改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈CT值的可行性研究

王青云，彭正峰（通訊作者），李興付，覃達(dá)賢，楊燕蘭，張蒙蒙，張玉青

（中山大學(xué)附屬東華醫(yī)院 廣東 東莞 523000）

冠狀動(dòng)脈CTA成像技術(shù)近年來得到迅速發(fā)展，其以無創(chuàng)、安全、快速且有效的優(yōu)勢(shì)獲得臨床認(rèn)可，成為篩查和診斷冠狀動(dòng)脈疾病較為可靠的檢查手段之一[1]。由于冠狀動(dòng)脈CTA成像的前提條件是CT掃描時(shí)，血管腔內(nèi)必須保持有一定濃度的碘對(duì)比劑，因此其濃度或者CT衰減值的變化是影響冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量的因素之一。有關(guān)探討冠脈管腔CT值對(duì)冠脈狹窄診斷影響的研究已經(jīng)很多[2,3]，但如何獲得理想穩(wěn)定的冠脈管腔內(nèi)CT值文獻(xiàn)卻很少，因此本研究嘗試在采用改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法的基礎(chǔ)上，通過公式預(yù)測(cè)冠狀動(dòng)脈CTA圖像的理論CT值，并與閾值觸發(fā)法冠脈成像CT值相比較，探討該方法的可行性。

1 材料與方法

1.1 一般資料

隨機(jī)選取我院2018年6月—2018年8月臨床疑有冠狀動(dòng)脈疾病的患者60例，按照檢查先后順序分為常規(guī)閾值觸發(fā)法A組和改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法B組，C組為理論值組，每組各30例，患者一般資料見表1。排除標(biāo)準(zhǔn)：①心臟搭橋術(shù)后復(fù)查；②心肌梗死病史；③心功能Ⅲ級(jí)；④嚴(yán)重心率不齊；⑤無法配合屏氣訓(xùn)練；⑥腎功能不全；⑦碘對(duì)比劑過敏史；⑧可能懷孕或已懷孕的女性患者；⑨體重大于90kg；⑩冠狀動(dòng)脈CTA圖像檢查失敗。檢查前所有患者均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法

使用philips 128排iCT行小劑量測(cè)試和冠脈CTA掃描。檢查前向患者詳細(xì)介紹注意事項(xiàng)，并取得患者理解和配合。對(duì)于心率超過75次/分鐘的患者，囑其口服倍他樂克50mg?；颊哐雠P于掃描床上頭先進(jìn)，雙上肢置于頭部?jī)蓚?cè)，手臂下方用軟物做支撐，訓(xùn)練患者的吸氣和屏氣動(dòng)作，根據(jù)設(shè)備要求粘貼電極和連接導(dǎo)線，經(jīng)右肘正中靜脈穿刺放置18G套管針，和具有雙流功能的Medrad雙筒高壓注射器延長(zhǎng)管連接。

注射方案中改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法的碘對(duì)比劑稀釋到原濃度的20%，稀釋后的總量和冠脈掃描所用碘對(duì)比劑劑量相同[4]。對(duì)比劑為歐乃派克（350mgI/ml），注射劑量根據(jù)患者體重設(shè)定：體重＜60kg，小劑量測(cè)試法劑量50ml；體重60kg～70kg，小劑量測(cè)試法劑量60ml；體重70kg～80kg，小劑量測(cè)試法劑量70ml；體重80kg～90kg，小劑量測(cè)試法劑量80ml。注射流率為5ml/s，隨之以相同流率注射生理鹽水30m1。另隨機(jī)選取30人作為常規(guī)對(duì)照組A組，掃描所用碘對(duì)比劑歐乃派克劑量70ml，生理鹽水30m1，注射流率為5ml/s，采用閾值觸發(fā)法，監(jiān)測(cè)層面選取在氣管分叉下1cm處水平層面的降主動(dòng)脈內(nèi)，觸發(fā)閾值設(shè)定為150Hu。

