第三代雙源CT前瞻性心電門控在高心率冠狀動脈成像中的臨床應用

盧艷 吳偉峰 韓宏舟 呂曉玲 楊舟鑫 馮越?

CT冠狀動脈成像（CT coronary angiography，CTCA）相較于冠狀動脈DSA擁有無創(chuàng)性的優(yōu)點及相對低廉的價格，且準確性較高，已成為臨床廣泛應用的診斷冠狀動脈疾病的首選檢查手段［1］。隨著CT機器的不斷進步及掃描方式的改進，CTCA的劑量較以往明顯減低，但仍存在一定的輻射致癌風險。前瞻性心電門控技術（prospective ECG-gating）采用軸位掃描技術，僅采集預設時相內(nèi)的數(shù)據(jù)，明顯降低輻射劑量［2］。文獻報道64排CT和雙源CT前瞻性心電門控技術嚴格限定心率，最高不能＞70次/min［3-5］。本文分析第三代雙源CT前瞻性心電門控技術在不同心率患者CTCA的成像質量差別，探討其臨床應用價值與優(yōu)勢。

1 臨床資料

1.1 一般資料 選取2016年12月本院行第三代雙源CTCA檢查者147例，男95例，女52例；年齡33～91歲，平均年齡（60.1±11.9）歲。大多數(shù)患者因表現(xiàn)為胸悶、胸痛、心悸等癥狀，臨床懷疑為冠心病或冠狀動脈相關疾病而行此檢查。按不同心率范圍分為4組：A組（40例）：心率＜70次/min，B組（42例）：70次≤心率＜80次/min，C組（50例）：80次≤心率＜100次/min，D組（15例）：心率≥100次/min。

1.2 方法 （1）檢查前準備：所有患者檢查前2min均予舌下硝酸甘油含片1片（0.5mg/片），以擴張冠狀動脈，并均于檢查前行呼吸訓練。所有患者檢查前均不服用控制心率藥物。（2）掃描技術及參數(shù)：所有CTCA均由第三代雙源CT采用前瞻性心電門控軸位掃描技術完成，掃描時相：30%～70%R-R間期，球管轉速0.25r/s，時間分辨率62.5ms，探測器準直2mm×192mm×0.6mm，矩陣512×512，床速737mm/s，有效管電流根據(jù)體質指數(shù)自動選擇，有效管電壓100kV。采用高壓雙筒注射器，經(jīng)右肘前靜脈以5.0ml/s的流率注射對比劑40～45ml（碘佛醇350mgI/ml，美國萬靈科公司），隨后以相同流率注射0.9%生理鹽水40ml。掃描范圍設置為氣管分叉下1.0cm處至膈下2.0cm，采用Bolus Tracking技術，當主動脈根部閾值達到100HU時延遲6s開始掃描。（3）圖像后處理：采用迭代重建（iterative reconstruction，IR）技術根據(jù)所采集數(shù)據(jù)，自動重建最佳舒張期及最佳收縮期圖像，若仍未獲得滿意圖像，則以3%為間隔重建圖像以選出最佳質量圖像，圖像數(shù)據(jù)傳送至后處理工作站，進行曲面重組（curved planar reformation，CPR）、容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）等重建，重建層厚0.75mm，層間隔0.3mm。

1.3 圖像分析 采用美國心臟協(xié)會（AHA）推薦的冠狀動脈15段分段法［6］，由兩位有＞2年冠狀動脈影像診斷工作經(jīng)驗的醫(yī)師分別獨立對所有冠狀動脈節(jié)段圖像質量做出評價，應用軟件自動測量管腔直徑，對于管腔直徑＜1.5mm、閉塞血管的遠端、嚴重鈣化的血管不納入評價范圍。冠狀動脈圖像質量評分依據(jù)Frank［7］評分標準分為4級：優(yōu)秀（4分）：管腔內(nèi)密度一致均勻，血管邊緣清晰、管壁無偽影（見圖1A）；良好（3分）：偽影較輕，僅部分血管壁稍模糊，輪廓尚清楚（見圖1B）；一般（2分）：明顯偽影，血管輪廓明顯模糊，部分血管有錯層，但錯層直徑范圍＜25%（見圖1C）；差（1分）：血管有明顯的錯層，錯層直徑范圍＞25%（見圖1D）。將達到臨床診斷標準的可評估血管定義為評分≥ 2分，＜2分的血管定義為不可評估。

