可變螺距技術(shù)在320排CT急性胸痛三聯(lián)檢查中的應(yīng)用

莫緒凱， 吳天可， 劉伊勇， 張冬， 梁建業(yè)， 羅良平， 史長征

（暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院影像中心，廣東廣州510632）

急性胸痛是臨床常見的病癥，造成患者胸痛的原因錯(cuò)綜復(fù)雜，主要包括急性冠脈綜合征（acute coronary syndromes，ACS）、主動(dòng)脈夾層（aortic dissection，AD）、肺動(dòng)脈栓塞（pulmonary embolism，PE）等，誤診率高，進(jìn)展迅速，稱為胸痛三聯(lián)征（triple rule out，TRO）[1].常規(guī)胸痛三聯(lián)檢查掃描非冠脈區(qū)域時(shí)使用小螺距的心電門控技術(shù)，掃描時(shí)間遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通螺距掃描的時(shí)間，使得患者接受的對(duì)比劑量和輻射劑量明顯增多[2].320排CT擁有的可變螺距（variable helical pitch，VHP）技術(shù)可以在1次檢查中在用戶自定義的位置進(jìn)行螺距的切換，同時(shí)沒有停止掃描過程.通過適應(yīng)不同速度的重建，整個(gè)掃描區(qū)域可以重建為1個(gè)單一區(qū)域或者分解為不同的區(qū)域進(jìn)行診斷[3].本研究擬采用VHP技術(shù)進(jìn)行胸痛三聯(lián)檢查，將生成的圖像與單純主動(dòng)脈CT血管造影（CTA）、肺動(dòng)脈CTA和冠狀動(dòng)脈CTA檢查生成的圖像分別進(jìn)行對(duì)照，對(duì)比生成圖像的質(zhì)量、患者受到的輻射量，探討VHP技術(shù)在胸痛三聯(lián)檢查中的可行性.

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究分為三聯(lián)組與對(duì)照組，均選取2014年5月至2016年8月于暨南大學(xué)附屬第一醫(yī)院接受320排CT檢查的患者，患者均無碘對(duì)比劑過敏史，無甲狀腺功能亢進(jìn)，無過敏高危因素，亦無嚴(yán)重心、腎、肝功能不全.所有受試者檢查前均簽署知情同意書.

三聯(lián)組為胸痛三聯(lián)CT檢查的患者44例，男21例，女 23例，平均（60.2±11.5）歲.對(duì)照組為針對(duì)性CTA檢查的患者154例，其中主動(dòng)脈CTA成像患者52例，男32例，女20例，平均（59.5±13.6）歲；肺動(dòng)脈CTA成像患者54例，男35例，女19例，平均（60.7±16.1）歲；冠狀動(dòng)脈 CTA成像患者48例，男29例，女19例，平均（57.2±11.3）歲.

1.2 儀器與方法

掃描參數(shù)：采用Toshiba 320排CT對(duì)所有患者進(jìn)行掃描，管電壓選擇120 kV，根據(jù)BMI自動(dòng)調(diào)制管電流（230～580 mA），球管旋轉(zhuǎn)速度0.35 s/r，F(xiàn)OV 320 mm×320 mm.選用非離子型對(duì)比劑碘帕醇質(zhì)量濃度為370 mg/mL，應(yīng)用雙筒高壓注射器以每秒4.5～5.0 mL的流率經(jīng)肘正中靜脈注入，三聯(lián)組對(duì)比劑總量為70 mL，對(duì)照組中主動(dòng)脈掃描對(duì)比劑總量為65 mL，肺動(dòng)脈掃描對(duì)比劑總量為40 mL，冠狀動(dòng)脈掃描對(duì)比劑總量為50 mL.注入對(duì)比劑之后緊接著以相同流速注入生理鹽水30 mL.應(yīng)用對(duì)比劑團(tuán)注跟蹤技術(shù)閾值觸發(fā)的方式設(shè)定掃描延遲時(shí)間.

（1）螺距選擇 三聯(lián)組使用VHP技術(shù)進(jìn)行檢查，第1階段掃描范圍為肺尖至氣管分叉水平PF＝0.810，第2階段掃描范圍為氣管分叉水平至膈肌 PF＝0.185，探測(cè)器0.5 mm×100（圖1）；對(duì)照組中主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈掃描采用普通螺距PF＝0.810進(jìn)行掃描，掃描范圍為肺尖至膈肌，探測(cè)器0.5 mm×100；冠狀動(dòng)脈掃描采用心電門控技術(shù)聯(lián)合寬探測(cè)器的方法進(jìn)行掃描，掃描范圍為氣管分叉水平至膈肌，探測(cè)器0.5 mm×320.