用小劑量團(tuán)注測(cè)試法時(shí)先在升主動(dòng)脈根部右冠開口處做一次平掃，獲取測(cè)試法基礎(chǔ)CT值B1。改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法的監(jiān)測(cè)層面同樣定在升主動(dòng)脈根部的右冠開口水平處，掃描延遲時(shí)間為10秒。采用Test Bolus模式，120kV，30mAs，16×0.625mm，掃描時(shí)間1s，時(shí)間間隔1s，設(shè)置掃描22次，當(dāng)觀察到升主動(dòng)脈根部CT值由高變低時(shí)及時(shí)提前中斷掃描。掃描后獲得升主動(dòng)脈根部的時(shí)間-密度曲線（time-density curve），得到小劑量測(cè)試法的達(dá)峰時(shí)間tpeak及峰值CT1。心臟CTA掃描前同樣在升主動(dòng)脈根部右冠開口處做一次平掃，獲取冠脈CTA基礎(chǔ)CT值B2。心臟掃描采用Cardiac模式，回顧性心電門控，螺距0.18,探測(cè)器寬度128×0.625，球管旋轉(zhuǎn)速度0.27s/r，管電壓120kV,管電流800～1000mAs，DoseRight輻射劑量管理指數(shù)設(shè)定為37，掃描范圍從氣管分叉處至心臟下緣1cm處，包括左右冠狀動(dòng)脈及所有分支。采用固定時(shí)間延遲法，數(shù)值設(shè)置為（tpeak-2）s，未稀釋碘對(duì)比劑及生理鹽水的劑量和流率與小劑量團(tuán)注測(cè)試法相同。

1.3 圖像后處理及數(shù)據(jù)測(cè)量

冠脈CTA掃描數(shù)據(jù)傳輸至飛利浦星云工作站后處理，根據(jù)冠脈圖像質(zhì)量選取最佳時(shí)相重建，并于右冠近段測(cè)量CT值。測(cè)量時(shí)ROI盡可能大且盡量避開鈣化及非鈣化斑塊等區(qū)域，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。

1.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資放射醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)估，包括左主干、左前降支、左回旋支及右冠狀動(dòng)脈與周圍組織的對(duì)比情況，有無錯(cuò)層及運(yùn)動(dòng)偽影，管腔邊緣的連續(xù)性、銳利度，病變顯示情況等。評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)參照美國心臟學(xué)會(huì)制定的冠狀動(dòng)脈15段分段法，管腔內(nèi)徑小于1.5mm的節(jié)段不予評(píng)價(jià)。3分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，噪聲小，管壁連續(xù)，斑塊顯示清晰；2分：圖像質(zhì)量良，噪聲略大，管壁連續(xù)，有輕微錯(cuò)層或運(yùn)動(dòng)偽影，斑塊可顯示；1分：圖像質(zhì)量差，噪聲較大，管壁不連續(xù)，有明顯錯(cuò)層或運(yùn)動(dòng)偽影，斑塊顯示不清，圖像不能用于診斷。評(píng)分≥2分為圖像質(zhì)量滿足診斷要求，評(píng)分由兩名醫(yī)師共同協(xié)商決定。

1.5 輻射劑量和碘對(duì)比劑劑量

掃描結(jié)束后記錄設(shè)備自動(dòng)顯示的CT劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP），并用公式ED=DLP×k計(jì)算有效劑量，其中k為成人CT掃描劑量權(quán)重因子，k=0.014mSv/（mGy·cm）；同時(shí)記錄本次檢查所用碘對(duì)比劑劑量數(shù)值。

1.6 CT值理論計(jì)算

根據(jù)Naoto Kawaguchi等[2]的計(jì)算公式，未稀釋碘對(duì)比劑的濃度設(shè)定為100%，把上述文獻(xiàn)計(jì)算公式變換后，冠脈理論值計(jì)算公式為：CT2=（CT1-B1）*5+B2，公式中的CT值均為右冠開口層面升主動(dòng)脈根部的測(cè)量數(shù)值。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 A、B組間的患者在性別、年齡、心率、體重等一般資料方面無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0.05）,具有可比性（表1）。

表1 A、B組患者一般資料比較

2.2 A、B組間冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分

兩組冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量的評(píng)分見表2，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表2 A、B組圖像質(zhì)量評(píng)分比較

