不同冠狀靜脈對比劑CT值濃度對評估冠狀動脈狹窄的影響，分析冠狀動脈CT血管成像（coronary CT angiography, CCTA）中冠狀靜脈輕度顯影對獲得冠狀動脈顯影最佳時相的重要性，為提高CCTA檢查的成功率和準確率提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象 2012-06～2013-06在首都醫(yī)科大學附屬北京安貞醫(yī)院行冠狀動脈造影（coronary angiography,CAG）的198例患者，造影前1～2周內(nèi)均完成CCTA檢查。其中3支病變患者37例，2支病變患者61例，1支病變患者71例，正常者29例。提取所有患者的CCTA影像資料，根據(jù)CCTA軸位容積影像冠狀靜脈CT值（圖1）分為A組（0～50 Hu）98例和 B組（51～100 Hu）100例。掃描前患者均簽署檢查同意書，并進行碘過敏試驗和呼吸訓練；排除嚴重心功能衰竭、碘過敏試驗陽性、血壓不穩(wěn)（收縮壓＜80 mmHg）、血清肌酐增高（＞1.4 mg/dl）及甲狀腺功能異常患者。

圖1 CCTA軸位容積影像，在軸位測量冠狀靜脈CT值，并根據(jù)CT值進行分組

1.2 儀器與方法 使用Toshiba Aquilion One 320-MDCT，應用前瞻性容積掃描[2]。掃描參數(shù)：管電壓100～120 kV，采取自動管電流調(diào)制[3,4]，機架轉(zhuǎn)速0.35 s，掃描范圍120～128 mm，重建卷積核（FC03），迭代算法重建（AIDR 3D）[5,6]。根據(jù)患者的心率選擇曝光時間窗和容積采集次數(shù)。掃描范圍：患者足頭位進床，上端起自氣管隆突下1 cm水平，下至心臟膈面水平。監(jiān)測層面為容積采集中心平面，均采用Sure-Start軟件手動觸發(fā)。選用非離子型對比劑碘普胺（370 mgI/ml），經(jīng)肘前靜脈留置18～20G套管針，采用雙筒高壓注射器兩期注射法，第一期注射對比劑50～70 ml，流速4～5 ml/s；第二期注射30 ml生理鹽水，流速4～5 ml/s。

1.3 圖像后處理 采集數(shù)據(jù)以最佳時相重建后傳入Vitrea工作站，對冠狀動脈進行多平面重組（MPR）、最大密度投影（MIP）、容積再現(xiàn)（VR）處理。

1.4 圖像質(zhì)量評價 按照美國心臟病學會（AHA）標準評價冠狀動脈樹15段[7]，將右冠狀動脈分為近段（RCA1）、中段（RCA2）、遠段（RCA3）、后降支（PDA）及左心室后支（PLB）；將左冠狀動脈分為左主干（LM），左前降支分為近段（LAD1）、中段（LAD2）、遠段（LAD3），回旋支近段（LCX1）、中段（LCX2）、遠段（LCX3），第一對角支（D1），第二對角支（D2），鈍緣支（OM）。由2名有經(jīng)驗的副主任醫(yī)師采用盲法對重組圖像獨立分析并對圖像質(zhì)量進行評級，再針對評判不一致的圖像進行2次共閱片達成一致意見。評分標準分4級[8]：4分代表圖像質(zhì)量優(yōu)，冠狀動脈顯示清晰，管壁連續(xù)完整、銳利；3分代表圖像質(zhì)量良好，管壁輕度偽影，但與周圍組織分界清楚，不影響診斷；2分代表圖像質(zhì)量中等，管壁中度偽影，尚可做出診斷；1分代表圖像質(zhì)量差，管壁嚴重偽影，不能診斷。對于嚴重鈣化的血管，管腔內(nèi)觀察困難不做評價。

1.5 輻射劑量 本研究不包括定位像和觸發(fā)掃描的輻射劑量，僅為采集曝光的輻射劑量。通過CT自動計算得到容積CT劑量指數(shù)（volume CT dose index, CTDI）和劑量長度乘積（dose length product, DLP），由DLP乘以特定轉(zhuǎn)換系數(shù)k得到有效劑量（effective dose, ED），轉(zhuǎn)換系數(shù)參考歐盟委員會關(guān)于CT質(zhì)量標準指南[9]，k=0.014 mSv/（mGy ·cm）。

1.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 17.0軟件，兩組冠狀動脈圖像質(zhì)量評分比較采用秩和檢驗；不同影像醫(yī)師對圖像質(zhì)量評估的一致性評價采用Kappa檢驗；以CAG為“金標準”對管腔狹窄≥50%的冠狀動脈血管進行分析，計算CCTA診斷冠狀動脈狹窄的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組冠狀動脈各節(jié)段的顯示情況 CCTA檢查結(jié)果中，A組98例患者可評價1310段冠狀動脈，可診斷血管段達99.4%；B組100例患者可評價1336段冠狀動脈，可診斷血管段達99.6%。導致未能診斷血管段的主要原因為運動偽影，主要影響右冠狀動脈、前降支和回旋支的遠段。兩組冠狀動脈各節(jié)段評價結(jié)果見表1。

