縮窄320排CT冠狀動(dòng)脈成像采集時(shí)間窗的可行性

彭 睿，方 正，陳金華，倪衛(wèi)國(guó)，石永貴，萬(wàn) 千，黃 飛

(重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院放射科，重慶 400010)

隨著多層螺旋CT成像技術(shù)快速發(fā)展，冠狀動(dòng)脈CT血管成像(coronary CT angiography, CCTA)已成為臨床診斷冠心病及無(wú)創(chuàng)評(píng)估冠狀動(dòng)脈斑塊的首選檢查方法[1-2]，如何在滿足診斷的同時(shí)有效降低其輻射劑量是近年研究熱點(diǎn)。前瞻性心電門控技術(shù)為CCTA常規(guī)技術(shù)，只采集R-R間期心臟運(yùn)動(dòng)相對(duì)較慢時(shí)間段的圖像，采集時(shí)間較全心動(dòng)周期圖像縮短，輻射劑量及致癌風(fēng)險(xiǎn)降低[3]。對(duì)心率較高且穩(wěn)定的患者，傳統(tǒng)前瞻性采集圖像的時(shí)間窗較寬，輻射劑量較大。對(duì)心率低且心律齊的患者，縮窄采集時(shí)間窗不會(huì)降低圖像診斷效能[4]，并能有效降低輻射劑量。本研究通過(guò)比較預(yù)估縮窄時(shí)間窗后與縮窄時(shí)間窗前CCTA的圖像質(zhì)量及輻射劑量,探討縮窄CCTA采集時(shí)間窗的可行性。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2018年5—2018年12月90例于重慶醫(yī)科大學(xué)附屬第二醫(yī)院接受CCTA的患者，男37例，女53例，年齡35～85歲，中位年齡60歲；心率65～95次/分，平均(71.51±6.05)次/分。納入標(biāo)準(zhǔn)：①疑診冠心病；②心律齊(心率波動(dòng)≤5次/分)且心率≥65次/分。排除標(biāo)準(zhǔn)：①屏氣配合差，圖像偽影明顯；②采集圖像時(shí)心律不齊或心率波動(dòng)>5次/分；③心功能異?；蚱渌?qū)е鹿跔顒?dòng)脈灌注差而影響評(píng)分；④冠狀動(dòng)脈支架植入史或搭橋術(shù)史。

1.2 儀器與方法 采用Toshiba Aquilion One 320排動(dòng)態(tài)容積CT儀。檢查前行屏氣訓(xùn)練，記錄屏氣后心率，予心率≥80次/分患者口服倍他樂(lè)克；以流率4.5～6.0 ml/s注射Omnipaque(350 mgI/ml，GE)55～75 ml，跟注30 ml生理鹽水，之后囑患者屏氣，行CCTA掃描。參數(shù)：管電壓120 kV，管電流400～550 mA，容積掃描層厚320×0.5 mm，轉(zhuǎn)速0.35 s/rot，掃描范圍自氣管隆突下方至膈下，包括冠狀動(dòng)脈所有分支，掃描時(shí)間窗為R-R間期30%～80%。

1.3 圖像處理及圖像質(zhì)量評(píng)價(jià) 掃描結(jié)束后，CT設(shè)備根據(jù)預(yù)設(shè)條件自動(dòng)重建出圖像相對(duì)較好的一個(gè)時(shí)相圖像(預(yù)設(shè)組)。之后采用Toshiba Cardio ImageXact軟件，以2%為間隔重建R-R間期30%～80%的冠狀動(dòng)脈各時(shí)相圖像，并導(dǎo)入Toshiba VITREA CORE后處理工作站進(jìn)行重建，獲得冠狀動(dòng)脈多平面重組(multiple planar reformation, MPR)、曲面重組(curved planar reformation, CPR)、最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)及容積再現(xiàn)(volume rendering, VR)圖像。由2名具有8年以上心血管影像診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師參照美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)的冠狀動(dòng)脈分段法[5]以雙盲法評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈3個(gè)血管節(jié)段左前降支(left anterior descending branch, LAD)、左回旋支(left circumflex branch, LCX)和右冠狀動(dòng)脈(right coronary artery, RCA)的圖像質(zhì)量，意見(jiàn)不一致時(shí)共同討論決定。圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)[6]：0級(jí)(1分)，圖像偽影嚴(yán)重，無(wú)法觀察冠狀動(dòng)脈及其主支，不能診斷；1級(jí)(2分)，各心腔及冠狀動(dòng)脈顯示模糊，有明顯的呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，心臟周圍及圖像背景干擾嚴(yán)重，達(dá)不到診斷要求；2級(jí)(3分)，各心腔及冠狀動(dòng)脈顯示欠清晰，或略有呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，心臟周圍及圖像背景略有干擾，基本不影響診斷；3級(jí)(4分)，各心腔及冠狀動(dòng)脈顯示清晰，無(wú)呼吸運(yùn)動(dòng)偽影，心臟周圍及圖像背景無(wú)干擾，完全符合診斷要求。

