基于80 kV 冠狀動脈CTA 前瞻性單時相掃描在體檢者中的應用價值

湯化民，茍 杰，銀文杰，林 偉，賀 倩，張波莉，楊 帆

（四川省成都市第一人民醫(yī)院放射科，四川 成都 610041）

冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ê喎Q冠心?。┮殉蔀槲覈谝淮笏劳鲈?，準確判斷急性冠狀動脈（簡稱冠脈）事件風險、制訂預防策略至關重要［1-2］。CT冠狀動脈血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）已成為冠心病的主流檢查方式。隨著科技進步，多種降低輻射劑量技術的發(fā)展，尤以前瞻性單時相掃描最為顯著［3-4］，但其對心率及心律要求高，結果特異度不如回顧性多時相掃描［5-6］，臨床應用受限。對于體檢者，主要目的為通過篩查發(fā)現(xiàn)問題，更側重于結果敏感度，對特異度要求相對較低。本研究使用80 kV 管電壓，探討前瞻性單時相CCTA檢查在體檢者中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 研究對象 招募健康志愿者，于2019 年9 月在我院行CCTA 檢查。納入標準：年齡≥35 歲；體質量指數(shù)（body mass index，BMI）＜28 kg/m2。排除標準：①心律不齊，心率在靜止休息15 min 后仍>80 次/min。②心臟或胸部手術史。③腎、甲狀腺功能異常。④服用二甲雙胍者。⑤血管情況差，無法耐受高壓注射。⑥過敏體質。共45 例納入研究，隨機分為傳統(tǒng)回顧性多時相掃描組（傳統(tǒng)組）23 例和前瞻性單時相掃描組（前瞻組）22 例。本研究經我院倫理委員會批準，所有研究對象均簽訂知情同意書。

1.2 儀器與方法 使用Siemens 第2 代雙源CT，探測器2×128×0.6 mm，球管旋轉時間280 ms，時間分辨率75 ms，重建層厚0.75 mm，層距0.5 mm，參考管電流130 mAs（依據(jù)CARE Dose4D 自動調整），管電壓均為80 kV。在吸氣屏氣時沿上-下方向進行掃描，ROI 置于升主動脈根部，觸發(fā)掃描閾值為120 HU。2組均使用Strength 迭代重建，迭代系數(shù)4。

傳統(tǒng)組：螺距由設備依據(jù)心率自動調節(jié)。在30%～80%時相采集數(shù)據(jù)，重建時相以設備自動判定最佳舒張、收縮期時相為基礎，由圖像后處理醫(yī)師擇優(yōu)決定。前瞻組按心率采用固定時相掃描方案：①心率＜65 次/min，采集70%時相；②心率>80 次/min，采集45%時相；③心率65～80 次/min，由高年資技師根據(jù)經驗判斷，采集75%或40%時相。2 組均使用碘帕醇（碘濃度370 mg/mL）固定對比劑注射方案，以流率4 mL/s 注入對比劑40 mL，后以相同流率注射30 mL生理鹽水，總碘量為1.48 g。

1.3 圖像質量評價 使用Siemens Syngo.vio 工作站進行后處理。圖像重建、測值及主觀評分均由一名高年資醫(yī)師完成。

1.3.1 客觀評價 參照原媛等［7］提出的方法對圖像進行客觀評價：①冠脈需測量升主動脈、左主干、前降支遠段、左旋支遠段、右冠脈近段、后降支遠段管腔及鄰近脂肪CT 值。②解剖結構需測量右心室、左心室、室間隔中部及右心膈角區(qū)脂肪CT 值。當右心室CT 值>140 HU 時，認為能夠顯示解剖結構，具有診斷意義。

將上述各區(qū)域CT 值測量結果的SD 值定義為圖像噪聲，換算成CNR。血管CNR［8］=（血管CT 值-鄰近脂肪CT 值）/血管噪聲。解剖結構CNR=（心室腔CT 值-右心膈角區(qū)CT 值）/心室腔噪聲。右心膈角區(qū)受心臟搏動干擾較小，測值相對穩(wěn)定。