2.3 A、B組間冠狀動(dòng)脈CTA含碘對(duì)比劑劑量和輻射劑量：兩組對(duì)比劑劑量和有效輻射劑量比較見表3，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表3 A、B組對(duì)比劑劑量和輻射劑量比較

2.4 B、C組間CT值的比較

兩組平均CT值（HU）見表4，組間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表4 改良小劑量組和理論計(jì)算組的右冠近段CT值比較

3 討論

目前冠脈CTA已經(jīng)成為臨床篩選冠狀動(dòng)脈病變最常用的檢查方法，和冠狀動(dòng)脈血管造影相比較，因其費(fèi)用較低、創(chuàng)傷及風(fēng)險(xiǎn)小、檢查過程相對(duì)簡(jiǎn)單、診斷結(jié)果接近血管造影等優(yōu)點(diǎn)而被臨床廣泛接受。雖然冠脈CTA具有以上優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在碘對(duì)比劑的使用風(fēng)險(xiǎn)，如對(duì)比劑腎?。╟ontrast-induced nephropathy，CIN）[5]的發(fā)生。因此把冠脈CTA的碘攝入量控制在一個(gè)合理的范圍內(nèi)具有十分重要的臨床意義，許多學(xué)者對(duì)此做了有益的探索。曹希明等[6]用體重法設(shè)定碘對(duì)比劑劑量和注射流率，結(jié)果顯示升主動(dòng)脈左冠開口的平均CT值可達(dá)到420HU左右，完全達(dá)到臨床冠脈診斷的CT值要求。也有采用體重和BMI相結(jié)合法[7]，劃分成更小組別和相對(duì)應(yīng)的注射流率，同樣也獲得了滿意的冠脈圖像質(zhì)量。Deqiang Kang[8]等嚴(yán)格控制心率至65bpm條件下，根據(jù)身高和體重的不同組合，對(duì)應(yīng)不同的碘對(duì)比劑劑量和觸發(fā)閾值，圖像大部分指標(biāo)均優(yōu)于對(duì)照組。

以上冠脈CTA成像均是應(yīng)用閾值觸發(fā)法。該方法把監(jiān)測(cè)層面ROI放在氣管分叉下1cm水平的升主動(dòng)脈根部或降主動(dòng)脈內(nèi)，設(shè)定合適觸發(fā)閾值，在注射碘對(duì)比劑后經(jīng)過6～8秒延遲，啟動(dòng)同層面掃描，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主動(dòng)脈ROI內(nèi)對(duì)比劑濃度變化，并在達(dá)到設(shè)定閾值后觸發(fā)掃描。該方法簡(jiǎn)單方便易操作，且能基本實(shí)現(xiàn)個(gè)性化掃描，因此使用較廣泛。雖然閾值觸發(fā)法有上述優(yōu)點(diǎn)，但把冠脈CT值穩(wěn)定在某個(gè)范圍內(nèi)有一定的難度。通過復(fù)習(xí)上述文獻(xiàn)，我們發(fā)現(xiàn)影響冠脈CT值的因素有很多，比如患者體重、碘對(duì)比劑濃度、碘對(duì)比劑劑量、注射流率、設(shè)備性能、觸發(fā)閾值設(shè)定、觸發(fā)后延遲時(shí)間等各因素之間相互影響[9]。如閾值設(shè)置過低，冠脈管腔得不到充分的強(qiáng)化，而閾值設(shè)置過高又需要較長(zhǎng)時(shí)間才能觸發(fā)甚至無法達(dá)到設(shè)定閾值，導(dǎo)致同層采集時(shí)間過長(zhǎng)或強(qiáng)化不理想。即便設(shè)定較嚴(yán)苛的前提條件，比如心率控制在65bpm以下，若想獲得較理想的冠脈CT值，依然要根據(jù)患者的BMI在80～250HU之間選擇觸發(fā)閾值[8]，因此閾值觸發(fā)法不能消除多種因素對(duì)冠脈CT值的影響，這也是該方法的固有局限性。