1.4 縮窄采集時(shí)間窗范圍確定 根據(jù)圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果，以每支血管節(jié)段得分最高的R-R間期為血管最佳時(shí)相，以3支血管節(jié)段得分之和最高且每支血管節(jié)段得分均≥3分的R-R間期為患者最佳時(shí)相，據(jù)此確定不同心率患者由舒張期轉(zhuǎn)移至收縮期的臨界心率，從而預(yù)估采集時(shí)間窗可縮窄范圍(以預(yù)估縮窄時(shí)間窗后圖像為縮窄時(shí)間窗組)，并以此預(yù)估縮窄時(shí)間窗組的輻射劑量，記錄縮窄采集時(shí)間窗前的有效輻射劑量(effective dose, ED)。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)分析軟件。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以±s表示，不符合正態(tài)分布者以中位數(shù)(上下四分位數(shù))表示，以Kolmogorov-Smirnov檢驗(yàn)冠狀動(dòng)脈最佳時(shí)相是否符合正態(tài)，繪制不同心率患者CCTA最佳時(shí)相箱線圖。采用Mann-WhitneyU檢驗(yàn)比較預(yù)設(shè)時(shí)相組與縮窄時(shí)間窗組之間血管最佳時(shí)相圖像及患者最佳圖像的質(zhì)量差異，以配對(duì)t檢驗(yàn)比較縮窄采集時(shí)間窗前后ED差異。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 最佳時(shí)相由舒張期轉(zhuǎn)移至收縮期的臨界心率 因8例LCX、1例RCA存在變異而剔除，最終共90例患者、261支冠狀動(dòng)脈血管節(jié)段納入研究。本組患者最佳時(shí)相數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布(Z=0.28，P<0.05)，心率65～70次/分患者冠狀動(dòng)脈最佳時(shí)相集中于舒張末期[R-R間期70%～80%，R-R間期76%(74%,76%)]；而心率70～95次/分患者集中于收縮末期[R-R間期40%～50%，R-R間期44%(42%，48%)](圖1)，故以心率70次/分為患者最佳時(shí)相由舒張期轉(zhuǎn)移至收縮期的臨界心率。

表1 2組最佳血管時(shí)相及最佳患者時(shí)相圖像質(zhì)量比較[分，中位數(shù)(上下四分位數(shù))]

圖1 不同心率患者CCTA最佳時(shí)相箱線圖

圖2 患者男，53歲，疑診冠心病，RCA部分重建CPR圖 心率72次/分，R-R間期30%、46%和80%為掃描與重建起點(diǎn)、最佳時(shí)相和終點(diǎn)

圖3 患者男，67歲，疑似冠心病，RCA部分重建CPR圖 心率66次/分，R-R間期30%、76%、80%為掃描與重建起點(diǎn)、最佳時(shí)相和終點(diǎn)

2.2 縮窄時(shí)間窗 患者心率為65～70次/分時(shí)，LAD、LCX及RCA圖像滿足診斷(評(píng)分≥3分)的時(shí)相分別為R-R間期72%～78%、72%～80%及74%～78%，相應(yīng)血管最佳時(shí)相均為R-R間期76%，3支血管節(jié)段圖像均滿足診斷時(shí)相為R-R間期72%～80%，最佳時(shí)相為R-R間期76%?；颊咝穆蕿?0～95次/分時(shí)，LAD、LCX及RCA圖像滿足診斷的時(shí)相分別為R-R間期40%～46%、42%～50%及44%～48%，相應(yīng)血管最佳時(shí)相均為R-R間期44%，3支血管節(jié)段圖像均滿足診斷的時(shí)相為R-R間期40%～50%，患者最佳時(shí)相為R-R間期44%。根據(jù)以上結(jié)果，預(yù)估心率65～70次/分患者CCTA采集時(shí)間窗可縮窄為R-R間期的72%～80%，而心率65～95次/分患者可縮窄為R-R間期的40%～50%，可得到滿足診斷要求的圖像(圖2、3)。