1.3.2 主觀評價 以美國心臟病學會制定的冠脈15節(jié)分段法為基礎，傳統(tǒng)組評分采用Likert 分級法［9-10］：4 分，圖像質量最佳，血管光滑、清晰，邊緣銳利；3分，血管周圍偽影較少；2 分，血管周圍有偽影，但可作診斷；1 分，最差，有嚴重偽影或血管不顯影（圖1～3）。前瞻組圖像質量以Likert 分級法為基礎，如存在錯層偽影，則在Likert 的4 級評分中減去0.5 分，分為4、3.5、3、2.5、2、1.5、1 分7 個等級，評分≤1.5 分為掃描失?。▓D4～6）。

1.4 輻射劑量 通過劑量長度乘積（dose length product，DLP）×0.014，估算有效劑量（effective dose，ED）（單位mSv）。

1.5 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 19.0 軟件進行統(tǒng)計學分析，比較2 組一般資料及上述CCTA 相關資料。年齡、體質量、BMI、心率各項指標、ED、客觀圖像質量評分等以表示，行配對t 檢驗。性別、主觀評價結果行χ2檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 2 組一般資料比較（表1） 傳統(tǒng)組掃描心動周期次數(shù)多于前瞻組，其余基本信息差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05），2 組一般資料均衡性好。因本研究針對體檢者，不適用藥物控制心率，故掃描前對心率進行了限制，但實際掃描中，部分自愿者心率仍>80次/min，具有不可控特點。

2.2 2 組圖像質量客觀評價比較 除前降支遠段2組CT 值差異無統(tǒng)計意義（P>0.05）外，前瞻組冠脈各段及左心室CT 值均大于傳統(tǒng)組，前瞻組強化程度更高（均P＜0.05）。2 組右心室平均CT 值均未達到140 HU（表2）。前瞻組右冠脈近段及左心室的CNR優(yōu)于傳統(tǒng)組（均P＜0.05），其余各部位差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）（表3）。

表2 2 組冠脈不同節(jié)段管腔及心室CT 值比較（HU，）

表2 2 組冠脈不同節(jié)段管腔及心室CT 值比較（HU，）

表3 2 組冠脈不同節(jié)段及心室與鄰近脂肪的CNR 值比較（）

表3 2 組冠脈不同節(jié)段及心室與鄰近脂肪的CNR 值比較（）

2.3 2 組圖像質量主觀評價比較（表4） 前瞻組冠脈各段及整體圖像質量主觀評分與傳統(tǒng)組比較，差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05）。其中前瞻組1 例掃描失敗（圖6）。

表4 2 組冠脈各段及整體圖像質量主觀評分比較（分，）

表4 2 組冠脈各段及整體圖像質量主觀評分比較（分，）

注：整體得分為對應各段血管評分均數(shù)。

2.4 2 組檢查結果比較（表5） 2 組冠脈發(fā)育變異、管壁軟斑及鈣化灶、壁冠狀動脈情況差異均無統(tǒng)計學意義（均P>0.05，圖1～5）。2 組結果敏感性相似。

表5 2 組各種冠脈異常情況統(tǒng)計 例

2.5 2 組ED 比較 傳統(tǒng)組與前瞻組ED 分別為（2.04±1.19）、（0.39±0.19）mSv，差異有統(tǒng)計學意義（t=6.227，P ＜0.001）。前瞻組ED僅為傳統(tǒng)組的19.1%，即單時相掃描可將輻射劑量減少約80.0%。

3 討論

目前在多數(shù)醫(yī)院CCTA 已是冠心病患者首選的檢查方式，但其輻射劑量與設備等級有明確相關性：CT 越高端，技術越先進，輻射劑量越低［11］。前瞻性單

時相掃描為冠脈常規(guī)體檢提供了一種可選方案。為進一步降低掃描輻射劑量，本研究采用80 kV 掃描，為保證圖像質量，限制健康志愿者BMI＜28 kg/m2。