表1 兩組冠狀動脈各節(jié)段評價結(jié)果比較[n(%)]

2.2 兩組冠狀動脈圖像質(zhì)量的差異 兩組圖像質(zhì)量評分比較，差異無統(tǒng)計學意義（t=0.085, P＞0.05）。2名影像醫(yī)師對圖像診斷的一致性較高（Kappa=0.81,P＜0.05）。A組與B組前降支、回旋支、右冠狀動脈的近段、中段、遠段CT值和信噪比比較，差異亦無統(tǒng)計學意義（t=－21.038～2.19, P＞0.05），見表2。

2.3 CCTA與CAG顯示冠狀動脈狹窄的吻合度 每組患者統(tǒng)計CCTA和CAG均可評價的前降支、回旋支、右冠狀動脈。A組共獲得294條血管，CCTA顯像的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值分別為88%、75%、81%、76%、87%（圖2）。B組共獲得300條血管，CCTA顯像的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值、陰性預測值分別為92%、84%、88%、87%、89%（圖3）。診斷出現(xiàn)假陽性多為管壁的鈣化斑塊和運動偽影造成，假陰性多為圖像信噪比過低造成，見表3、4。

表2 兩組圖像質(zhì)量及輻射劑量比較

圖2 男，65歲。數(shù)字減影血管造影診斷為右冠狀動脈近中段輕度狹窄（A）；CCTA軸位容積影像冠狀靜脈CT值37 Hu，CTA圖像（B）對于狹窄評價過度

圖3 男，48歲。數(shù)字減影血管造影診斷為冠狀動脈第二對角支開口重度狹窄（A）；CCTA軸位容積影像冠狀靜脈CT值87 Hu，同角度CTA圖像（B）與數(shù)字減影血管造影顯示病變血管一致性較高

表3 A組CCTA與CAG顯示冠狀動脈狹窄情況（條）

表4 B組CCTA與CAG顯示冠狀動脈狹窄情況（條）

3 討論

3.1 結(jié)果分析 CCTA作為一種無創(chuàng)、快捷的檢查手段具有較高的病變檢出率[10,11]，但容易受到患者病變因素（如有鈣化斑塊的血管）、呼吸運動偽影以及掃描觸發(fā)時相的影響，有時會存在過度診斷的問題，因此，在對病變狹窄準確性評估上與CAG比較尚有一定的差距。冠狀靜脈顯影往往是CCTA檢查中容易忽視的信息。本研究根據(jù)正常人血液CT值分組，一般正常人血管內(nèi)血液CT值不高于50 Hu，因此以50 Hu為分界點，A組設定為冠狀靜脈內(nèi)無對比劑組，B組設定為冠狀靜脈內(nèi)有對比劑組。盡管本研究為回顧性研究，但根據(jù)冠狀靜脈CT值分組發(fā)現(xiàn)A、B兩組冠狀動脈血管平均CT值接近的情況下，B組對于病變狹窄顯像的敏感度、特異度、準確度、陽性預測值和陰性預測值均高于A組。B組得到的結(jié)果與文獻報道[12]結(jié)果接近。因此，冠狀靜脈CT值應當予以重視。冠狀靜脈內(nèi)有輕度對比劑回流可以理解為B組較A組冠狀動脈充盈更充分，盡管CCTA對于冠狀動脈小分支、側(cè)支血管及心肌灌注的顯示有一定的局限性，但本研究發(fā)現(xiàn)B組在以上信息的顯示方面均優(yōu)于A組。

3.2 觸發(fā)模式選擇 本研究所有CCTA檢查均采用手動觸發(fā)模式，與自動觸發(fā)比較其優(yōu)點在于可以針對不同患者的情況靈活調(diào)整觸發(fā)時間點。盡管掃描監(jiān)測層面不在冠狀靜脈水平，但可以通過增加感興趣區(qū)CT值達峰延遲時間從而增加冠狀靜脈顯影的可能性。觸發(fā)時間點的選擇對于獲取冠狀動脈顯影的最佳時相起決定性作用。但由于個體差異較大，目前單憑調(diào)整掃描觸發(fā)點達到冠狀靜脈的統(tǒng)一時相較為困難。行320排容積CT冠狀動脈檢查時，Sure-Start軟件觸發(fā)采用先屏氣-后觸發(fā)的掃描模式，故提高了獲取冠狀動脈峰值最佳時相的準確性，配合手動觸發(fā)對目標血管時相的顯示更佳。

