高心率患者CT冠狀動脈造影絕對時相采集的圖像質(zhì)量和輻射劑量評價*

王天樂，遲慶杰，祁榮興，黃 勝

（南通市第一人民醫(yī)院影像科，江蘇226001）

隨著CT技術(shù)的快速發(fā)展，冠狀動脈CT血管造影（CT coronary angiography，CTCA）已成為冠心病無創(chuàng)的、可靠的常規(guī)檢查手段[1-2]，但是其輻射劑量和高心率對圖像質(zhì)量的影響在一定程度上制約了臨床應用。第二代雙源CT（dual source CT，DSCT）顯著提高了時間分辨率，通過前瞻性心電門控序列掃描（簡稱序列掃描）僅在心動周期的預定期相曝光，可以有效降低輻射劑量[3]。目前已有大量關(guān)于序列掃描相對時相采集應用于低心率（HR≤90次/min）、心律齊患者的文獻報道，但還未見關(guān)于序列掃描絕對時相采集能否用于高心率患者冠狀動脈評估的報道。本研究收集我院2014年6月—2016年12月臨床疑似冠心病患者132例，其中102例應用DSCT序列掃描絕對時相采集對高心率、BMI≤28 kg/m2患者進行CTCA成像，評估其圖像質(zhì)量和輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 臨床疑似冠心病并接受冠狀動脈DSCTA檢查的患者132例，身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）≤28 kg/m2，平均心率（HR）≥90次/min。根據(jù)圖像采集方式不同分成A、B兩組。A組102例，其中男性55例，女性47例，年齡 31～89歲，平均59.01±10.11歲，BMI 23.49±2.41 kg/m2，HR 100.31±10.95 次/min；B組30例，其中男性17例，女性13例，年齡40～78歲，平均 58.47±10.89 歲，BMI 23.45±2.12 kg/m2，HR 100.30±8.49 次/min。兩組在年齡、性別、BMI、平均HR比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。排除標準：風濕性心臟病、心肌病、冠狀動脈搭橋術(shù)后或冠狀動脈支架術(shù)后患者。

1.2 CT掃描控制 采用西門子Somatom Definition Flash雙源CT進行冠狀動脈掃描，所有患者均不控制心率，掃描前給予舌下噴霧硝酸甘油擴張冠狀動脈，雙筒高壓注射器經(jīng)右肘前靜脈以5 mL/s流速注射碘海醇（350 mgI/mL）50 mL，然后以相同流速注射50 mL生理鹽水。主動脈根部層面選擇感興趣區(qū)監(jiān)測CT值，觸發(fā)閾值100 HU，延時6 s掃描。掃描范圍自氣管分叉至心臟膈面下1 cm左右，吸氣后屏氣掃描。掃描方式：自動管電流調(diào)制（CARE Dose 4D，參考管電流設定為 350 mAs），準直 128×0.6 mm，球管旋轉(zhuǎn)速度0.28秒/轉(zhuǎn)，單扇區(qū)時間分辨率75 ms。A組采用80 kV前瞻性序列掃描絕對時相采集（預定義窄時相范圍190～390 ms），如圖1A-D；B組采用100 kV回顧性螺旋掃描相對時相采集（脈沖編輯范圍30%～80%），如圖2A-D。

1.3 圖像重建A組 CTA軸位圖像采用SAFIRE重建，迭代強度為3，I26進行重建，重建層厚0.75 mm，重建增量0.4 mm，絕對時相范圍190～390 ms，每間隔20 ms進行重建，選擇最佳重建時相進行血管評估。B組：CTA軸位圖像采用濾波反投影重建，卷積核B26進行重建，重建層厚0.75 mm，重建增量0.4 mm，自動選擇最佳收縮期和舒張期重建時相進行血管評估。評估圖像包括容積再現(xiàn)（VRT）、最大密度投影（MIP）、曲面重組（CPR）。

1.4 圖像質(zhì)量評價

1.4.1 客觀評價標準：左右冠狀動脈圖像質(zhì)量用感興趣區(qū)（region-of interest，ROI）技術(shù)評估，評估指標包括噪聲、CT值、信噪比（SNR）、對比信噪比（CNR）。管腔內(nèi)CT值通過在升主動脈、LM、LAD、LCX、RCA近段放置ROI來測量，ROI應盡可能大但不能包括血管壁。每個ROI測量3次，計算平均值。噪聲定義為感興趣區(qū)域CT值的標準差。SNR、CNR通過公式計算，SNR=血管內(nèi)ROI內(nèi)CT值/圖像噪聲；CNR=（血管內(nèi) ROI內(nèi) CT值-室間隔 CT值）/圖像噪聲。

1.4.2 主觀評價標準：根據(jù)美國心臟協(xié)會標準，冠狀動脈分成15節(jié)段，中間支定義為16段[4]，管徑＜1.5 mm血管不予評估。使用4分法進行評估：1=圖像質(zhì)量優(yōu)，無任何偽影；2=圖像質(zhì)量好，較小的偽影，完全不影響評估；3=圖像質(zhì)量差但可以診斷，較大偽影，但可以排除或診斷狹窄；4=不能診斷[5]。由2名5年以上CTCA工作經(jīng)驗的觀察者在盲態(tài)下進行評分，意見不統(tǒng)一時，由有15年以上心臟CT工作經(jīng)驗的觀察者決定。