（2）圖像后處理 將獲得的原始數(shù)據(jù)傳輸至Vitera FX工作站進(jìn)行圖像后處理，后處理重建技術(shù)主要有曲面重建、最大密度投影、多平面重組和容積再現(xiàn).

1.3 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

采用美國心臟病協(xié)會(huì)對(duì)于冠脈的分段法，將冠狀動(dòng)脈分為15個(gè)節(jié)段[4]，對(duì)冠狀動(dòng)脈以下9個(gè)主要節(jié)段評(píng)價(jià)：右冠脈近段、中段、遠(yuǎn)段，左主干、左前降支近段、中段、遠(yuǎn)段，左回旋支近段、遠(yuǎn)段；將胸主動(dòng)脈分為升主動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓、降主動(dòng)脈3個(gè)主要節(jié)段[5]；將肺動(dòng)脈分為肺動(dòng)脈主干、左肺動(dòng)脈、左肺動(dòng)脈上段、左肺動(dòng)脈舌段、左肺動(dòng)脈下段、右肺動(dòng)脈、右肺動(dòng)脈上段、右肺動(dòng)脈中段、右肺動(dòng)脈段9個(gè)主要節(jié)段[5].在圖像上選取以上22個(gè)血管節(jié)段的感興趣區(qū)（region of interest，ROI）進(jìn)行測(cè)量并記錄平均CT值，在測(cè)量過程中，避開鈣化、軟斑塊和狹窄以避免對(duì)相應(yīng)感興趣區(qū)CT值造成影響.ROI的CT值要取3次測(cè)量的平均值，測(cè)量時(shí)的血管直徑要求在2 mm以上.

由兩位診斷經(jīng)驗(yàn)豐富的放射科醫(yī)生采用雙盲法對(duì)所有血管圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)和分析.評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為4級(jí)[6]：4分（優(yōu)），血管連續(xù)、邊緣光滑，軸位圖像清晰顯示，無明顯偽影；3分（良），小部分血管節(jié)段邊緣稍模糊，軸位圖像出現(xiàn)較小偽影；2分（一般），血管節(jié)段出現(xiàn)明顯偽影或錯(cuò)層，但整體可見，偶有雙邊征；1分（差），血管無法清晰顯示，整體模糊，難以對(duì)血管進(jìn)行分析.認(rèn)為評(píng)分達(dá)到3分及以上為滿足臨床診斷的要求.

1.4 輻射劑量計(jì)算

掃描時(shí)定位像和監(jiān)控產(chǎn)生的射線劑量不包括在本次研究的統(tǒng)計(jì)范圍之內(nèi).通過CT自動(dòng)計(jì)算得到螺旋 CT劑量指數(shù)（volume CT dose index，CTDIvol）和劑量長度乘積（dose length product，DLP）.有效劑量 ED＝DLP×k.其中 k＝0.014 mSv/（mGy·cm）.

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理及分析.對(duì)兩組患者主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈主要血管節(jié)段圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分結(jié)果采用4格表χ2檢驗(yàn)；對(duì)兩組患者年齡、檢查時(shí)間、掃描時(shí)間、掃描長度、輻射劑量分別進(jìn)行多樣本的秩和檢驗(yàn)（Kruskal-Wallis H檢驗(yàn)）；對(duì)測(cè)量到的主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈主要血管節(jié)段的CT值分別進(jìn)行兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn).以P＜0.05作為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.

2 結(jié)果

2.1 患者一般資料結(jié)果

兩組患者均順利完成檢查，患者年齡、掃描長度、掃描時(shí)間與檢查（表1），年齡差異對(duì)比無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），掃描長度、掃描時(shí)間及觸發(fā)時(shí)間不同對(duì)比，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）.

表1 兩組患者一般資料Table 1 General information of the two groups（±s）

表1 兩組患者一般資料Table 1 General information of the two groups（±s）

1）與三聯(lián)組相比較，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.