3.3 冠狀靜脈顯影的重要性 手動觸發(fā)時感興趣區(qū)的觸發(fā)時間需要綜合患者的病情、心功能、心率、肺循環(huán)時間、設備參數(shù)等因素進行調(diào)整。冠狀靜脈內(nèi)有無對比劑回流是衡量冠狀動脈是否充分充盈的重要標志。多數(shù)冠心病患者病變血管血流動力學發(fā)生改變，如病變血管狹窄段遠端血管壁擴張、冠狀動脈慢性閉塞患者側(cè)支循環(huán)建立等。對比劑由動脈通過毛細血管網(wǎng)到達靜脈的時間相應地延長。因此，當冠狀動脈內(nèi)對比劑密度達到峰值而冠狀靜脈內(nèi)無對比劑回流，如A組提示為觸發(fā)時間點選擇過早，不利于對病變血管的真實顯示；而當冠狀靜脈CT值＞100 Hu[13]，隨著冠狀靜脈內(nèi)對比劑密度逐漸增高，使冠狀動脈與冠狀靜脈對比劑密度差逐漸降低。因此會逐漸增加對于冠狀動脈血管觀察的污染，增加圖像后處理難度。

3.4 本研究的局限性 本研究中，當冠狀動脈有重度鈣化斑塊存在時，無法準確地評估冠狀動脈管腔的狹窄程度[14]。另外，部分冠心病患者冠狀動脈狹窄程度與心肌缺血程度無正相關(guān)性，因此，冠狀動脈狹窄程度是否能完全代表冠心病程度有待研究。

心臟CTA檢查冠狀靜脈內(nèi)顯示適當濃度對比劑是判斷CCTA最佳掃描時相的重要指標之一。對于狹窄≥50%的冠狀動脈，冠狀靜脈內(nèi)合適的對比劑強化可以改善冠狀動脈狹窄的診斷準確性。影響CCTA成像質(zhì)量的因素眾多，綜合患者個人信息個性化設計掃描預案，合理運用對比劑，是提高CCTA檢查成功率和準確性的基礎。

[1] Moscariello A, Takx RA, Schoepf UJ, et al. Coronary CT angiography: image quality, diagnostic accuracy, and potential for radiation dose reduction using a novel iterative image reconstruction technique-comparison with traditional filtered back projection. Eur Radiol, 2011, 21(10): 2130-2138.

[2] Dewey M, Zimmermann E, Deissenrieder F, et al. Noninvasive coronary angiography by 320-row computed tomography with lower radiation exposure and maintained diagnostic accuracy:comparison of results with cardiac catheterization in a head-tohead pilot investigation. Circulation, 2009, 120(10): 867-875.

[3] Defrance T, Dubois E, Gebow D, et al. Helical prospective ECG-gating in cardiac computed tomography: radiation dose and image quality. Int J Cardiovasc Imaging, 2010, 26(1): 99-107.

[4] Mulkens TH, Bellinck P, Baeyaert M, et al. Use of an automatic exposure control mechanism for dose optimization in multidetector row CT examinations: clinical evaluation. Radiology,2005, 237(1): 213-223.

[5] Nishimaru E, Ichikawa K, Hara T, et al. Novel method of noise power spectrum measurement for computed tomography images with adaptive iterative reconstruction method. Nihon Hoshasen Gijutsu Gakkai Zasshi, 2012, 68(12): 1637-1643.

[6] Yoo RE, Park EA, Lee W, et al. Image quality of adaptive iterative dose reduction 3D of coronary CT angiography of 640-slice CT: comparison with filtered back-projection. Int J Cardiovasc Imaging, 2013, 29(3): 669-676.

[7] Austen WG, Edwards JE, Frye RL, et al. A reporting system on patients evaluated for coronary artery disease. Report of the Ad Hoc Committee for Grading of Coronary Artery Disease, Council on Cardiovascular Surgery, American Heart Association. Circulation, 1975, 51(4 Suppl): 5-40.

[8] 徐磊, 晏子旭, 張兆琪, 等. 雙源CT低劑量前瞻性心電觸發(fā)序列掃描在冠狀動脈血管成像的應用. 中華放射學雜志,2009, 43(7): 700-703.

[9] European Commisson. European guidelines on quality criteria for computed tomography. Report EUR 16262 EN. http://www.drs.dk/guidelines/ct/quality/index.html.

[10] 晏子旭, 張兆琪, 徐磊, 等. 雙源CT低管電壓降低冠狀動脈CTA輻射劑量. 中國醫(yī)學影像技術(shù), 2009, 25(9): 1614-1616.

[11] 張輝陽, 周智鵬, 邱維加, 等. 64層螺旋CT心臟冠狀動脈檢查前瞻性心電門控掃描技術(shù)降低輻射劑量的研究. 中國醫(yī)學影像學雜志, 2011, 19(7): 495-498.

[12] 徐磊, 楊琳, 張兆琪, 等. 320排CT對心房顫動患者冠狀動脈CT成像的研究. 心肺血管病雜志, 2013, 32(5): 614-617.

[13] 侯陽, 郭啟勇, 岳勇, 等. 對比劑注射速率對64層CT冠狀靜脈成像質(zhì)量的影響. 中國醫(yī)學影像技術(shù), 2007, 23(12):1805-1808.

[14] 任紅, 袁宏麗, 崔進國. 320排螺旋CT冠狀動脈成像診斷無癥狀冠心病. 放射學實踐, 2013, 28(6): 655-657.