1.5 輻射劑量評估 記錄劑量長度乘積（DLP），有效吸收劑量[ED（mSv）]通過公式計算獲得，ED=DLP×成人胸部轉(zhuǎn)換系數(shù)0.014[6]。

1.6 統(tǒng)計學處理 采用SPSS22.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)處理分析。計量資料以均數(shù)±標準差（±s）表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，計數(shù)資料組間比較采用χ2檢驗，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者心率及重建圖像 A組患者平均HR 100.31±10.95次/min，采用前瞻性序列掃描絕對時相采集，預定義窄時相范圍190～390 ms，采集4個心動周期，選擇最佳時相，SAFIRE重建，迭代強度為3，I26進行重建。分別對RCA、LAD、LCA進行曲面重建（圖1）。B組患者平均HR 100.30±8.49次/min，采用回顧性螺旋掃描相對時相采集，脈沖編輯范圍30%～80%，自動選擇最佳時相，濾波反投影法，B26進行重建。分別對RCA、LAD、LCA進行曲面重建（圖 2）。

圖1 前瞻性序列掃描絕對時相采集患者心率及重建圖像

圖2 回顧性螺旋掃描相對時相采集患者心率及重建圖像

2.2 圖像質(zhì)量客觀評分 兩組LM、LAD、LCX管腔內(nèi)CT值及圖像噪聲、CNR、SNR比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），A組RCA的CNR和SNR高于B組，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 主動脈、冠狀動脈圖像質(zhì)量客觀評分

2.3圖像質(zhì)量主觀評估 入組132例患者因血管變異和存在中間支，共評估1 942段，其中A組評估1 501段，B組評估441段。A組可診斷節(jié)段（評分1～3分）1476段（98.33%），不能診斷節(jié)段25段（1.67%），其中優(yōu)秀（評分1分）節(jié)段1424段（94.87%）；B組可診斷節(jié)段436段（98.87%），不能診斷節(jié)段5段（1.13%），其中優(yōu)秀節(jié)段427段（96.83%）。兩組間可以診斷節(jié)段所占比率比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。

2.4 輻射劑量評估 有效輻射劑量A組為0.71±0.23 mSv，B 組為 5.13±2.29 mSv，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。

3 討 論

CTCA是一種無創(chuàng)性評價冠狀動脈疾病和動脈粥樣硬化的成像方法，技術(shù)要求高，尤其要克服心臟搏動偽影的影響，心率變化及心臟運動仍然是影響圖像質(zhì)量的重要因素。因此，CCTA通常選擇心動周期的相對靜止期進行圖像采集，如患者心率低而穩(wěn)定一般在舒張中期采集（相對靜止期）[7]，但是當心率加快時該時間節(jié)段會明顯縮短甚至消失[8]。除了舒張期，收縮期末是第二個相對靜止期，這一時期對R-R變異和心律失常也不那么敏感[9]。文獻報道，心率從80次/min增加至90次/min，收縮期長度縮短5.6%，而舒張期長度則減少16.4%[10]。既往研究已證實，在心率加快時，收縮末期重建更為有利[11-12]。由于收縮期長度相對固定，可以將收縮末期的絕對延遲時間作為圖像采集時間窗。本研究嘗試采用前瞻性收縮期絕對時相（預定義窄時相采集范圍190～390 ms）序列對高心率患者進行掃描，結(jié)果發(fā)現(xiàn)可以診斷的節(jié)段達98.33%，優(yōu)秀節(jié)段達94.87%，和回顧性螺旋掃描相對時相重建相比差異無統(tǒng)計學意義。

既往對于高心率患者往往采用回顧性門控低螺距螺旋掃描以確保掃描成功和圖像質(zhì)量，但是其輻射劑量較大。前瞻性門控技術(shù)對降低輻射劑量是非常有效的方法[13]，低管電壓技術(shù)是降低輻射劑量另一種有效的方法[14]。Pflederer等[15]報道非肥胖患者使用第一代雙源CT 100 kV掃描較120 kV掃描輻射劑量可以降低38%。Jun等[16]報道使用80 kV管電壓、1000 mAs管電流掃描較標準120 kV管電壓掃描輻射劑量可以降低70%。低管電壓可顯著降低輻射劑量，但是噪聲有所增加。和濾波反投影法相比[17-18]。本研究應用第二代雙源CT，管電壓80 kV、管電流200～320 mAs，對BMI≤28 kg/m2患者掃描，并進行SAFIRET重建，其有效吸收劑量僅為0.71±0.23 mSv，遠低于管電壓100 kV回顧性相對時相螺旋掃描的有效吸收劑量，而且取得很好的圖像質(zhì)量（高SNR、高CNR，低噪聲），RCA的SNR和CNR甚至高于100 kV回顧性相對時相螺旋掃描組。

本研究還存在以下不足：第一，未納入心律不齊患者，今后需要證實低管電壓前瞻性絕對時相掃描在心律不齊患者檢查中的可行性。第二，本研究入組患者 BMI≤28 kg/m2，今后研究應嘗試 BMI＞28 kg/m2患者，評估圖像能否達到診斷要求。第三，本研究的焦點集中在圖像質(zhì)量，而未與金標準DSA對照，以評價診斷的準確性。

綜上所述，對于 BMI≤28 kg/m2、HR≥90 次/min高心率患者，80 kV前瞻性序列掃描絕對時相采集（預定義窄時相plusing范圍190～390 ms）可以在保證圖像質(zhì)量的同時大大降低輻射劑量。