1.4 輻射劑量分析 本資料劑量為有效輻射劑量（effective dose，ED），是指僅代表成像時的劑量，定位及峰值檢測掃描時的輻射劑量不包含在內(nèi)。有效輻射劑量（ED）=劑量長度乘積（dose length product，DLP）×k［k=0.014mSv/（mGy·cm）］。k 為胸部換算因子［8］。

圖1 冠狀動脈圖像質量

1.5 統(tǒng)計學分析 采用SPSS17.0 統(tǒng)計軟件。計量資料以（x±s）表示，用t檢驗。計數(shù)資料用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

147例檢查者心率范圍49～127次/min，平均79次/min，依照AHA冠狀動脈15段分段法，共獲得2110段冠狀動脈節(jié)段，其中可評估的冠狀動脈節(jié)段數(shù)2070段，可評估率約98.1%（2070/2110）；優(yōu)秀冠狀動脈（4分）節(jié)段數(shù)1740段，優(yōu)秀率約84.1%（1740/2070）。4組不同心率檢查者冠狀動脈可評估率差異有統(tǒng)計學意義（χ2=30.48，P＜0.05）；圖像質量優(yōu)秀率差異有統(tǒng)計學意義（χ2=50.64，P＜0.05）。見表1。2110段冠狀動脈中，共有40段血管不能評估，其中有22段血管因屏氣不佳或心率變化較大出現(xiàn)嚴重偽影或錯層，12段由于有嚴重鈣化致使硬線束偽影較重而無法評估，4段因血管顯影淺淡無法評估，2例由于血管閉塞而不能評價。見表2。

表1 不同心率組間CTCA輻射劑量與可評估率及圖像質量評分比較

表2 不能評估血管段原因分析［n（%）］

3 討論

由于生活水平的提升，冠心病的發(fā)病率日益上升，相比較于費用昂貴且有創(chuàng)的冠狀動脈DSA，CTCA已成為臨床無創(chuàng)性診斷冠心病的首選檢查方式。但由于存在一定的輻射致癌風險，CTCA的輻射劑量一直具有爭議性。

回顧性心電門控技術在以往的CTCA檢查中應用廣泛，其掃描方式為小螺距螺旋掃描，連續(xù)采集整個心動周期內(nèi)所有數(shù)據(jù)，因此回顧性心電門控可以借助心電編輯技術解決類似心律不齊造成的CTCA圖像質量不佳等問題，這是其優(yōu)點，但缺點是輻射劑量高。Scheffel H［9］等研究顯示回顧性心電門控螺旋掃描的平均有效劑量約12mSv。近年出現(xiàn)的采用步進式軸位掃描結合ECG觸發(fā)模式的前瞻性心電門控技術，僅在R-R間期的固定時相觸發(fā)掃描，采集3～4個心動周期數(shù)據(jù)，兩次數(shù)據(jù)采集間不產(chǎn)生曝光，從而明顯降低輻射劑量，研究報道其平均輻射劑量在2.1～4.1mSv［10］。有研究［11］表明，設定同樣的掃描條件，回顧性心電門控螺旋掃描的有效劑量較前瞻性心電門控軸位掃描增加約74.4%，且兩者圖像質量無明顯差異。本資料中147例檢查者整體平均有效輻射劑量（3.16±1.36）mSv及4種不同心率組間各自的有效輻射劑量和文獻［10］報道范圍相仿。

