Force CT大螺距Turbo Flash掃描模式在不同心率患者中的應用效果研究

楊家虎，馮越，張建軍

隨著多排螺旋CT的不斷改進和完善，CT冠狀動脈成像（CTCA）成為冠狀動脈疾?。╟oronary artery disease，CAD）早期篩查的重要手段，但CT成像存在較高輻射并可能引起生物效應，而且患者心率變化對圖像質量會產生影響，從而影響CTCA進一步發(fā)展。Force CT因其極短時間內即完成CTCA，突破血流、呼吸、心搏的束縛，全面凍結人體生理運動，不但減少了因心搏引起的圖像影響，也有效地降低輻射劑量。本研究通過對浙江醫(yī)院行Force CT冠狀動脈血管成像的98例患者資料進行回顧性分析，研究不同心率患者應用大螺距Turbo Flash掃描模式行CTCA的圖像質量與輻射劑量，探討Force CT大螺距Turbo Flash掃描模式在不同心率患者中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料 納入標準：（1）臨床表現為心悸，心前區(qū)和/或左上臂偶有放射狀疼痛；（2）碘對比劑過敏試驗陰性；（3）心律平穩(wěn)；（4）未行冠狀動脈支架植入術、冠狀動脈旁路移植術或其他心臟手術。選取2016年8—11月于浙江醫(yī)院行CTCA的98例患者，其中男57例，女41例；年齡40～84歲，平均年齡（61.2±8.7）歲，中位年齡64歲。根據CTCA掃描時心率分為3組：心率≤65次/min為A組（47例），65次/min＜心率≤75次/min為B組（24例），心率＞75次/min為C組（27例）。其中，A組男28例，女19例；平均年齡（58.8±8.6）歲。B組男12例，女12例；平均年齡（65.0±11.7）歲。C組男17例，女10例；平均年齡（61.8±11.7）歲。3組性別、年齡比較，差異無統(tǒng)計學意義（χ2=0.951，P=0.621；F=2.877，P=0.061）。患者均對本研究知情同意。

1.2 掃描技術 患者均采用第三代雙源SOMATOM Force CT（德國西門子醫(yī)療系統(tǒng)有限公司）進行掃描。掃描參數：采用前瞻性心電觸發(fā)大螺距Turbo Flash序列掃描，開啟智能最佳管電壓調節(jié)技術（CARE kV）及管電流（ref）自動曝光控制，參考電壓100 kV，電流320 mAs。準直為2.0 mm×192.0 mm×0.6 mm，機架旋轉時間為250 ms，檢查床行進速度為737 mm/s。掃描范圍自氣管隆嵴下1 cm至心臟膈面，視場角（FOV）依患者情況設定。采用西門子高級模擬迭代重建（advanced modelled iterative reconstruction，ADMIRE）技術，重建強度固定ADMIRE為3。重建圖像層厚為0.75 mm，間隔為0.3 mm。采用syngo.via醫(yī)學圖像處理軟件處理圖像數據，包括曲面重建（curved planar reformation，CPR）、容積再現（volume rendering，VR）和血管樹等（見圖1）。

1.3 對比劑注射及觸發(fā)技術 采用雙筒高壓注射器（Mallinckrodt Baker），經右側肘靜脈以4 ml/s速率注射40 ml非離子型碘對比劑碘佛醇（350 mgl/ml）后，以相同速率注射40 ml 0.9%氯化鈉溶液。采用團注追蹤程序自動觸發(fā)技術，觸發(fā)監(jiān)測感興趣區(qū)域（ROI）設定為氣管隆嵴下1 cm的升主動脈處。監(jiān)測掃描設定100 kV，ref參考值為80 mAs，閾值設定為100 HU。均于注射對比劑10 s后開始監(jiān)測，當ROI濃度達到或超過閾值后，延遲6 s啟動掃描。

1.4 圖像質量分析

1.4.1 冠狀動脈分段 根據美國心臟協會（AHA）最新的分段標準［1］，將冠狀動脈分為：右冠狀動脈近段、中段、遠段，后降支，左室后支，左冠狀動脈主干，前降支近段、中段、遠段，第1對角支，第2對角支，回旋支近段，第1鈍緣支，回旋支中段，第2鈍緣支，回旋支遠段，中間支17節(jié)段。分支血管管徑＜1.5 mm的血管段、缺失及閉塞血管段不計入本次統(tǒng)計［2］。