/s三聯(lián)組 44 60.23±11.50 226.03±27.07 7.5±0.6 21.6±2.組別 部位 n 年齡/歲 掃描長度/mm 掃描時(shí)間/s 觸發(fā)時(shí)間9對(duì)照組 主動(dòng)脈 52 59.46±13.60 231.13±31.66 6.5±1.81） 19.7±2.41）肺動(dòng)脈 54 60.69±16.13 231.15±23.21 6.0±1.21） 14.8±2.51）冠狀動(dòng)脈 48 57.23±11.31 159.17±4.041） 3.0±0.41） 24.8±2.91）

2.2 圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分

三聯(lián)組與對(duì)照組圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分結(jié)果（表2）.主動(dòng)脈CT血管成像兩組滿足診斷要求的血管數(shù)分別為130、147個(gè)，優(yōu)良率分別為98.5%、94.2%，三聯(lián)組稍高于對(duì)照組，兩者之間圖像主觀評(píng)分無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），對(duì)照組中部分患者主動(dòng)脈根部可見運(yùn)動(dòng)偽影（見圖1A、1B），三聯(lián)組中患者主動(dòng)脈根部清晰顯示，同時(shí)能夠觀察主動(dòng)脈瓣的運(yùn)動(dòng)情況（見圖1C、1D）；肺動(dòng)脈CT血管成像兩組滿足診斷要求的血管數(shù)分別為371、457個(gè)，優(yōu)良率分別為 94.2%、94.0%，三聯(lián)組與對(duì)照組基本相同，兩者之間圖像主觀評(píng)分無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）；冠狀動(dòng)脈CT血管成像兩組滿足診斷要求的血管數(shù)分別為344、389個(gè)，優(yōu)良率分別為90.5%、93.5%，三聯(lián)組稍低于對(duì)照組，兩者之間圖像主觀評(píng)分無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）.

表2 圖像質(zhì)量主觀評(píng)分Table 2 Image quality subjective score

圖1 不同掃描方式生成的主動(dòng)脈根部圖像Fig.1 Aortic root image generated by different scanningmethods

2.3 圖像質(zhì)量的客觀評(píng)分

三聯(lián)組與對(duì)照組主要血管增強(qiáng)CT值（表3）.三聯(lián)組與對(duì)照組中升主動(dòng)脈、主動(dòng)脈弓、主肺動(dòng)脈干、左肺動(dòng)脈、左肺上葉動(dòng)脈、左肺舌葉動(dòng)脈、左肺下葉動(dòng)脈、右肺動(dòng)脈、右肺上葉動(dòng)脈、右肺中葉動(dòng)脈、右肺下葉動(dòng)脈、右冠狀動(dòng)脈近段、右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段及左冠狀動(dòng)脈前降支遠(yuǎn)段增強(qiáng)CT值之間相比較，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05），降主動(dòng)脈、右冠狀動(dòng)脈中段、左主干、左冠狀動(dòng)脈前降支近段、左冠狀動(dòng)脈前降支中段、左冠狀動(dòng)脈旋支近段及左冠狀動(dòng)脈旋支遠(yuǎn)段血管強(qiáng)化CT值不同相比較，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05）.以上所有血管增強(qiáng)CT值均大于300 HU.

表3 主要血管增強(qiáng)CT值Table 3 Main vessels enhanced CT values（±s）/Hu

表3 主要血管增強(qiáng)CT值Table 3 Main vessels enhanced CT values（±s）/Hu

1）與三聯(lián)組相比較，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.