但前瞻性心電門控一般要求心律節(jié)律規(guī)則，且心率范圍限定在65～70次/min，而在實際檢查中，患者受各種因素的影響而產(chǎn)生較大的心率波動，尤其是老年患者，相對于青年人更不易獲得前瞻性門控所需的心率，導致檢查失敗或不能獲得可用于診斷的圖像。第三代雙源Force CT具有更高的球管轉速（達0.25r/s）與更寬的探測器寬度2mm×192mm×0.6mm，且時間分辨率62.5ms，X線球管旋轉3～4次即可完成整個心臟掃描，可以保證高心率患者的圖像質量，雖然統(tǒng)計學比較顯示4組的圖像質量可評估率有差異，但4組可評估率數(shù)值均＞90%，表明在心率≥70次/min時，高心率B、C、D組和低心率A組（＜70次/min）同樣可獲得滿意的可評估血管節(jié)段。

本資料中A、B、C組的圖像質量優(yōu)秀率分別為90.2%、84.2%、83.1%，在統(tǒng)計學上有一定的差異，表明心率的升高會對前瞻性門控CTCA的評估產(chǎn)生影響，這與文獻［12］中的觀點相符，但3組間差值并不大，表明在心率70～100次/min范圍內(nèi)，應用第3代雙源CT前瞻性心電門控掃描仍可以獲較高質量的圖像。至于本資料中D組（心率≥100次/min）的檢查者中優(yōu)秀血管率相較于A、B、C 3組較低，究其原因可能是因過高心率時，檢查者更不易屏氣或心率更易產(chǎn)生較大波動從而引起較嚴重的運動偽影，致使血管模糊甚至錯層從而影響判斷，也可能和D組樣本量（15例）相對較少，所獲得血管節(jié)段整體較小有關。

總之，第三代雙源CTCA在不控制心率的條件下，在較低的輻射劑量下，前瞻性門控可廣泛用于心率＞70次/min的患者，并可獲得高質量的圖像，對臨床有一定的指導價值。

［1］ Leber A,Knez A,Ziegler F,et al.Quantification of obstructive and nonobstructive coronary lesions by 64 slice computed tomography:a comparative study with uantitative coronary angiography and intravaseular ultrasound.J Am Coll Cardiol,2005,46(1):147-154.

［2］ 郭小超,劉建新,邱建星,等.冠狀動脈64排螺旋CT成像中前瞻性與回顧性心電門控比較.中國醫(yī)學影像技術,2009,25(11):2004-2008.

［3］ 旭春,王賢主,廖文凌,等.前瞻性心電門控技術在64層CT冠狀動脈成像的初步應用.中華放射學雜志,2008,42(10):1053-1055.

［4］ Earls JP,Berman EL,Urban BA,et al.Prospectively gated transverse coronary CT angiography versus retrospectively gated helical technique,improved image quality and reduced radiation dose.Radiology,2008,246(3):742-753.

［5］ 李偉,許琦,翟利浩,等.心率及心率變化對雙源CT冠狀動脈成像圖像質量影響分析. 心腦血管病防治,2010, 10(5):341-343.

［6］ Achenbach S,Marwan M,Ropers D,et al. Coronary computed tomography angiography with a consistent dose below 1mSv using prospectively electrocardiogram-triggered high-pitch spiral acquisition.Eur Heart J,2010,31(3):340-346.

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

［8］ The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP publication 103. Ann ICRP,2007,37(2-4):1-332.

［9］ Scheffel H, Alkadhi H, Leschka S, et al. Low-dose CT coronary angiography in the step-and-shoot mode: diagnostic performance.Heart, 2008, 94(9): 1132-1137.

［10］ Stolzmann P, Desbiolles L, Alkadhi H, et al. Low-dose, 128-slice,dual-source CT coronary angiography: Accuracy and radiation dose of the high-pitch and the step-and-shoot mode. Heart,2010, 96(12): 933-938.

［11］ 胡瑩瑩,孫宏亮,王玉麗,等.256層CT前瞻性及回顧性心電門控冠狀動脈成像質量和輻射劑量的初衷.臨床放射學雜志,2011,30(11):1701-1704.

［12］ Paul JF, Amato A, Rohnean A. Low-dose coronary-CT angiography using step and shoot at any heart rate: comparison of image quality at systole for high heart rate and diastole for low heart rate with a 128-slice dual-source machine. Int J Cardiovasc Imaging, 2013, 29(3): 651-657.