在冠脈CTA圖像質(zhì)控中，冠脈管腔內(nèi)碘對(duì)比劑濃度即CT值大小是影響診斷的重要因素之一[2]，因此如能預(yù)測(cè)冠脈CT值的大小，對(duì)提高冠脈CTA的質(zhì)量有著重要的意義。雖然常規(guī)小劑量測(cè)試法通過同層動(dòng)態(tài)測(cè)試，可實(shí)時(shí)獲得綜合反映個(gè)體間因素差異的時(shí)間-密度曲線[10]，并用該曲線的峰值時(shí)間設(shè)定掃描延遲時(shí)間，但常規(guī)小劑量測(cè)試法因獲取參數(shù)信息有限，因而無法具有能同時(shí)預(yù)測(cè)冠脈CT值的功能。動(dòng)物研究發(fā)現(xiàn)，相同條件下注射不同濃度的碘對(duì)比劑，其曲線峰值的CT值和濃度呈正比例，而峰值時(shí)間不變[11]，因此本研究中引入了改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法。

在改良小劑量測(cè)試法的實(shí)驗(yàn)過程中，對(duì)Naoto Kawaguchi[4]等的文獻(xiàn)方法中的兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)做了修改：把冠脈掃描時(shí)間小劑量峰值時(shí)間提前3秒修改為2秒；根據(jù)不同體重使用不同的測(cè)試法劑量。修改理由如下：（1）實(shí)驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，掃描時(shí)間提前3秒的右冠出口層面CT值往往高于右冠近段管腔內(nèi)的CT值，而冠脈管腔的CT值直接決定了成像質(zhì)量和后處理效果，因此把掃描提前時(shí)間縮短到2秒即掃描時(shí)間相對(duì)延長(zhǎng)1秒，讓峰值時(shí)刻碘對(duì)比劑更多的流入冠脈管腔中，提高冠脈的成像質(zhì)量；（2）當(dāng)小劑量測(cè)試法劑量不變時(shí)，隨著患者體重增加，獲取的峰值CT值也隨之下降，公式計(jì)算的理論CT值和實(shí)際CT值相差較大，數(shù)值不穩(wěn)定。初期實(shí)驗(yàn)為了降低碘對(duì)比劑用量，曾將改良的小劑量測(cè)試法濃度降低到10%,理論值也出現(xiàn)了類似的不穩(wěn)定。因此在本研究中不再固定小劑量測(cè)試法的劑量，而是根據(jù)患者體重值采用對(duì)應(yīng)的測(cè)試劑量，獲得了較好的效果。本研究中冠脈近段CT值和公式理論值的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有效輻射劑量和碘對(duì)比劑用量也無顯著差異，達(dá)到預(yù)期效果。而如何把冠脈CT值穩(wěn)定在一個(gè)理想的區(qū)間[12]，盡可能降低其CT值波動(dòng)是接下來的研究方向。

雖然本研究取得了一定的效果，但同時(shí)也存在以下局限性：（1）患者因素的變化可能導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果的偏離。比如小劑量團(tuán)注測(cè)試和冠脈成像掃描時(shí)心率的差別較大，實(shí)驗(yàn)前后屏氣動(dòng)作的變化等；（2）人工測(cè)量小劑量測(cè)試法CT值的偏差，在公式中和系數(shù)5相乘后其偏差被放大，也會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果；（3）實(shí)驗(yàn)對(duì)象體重均在90kg以下，對(duì)于超過90kg以上患者該實(shí)驗(yàn)是否同樣適用未知；（4）雖然冠脈各節(jié)段主觀評(píng)價(jià)滿足診斷，但僅對(duì)右冠近段CT值做了測(cè)量和比較，其他節(jié)段未做CT值統(tǒng)計(jì)。

綜上所述，采用掃描時(shí)間提前2秒和體重個(gè)性化的改良小劑量團(tuán)注測(cè)試法，能夠預(yù)測(cè)冠脈CT值和獲得滿意的冠脈CTA圖像質(zhì)量，為進(jìn)一步得到穩(wěn)定的冠脈CT值，改善冠脈CTA成像質(zhì)量提供了更多選擇。