1.4.2 冠狀動脈圖像質量 采用Likert 4級評分法［3］。1分為血管顯示良好，邊界清晰，無搏動偽影或血管中斷；2分為血管有輕度搏動偽影；3分為血管有中度搏動偽影；4分為血管顯示不清，或有嚴重搏動偽影?？稍u價血管為1～3分；不可評價血管為4分；不計入分析的血管為0分。評分越高，圖像質量越差。圖像由兩名有經驗的醫(yī)師分別在未知采集患者數據資料的情況下，采用雙盲法以橫斷位原始圖像為主，結合多種重建技術（如VR、CPR等）獨立評價冠狀動脈的圖像質量。

圖1 平均心率為98次/min的67歲男性患者的掃描圖像Figure 1 The scanned images of a 67-year-old male with an average heart rate of 98 beats/min

1.5 輻射劑量分析 輻射劑量為冠狀動脈CTCA的掃描劑量，劑量長度乘積（dose length produce，DLP）由CT系統(tǒng)自動給出，有效輻射劑量（effective dose，ED）根據公式ED=K×DLP計算，其中K值采用2003年英國的調查報告（NRPBW67）給出的常數 K=0.014 mSv·mGy-1·cm-1［4-5］。

1.6 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計分析，計量資料以（x±s）表示，3組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t法，兩組間比較采用t檢驗；采用Kappa檢驗分析評價雙盲法冠狀動脈圖像質量評分的一致性，Kappa＞0.700為一致性較好，0.400≤Kappa≤0.700為一致性中等，Kappa＜0.400為一致性差。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 圖像質量評分 3組患者共出現1 443個冠狀動脈節(jié)段，圖像質量評分為1分的節(jié)段有1 291個（89.47%），2分的節(jié)段有149個（10.33%），3分的節(jié)段有3個（0.20%）。其中，右冠狀動脈近段為（1.1±0.2）分，右冠狀動脈中段為（1.2±0.4）分，右冠狀動脈遠段為（1.1±0.3）分，后降支為（1.2±0.5）分，左室后支為（1.0±0.2）分，左冠狀動脈主干為（1.0±0.1）分，前降支近段為（1.1±0.2）分，前降支中段為（1.1±0.2）分，前降支遠段為（1.1±0.3）分，第1對角支為（1.0±0.2）分，第2對角支為（1.0±0.2）分，回旋支近段為（1.1±0.3）分，第1鈍緣支為（1.1±0.3）分，回旋支中段為（1.2±0.4）分，第2鈍緣支為（1.0±0.2）分，回旋支遠段為（1.2±0.4）分，中間支為（1.1±0.3）分。兩位評價醫(yī)師雙盲法冠狀動脈圖像質量評分的一致性較好（Kappa=0.835，P<0.05）。

2.2 不同性別患者圖像質量評分、輻射劑量比較 不同性別患者心率、圖像質量評分、DLP和ED比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05，見表1）。

表1 不同性別患者的參數比較（±s）Table 1 Comparison of the parameters in males and females

表1 不同性別患者的參數比較（±s）Table 1 Comparison of the parameters in males and females

注：DLP=劑量長度乘積，ED=有效輻射劑量

性別 例數 心率（次/min）圖像質量評分（分）DLP（mGy·cm）ED（mSv）男性 57 69.1±12.9 1.12±0.11 52.8±13.5 0.74±0.19女性 41 69.3±12.0 1.10±0.09 49.0±11.8 0.69±0.17 t值 -0.083 0.936 1.453 1.453 P值 0.934 0.351 0.149 0.149

2.3 3組圖像質量評分、輻射劑量比較 患者DLP為（51.3±12.8）mGy·cm，ED為（0.72±0.18）mSv。3組 圖像質量評分、DLP和ED比較，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；其中，B、C組圖像質量評分均高于A組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05）；C組DLP、ED均高于A組和B組，差異均有統(tǒng)計學意義（P<0.05，見表2）。

表2 3組圖像質量評分、輻射劑量比較（x±s）Table 2 Comparison of the image quality and radiation dose of the three groups

3 討論

近年來，CAD發(fā)病率和病死率已呈高位態(tài)勢，時刻威脅人類健康［6］。因此，CAD的早發(fā)現、早診斷、早治療，對降低CAD發(fā)生率和病死率、減輕疾病負擔及提高患者生活質量有重要意義［7］。