組別 升主動(dòng)脈 主動(dòng)脈弓 降主動(dòng)脈 主肺動(dòng)脈干 左肺動(dòng)脈 左肺上葉動(dòng)脈 左肺舌部動(dòng)脈三聯(lián)組 469.7±83.5 381.9±73.0 451.7±82.9 432.1±139.5 429.6±120.6 415.4±119.3 400.4±114.5對(duì)照組 431.6±106.8 399.6±89.3 388.5±94.0 440.2±142.5 418.9±134.5 393.2±129.0 386.8±125.3 t值狀動(dòng)脈中段三聯(lián)組 414.9±124.2 420.9±137.6 423.7±114.6 409.4±1.922 －1.051 3.468 －0.282 0.413 0.872 0.353 P值 0.058 0.296 0.0011） 0.778 0.68 0.385 0.579組別 左肺下葉動(dòng)脈 右肺動(dòng)脈 右肺上葉動(dòng)脈 右肺中葉動(dòng)脈 右肺下葉動(dòng)脈 右冠狀動(dòng)脈近段 右冠107.8 407.9±120.8 510.2±391.1 443.1±102.6對(duì)照組 409.9±131.6 411.5±128.5 407.3±129.1 397.8±125.1 390.8±119.8 502.3±112.0 505.7±120.4 t值左冠狀動(dòng)脈旋支遠(yuǎn)段三聯(lián)組 448.0±86.7 445.3±75.2 423.4±71.3 377.9±111 0.193 0.351 0.658 0.486 0.7 0.134 －2.671 P值 0.847 0.726 0.512 0.628 0.485 0.894 0.0091）組別 右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段左冠狀動(dòng)脈主干左冠狀動(dòng)脈前降支近段左冠狀動(dòng)脈前降支中段左冠狀動(dòng)脈前降支遠(yuǎn)段左冠狀動(dòng)脈旋支近段.2 359.3±75.4 419.7±101.2 340.4±77.8對(duì)照組 474.2±103.6 488.2±107.9 479.1±114.1 441.2±111.4 362.7±77.9 468.4±110.2 382.0±76.0 t值 －1.311 －2.194 －2.778 －2.723 －0.213 －2.199 －2.593 P值 0.193 0.0311） 0.0071） 0.0081） 0.832 0.0301） 0.0111）

2.4 輻射劑量評(píng)估患者檢查射線劑量評(píng)估結(jié)果

三聯(lián)組生成的CTDIvol、DLP、ED均高于對(duì)照組，有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.05，表4）.

表4 患者檢查射線劑量評(píng)估結(jié)果Table 4 Patient exam ined the results of the dose assessment（±s）

表4 患者檢查射線劑量評(píng)估結(jié)果Table 4 Patient exam ined the results of the dose assessment（±s）

1）與三聯(lián)組相比較，P＜0.05為有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異.

組別 CTDIvol/mGy DLP/（mGy/cm）ED/mSv三聯(lián)組27.62±11.55 700.80±301.74 9.81±4.22對(duì)照組主動(dòng)脈 19.59±5.121） 565.18±144.031） 7.91±2.021）肺動(dòng)脈 18.97±5.571） 556.92±160.401） 7.80±2.251）冠狀動(dòng)脈 22.00±11.411）349.44±181.911） 4.89±2.551）H值18.284 54.921 54.921 P值0.000 0.000 0.000

3 討論

CTA作為臨床診斷血管病變的重要手段，可以較為準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈[7].然而冠狀動(dòng)脈、主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈的CT檢查方法不同，一般需要多次檢查，但多次檢查影響了疾病的鑒別診斷、增加患者接受的碘對(duì)比劑及有效輻射劑量，同時(shí)也增加檢查費(fèi)用[8－12].傳統(tǒng)的胸痛三聯(lián)檢查，掃描時(shí)間長達(dá)十幾秒，需要大劑量的碘對(duì)比劑來維持檢查，造成患者嚴(yán)重的對(duì)比劑腎病風(fēng)險(xiǎn)[13].本研究采用VHP技術(shù)進(jìn)行胸痛三聯(lián)檢查，在碘對(duì)比劑總量為70mL的條件下，成功對(duì)44例患者進(jìn)行胸痛三聯(lián)掃描，掃描時(shí)間在7.5 s左右.一次檢查中能獲得整個(gè)胸部的血管圖像，與單純CTA分別進(jìn)行對(duì)比性研究，兩者主觀評(píng)分結(jié)果一致，優(yōu)良率都能達(dá)到90%以上，所研究血管及其分支內(nèi)的強(qiáng)化水平都大于300 HU，血管管腔與周圍組織對(duì)比均能清晰顯示，能滿足臨床診斷的要求.