圖1 男，47 歲，傳統(tǒng)組，冠狀動脈（冠脈）評分4 分 圖1a，1b 分別為VR 及MPR 圖。各段血管顯示清楚，邊界銳利。左前降支近段見鈣化灶及軟斑形成（藍箭） 圖2 男，61歲，傳統(tǒng)組，整體評分3.7 分 圖2a～2d 分別為VR、球狀圖、MIP 及MPR。球狀圖因曲度拉伸過大，血管失真較嚴重，僅用于展示解剖結構。左主干、前降支、右冠脈為4 分（藍箭）；左旋支為3 分。冠脈主要分支管壁見多處鈣化及軟斑（黃箭）。左旋支開口于右冠狀竇，經升主動脈根部后方繞行（綠箭），左冠脈主干開口于主動脈根部（橘箭） 圖3 女，63 歲，傳統(tǒng)組，整體評分2.8 分 圖3a，3b 分別為VR 及MPR 圖像。左主干、前降支、右冠脈近段為4 分（藍箭）；左旋支遠段及右冠脈遠段為1 分（黃箭） 圖4 女，64 歲，前瞻組。整體評分3.5 分 圖4a，4b 分別為MIP 及MPR 圖像。圖像出現(xiàn)明顯錯層偽影干擾（藍箭），但各節(jié)段血管清楚、邊界銳利 圖5 男，40 歲，前瞻組，整體評分3 分圖5a，5b 分別為VR 及MPR。右冠脈開口于左冠脈狀竇（藍箭、紅色示蹤線） 圖6 男，40 歲，前瞻組。整體評分1 分，掃描失敗。圖像受嚴重錯層偽影及搏動偽影干擾（黃箭）。但左前降支及竇房結支依然顯示清楚（藍箭）

3.1 前瞻性單時相掃描利弊及時相確定 基本原理：根據(jù)心電圖結果，預先判定“最佳時相”，行定點單時相掃描。優(yōu)點：輻射劑量極低。本研究前瞻組較傳統(tǒng)組輻射劑量下降約80%，與文獻［6］報道相似。缺點：心率存在不可控性，變異越大，前瞻性預測的時相越難與最佳時相保持一致，存在圖像質量下降、甚至掃描失敗風險［6，8］。

李敏等［12］使用320 排容積CT，提出前瞻性單時相CCTA 檢查最佳重建時相為：心率＜70 次/min 為65%～80%時相；70～80 次/min 為70%～85%時相；81～90 次/min 為70%～90%時 相；>90 次/min 為35%～50%時相。Siemens 公司提供了時相選擇參考方案［13］：心率＜65 次/min 時，最佳時相通常位于舒張期；心率>80 次/min 時，最佳時相可能位于收縮期；心率介于65～80 次/min 時，最佳時相在舒張期及收縮期均有可能?；谏鲜稣J識，本研究最終采用人工預判，據(jù)心率情況行固定時相掃描。

3.2 圖像質量評價結果分析 本研究中與心率相關的各項指標中，前瞻組掃描心動周期次數(shù)明顯低于傳統(tǒng)組，這與單時相掃描的方式有關：單時相為軸位掃描，其輻射劑量極低。同時，受限于我院設備探測器配置，單次掃描無法完全覆蓋心臟，需多次掃描，故圖像易出現(xiàn)錯層干擾。

3.2.1 客觀評價結果 冠脈除前降支遠段外，其余冠脈各段前瞻組強化程度更高。引入脂肪CT 值行CNR 對比，除右冠脈近段和左心室，其他節(jié)段結果幾乎一致。單時相掃描血管強化程度與傳統(tǒng)組相似或更好。CT 值與CNR 結果間差異原因有：①前瞻組掃描心動次數(shù)少、時間短，對比劑循環(huán)時間短、心臟內對比劑濃度高。②單時相掃描易受心臟搏動、錯層偽影干擾，周圍脂肪組織測值更易受容積效應干擾。

2 組右心室平均CT 值均未達到140 HU，心臟解剖結構顯示不佳。本研究主要目的是進行冠脈疾病篩查，其余結構未優(yōu)先考慮，因此采用較低劑量的對比劑注射方案。文獻［7］報道，采用個體化3 期掃描對比劑注射方案能提升心臟解剖結構顯示能力，值得進一步探討。

3.2.2 主觀評價結果 2 組主觀評分差異無統(tǒng)計學意義，但前瞻組1 例掃描失敗。在80 kV 情況下，前瞻組ED 較傳統(tǒng)組低約80%。如掃描失敗，行第2 次傳統(tǒng)掃描的總輻射劑量，理論上可控制在5 mSv 左右，仍較既往100～120 kV 輻射劑量低［5］。但對比劑用量可能達70 mL，需優(yōu)化設計對比劑使用方案。

綜上所述，雖然單時相掃描存在不足，但單時相配合80 kV 掃描方案能有效降低輻射劑量。對以篩查為目的、對結果特異性要求相對較低的體檢人群，在保證設備可靠性前提下，應用單時相掃描，能夠提高冠心病早期檢出率，為臨床預防提供有力支撐。