冠狀動脈造影（coronary angiography，CAG）有極好的時間和空間分辨率，是評價CAD的金標準，但屬于有創(chuàng)檢查，操作復雜且易出現并發(fā)癥，因此限制了其廣泛應用。隨著影像技術發(fā)展，CTCA廣泛應用于心臟大血管檢查，掃描技術的進步增加了各種有效數據采集，提高了圖像質量。CTCA作為一種簡單、無創(chuàng)、直觀、可重復性強的檢查方法，可作為CAD的首選檢查方法，對CAD的篩查及診斷方面有重要的應用價值。

Force CT作為第三代雙源CT，在CTCA方面達到了一個新高度，具有2×192層的數據同步采集系統(tǒng)、更快的機架旋轉速度（250 ms）、更具能量的X線球管允許低至70 kV的CTCA采集等，改善了圖像質量，同時減少了輻射劑量，實現了為包括心率較高等大多數患者進行高質量無創(chuàng)傷的CTCA檢查，平均有效劑量＜1 mSv［8］。第二代雙源CT前瞻性大螺距Flash Spiral掃描模式能有效地降低輻射劑量，保證較好的圖像質量和診斷的準確性［9-10］，但只適用于心率較低（一般＜65次/min）且心律較齊的患者，對心率的嚴格要求限制了其應用。大螺距Turbo Flash掃描模式同Flash Spiral模式一樣，能夠在1個心動周期內完成對冠狀動脈的圖像采集，而且當心率較高如＞90次/min時能夠進行掃描［11］。大螺距Turbo Flash掃描模式基本原理是CTCA觸發(fā)后僅對1個R-R間期內預設時相進行曝光掃描，曝光采集的時相根據心率的高低有不同選擇［11］：當患者心率較慢時，心臟在舒張期的運動幅度較小，在60% R-R間期采集數據可以獲得更好的圖像質量，此時應選擇Turbo Flash舒張期采集；當患者心率過快如＞90次/min時，圖像易產生各種偽影，最佳采集時相位于收縮期，此時選擇Turbo Flash收縮期采集可以獲得更好的圖像質量［12］。

本研究結果顯示，B、C組圖像質量評分高于A組，說明心率≤65次/min患者的圖像質量要優(yōu)于＞65次/min患者。以往高心率患者CTCA多使用回顧性心電門控掃描，選擇合適的重建時相（一般選擇收縮期）進行重建［13］。本研究C組患者（心率＞75次/min）選擇Turbo Flash收縮期采集，圖像質量評分為（1.16±0.10）分，對比A組的（1.06±0.07）分僅有輕度下降，能滿足診斷要求且輻射劑量極大降低，與文獻［11］結果一致。

本研究中，回旋支遠段和右冠狀動脈中段的圖像質量較差，是由于在完整心動周期內，左冠狀動脈主干和左前降支走行于心臟表面前室間溝內，變化幅度相對較小且運動速度較慢；右冠狀動脈和左冠狀動脈回旋支分別于心臟表面的右、左房室溝內走行，運動速度相對較快且位置變化幅度較大，受心臟房、室雙重因素制約，當房、室運動情況不一致時兩支血管會出現不規(guī)則運動，造成血管難以清晰展現。此外，由于血管管徑細小，左冠狀動脈回旋支尤其是遠段圖像質量較差。

本研究結果顯示，不同性別的圖像質量、輻射劑量比較，差異均無統(tǒng)計學意義?；颊逥LP為（51.3±12.8）mGy·cm，ED為（0.72±0.18）mSv。C組的DLP、ED均大于A組和B組，說明DLP和ED隨著心率升高而增加。

本研究存在以下局限性：（1）僅使用了單一掃描模式，未與其他傳統(tǒng)掃描模式進行對照，今后需進行不同掃描模式的對比研究；（2）僅采用主觀圖像評價，對圖像質量的評價可能存在偏倚；（3）對于心律不齊患者能否應用Turbo Flash掃描模式需進一步研究。

綜上所述，心率穩(wěn)定的患者使用Force CT大螺距Turbo Flash掃描模式的圖像質量和輻射劑量較高，根據不同心率選擇合適的采集時相，可以得到滿足診斷需要的圖像，且有效輻射劑量＜1 mSv（＜1 mSv即可達到亞mSv級）。

本文無利益沖突。

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