三聯(lián)組中右冠狀動(dòng)脈中段、左主干、左冠狀動(dòng)脈前降支近段、左冠狀動(dòng)脈前降支中段、左冠狀動(dòng)脈旋支近段及左冠狀動(dòng)脈旋支遠(yuǎn)段血管強(qiáng)化CT值低于對(duì)照組，血管內(nèi)CT值的不同可能會(huì)影響圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)，導(dǎo)致三聯(lián)組中冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分低于對(duì)照組.而結(jié)果也證實(shí)三聯(lián)組與對(duì)照組兩者優(yōu)良率分別為90.5%、93.5%，三聯(lián)組稍低于對(duì)照組.至于兩組間存在的差異性，可能與對(duì)比劑使用量、注射方式及觸發(fā)方法的不同有關(guān)，對(duì)于冠狀動(dòng)脈分支血管的充盈可能有所影響.與單純冠狀動(dòng)脈CTA相比，胸痛三聯(lián)檢查不僅顯示冠狀動(dòng)脈，而且還要顯示主動(dòng)脈及肺動(dòng)脈，所以掃描FOV較單純冠脈CTA變大，圖像空間分辨率會(huì)有所下降，而對(duì)照組無上述不利于冠狀動(dòng)脈CTA的檢查因素.本研究利用VHP技術(shù)，進(jìn)行技術(shù)改良和圖像后處理改進(jìn)后使總體圖像質(zhì)有所提高，三聯(lián)組中冠狀動(dòng)脈CT血管成像優(yōu)良率為90.5%，高于以往64排MSCT胸痛三聯(lián)檢查中冠狀動(dòng)脈成像的優(yōu)良率[14].

采用VHP技術(shù)胸痛三聯(lián)檢查連續(xù)掃描主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)像單純肺動(dòng)脈CTA檢查時(shí)由于曝光時(shí)間過早或者患者血液循環(huán)較慢導(dǎo)致的肺動(dòng)脈遠(yuǎn)段分支對(duì)比劑濃度不足的問題.三聯(lián)組與對(duì)照組中肺動(dòng)脈的優(yōu)良率分別為94.2%、94%，所有血管強(qiáng)化 CT值均數(shù)都接近400 HU.胸痛三聯(lián)檢查時(shí)使用心電門控技術(shù)，同時(shí)可以應(yīng)用多時(shí)相重建技術(shù)，可以減輕呼吸及心臟搏動(dòng)所帶來的運(yùn)動(dòng)偽影，更加清楚地觀察肺動(dòng)脈主干及分支.

有研究報(bào)道，AD患者行單純主動(dòng)脈CTA檢查時(shí)，由于心臟及主動(dòng)脈自身的搏動(dòng)會(huì)導(dǎo)致主動(dòng)脈根部產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，導(dǎo)致AD的破口無法診斷[15].三聯(lián)組采用心電門控技術(shù)能降低心臟及主動(dòng)脈搏動(dòng)的偽影[16]，同時(shí)采用多時(shí)相重組技術(shù)觀察主動(dòng)脈瓣的運(yùn)動(dòng)情況，滿足主動(dòng)脈疾病的診斷及定位、定量分析，提高圖像質(zhì)量，與以往研究主動(dòng)脈 CTA[6]的結(jié)果一致.

MSCT掃描時(shí)使用心電門控技術(shù)，螺距因子一般設(shè)置為0.15～0.25，意味著球管每旋轉(zhuǎn)一圈重疊區(qū)域接近80%，雖然此時(shí)細(xì)節(jié)顯示更加清晰，但是患者單位時(shí)間內(nèi)暴露在射線下的機(jī)會(huì)同時(shí)增加，使患者接受了較大的輻射劑量[17]，但小螺距掃描并不適合非冠脈區(qū)域.以往的胸痛三聯(lián)檢查，Litmanovitch等[18]研究胸痛三聯(lián)檢查時(shí)，結(jié)果有效劑量為（20.86±5.77）mSv，Goitein等[19]進(jìn)行胸痛三聯(lián)檢查研究時(shí)輻射劑量約為（10.4±7.5）mSv，本研究中，采用 VHP技術(shù)胸痛三聯(lián)檢查患者的輻射劑量為（9.81±4.22）mSv，與以往研究輻射劑量有所減少.VHP技術(shù)胸痛三聯(lián)檢查時(shí)在一次掃描過程中完成螺距的切換，與傳統(tǒng)胸痛三聯(lián)檢查相比，能極大降低非心電門控掃描區(qū)域的輻射劑量.

綜上，胸痛三聯(lián)檢查應(yīng)用VHP技術(shù)時(shí)，雖然冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量稍低于對(duì)照組，但是VHP技術(shù)掃描生成的圖像能夠滿足臨床診斷要求，在保證圖像質(zhì)量和診斷結(jié)果的同時(shí)，能夠降低患者所接受的對(duì)比劑和輻射劑量，減輕不必要的損害，在急性胸痛患者診療中可以推廣使用.

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