2.3 預(yù)設(shè)時(shí)相組與縮窄時(shí)間窗組最佳時(shí)相的圖像質(zhì)量 預(yù)設(shè)時(shí)相組與縮窄時(shí)間窗組之間最佳血管時(shí)相和最佳患者時(shí)相圖像質(zhì)量差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表1)。

2.4 預(yù)估縮窄時(shí)間窗前后ED 縮窄時(shí)間窗后ED為[(8.81±1.66) mSv)，較之前的[(15.50±3.04) mSv)減少約43%(t=44.14，P<0.01)。

3 討論

CCTA是目前無(wú)創(chuàng)診斷冠心病的最佳檢查方法，已廣泛用于臨床，但其所帶來(lái)的高輻射仍是臨床難題[7]。將管電流及管電壓降至最低后，根據(jù)心率縮窄采集時(shí)間窗，是減少輻射最有效的手段[8]。研究[9]表明，采用前瞻性心電門控技術(shù)采集圖像，輻射劑量可較回顧性心電門控技術(shù)降低80%。本研究采用前瞻性心電門控技術(shù)，根據(jù)患者CCTA最佳時(shí)相確定不同心率患者由舒張期轉(zhuǎn)移至收縮期的臨界心率，從而預(yù)估采集時(shí)間窗的可縮窄范圍，以在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射劑量。

CT設(shè)備出廠時(shí)已將心率<65次/分患者的采集時(shí)間窗預(yù)設(shè)優(yōu)化為R-R間期70%～80%，而臨床中大多數(shù)患者心率≥65次/分，且320排CT單扇區(qū)時(shí)間分辨力有限，無(wú)法選擇性地采集同一心動(dòng)周期中收縮期或舒張期圖像，只常規(guī)采集R-R間期的30%～80%，其中包含收縮期到舒張期，且至少需采集2個(gè)心動(dòng)周期[10],使輻射劑量明顯增高。本組針對(duì)心率≥65次/分患者展開(kāi)研究。

研究[11]發(fā)現(xiàn)，隨心率增加，CCTA最佳時(shí)相逐漸從心臟舒張期轉(zhuǎn)移至收縮期，理論上只需采集收縮期或舒張期某一時(shí)段的數(shù)，據(jù)即可獲得最佳冠狀動(dòng)脈圖像。翟繼良等[12]發(fā)現(xiàn)對(duì)于心率>65次/分患者采集時(shí)間窗可縮窄為30%～50%或70%～80%，但系采用超聲檢查測(cè)量舒張期指導(dǎo)CCTA采集時(shí)間窗，臨床實(shí)用性較弱。本研究根據(jù)患者CCTA的最佳時(shí)相確定不同心率患者由舒張期轉(zhuǎn)移至收縮期的臨界心率，從而預(yù)估采集時(shí)間窗可縮窄范圍，縮窄采集時(shí)間窗后最佳時(shí)相圖像質(zhì)量高于預(yù)設(shè)時(shí)相，而ED降低約43%，與之翟繼良等[12]研究結(jié)果相符，而臨床實(shí)用性更佳。

本研究根據(jù)患者屏氣后心率預(yù)估其最佳時(shí)相，并選擇最低劑量掃描方案，可有效縮短圖像采集及后處理時(shí)間，在改善圖像質(zhì)量的減少輻射劑量，并提高工作效率。本研究的主要局限性：①高心率患者檢查前予口服倍他樂(lè)克[13]使檢查時(shí)心率明顯降低，可能影響結(jié)果的準(zhǔn)確性；②預(yù)估縮窄時(shí)間窗后ED可能與實(shí)際掃描中存在差異；③臨床工作中，患者心率存在不同程度波動(dòng)，尤其心率處于臨界心率時(shí)，如何選擇最佳采集時(shí)間窗有待進(jìn)一步研究。

綜上所述，對(duì)預(yù)計(jì)屏氣后心率穩(wěn)定(心率波動(dòng)≤5次/分)患者行CCTA時(shí)，可根據(jù)屏氣心率適當(dāng)縮窄采集時(shí)間窗，在提高圖像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射劑量。