閾值觸發(fā)法與小劑量測試法在CTA 冠狀動脈峰值采集中的對比分析

劉 飛，李仁民

（安徽醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科，合肥 230022）

0 引言

冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ü谛牟。┌l(fā)病率和死亡率居高不下，是嚴(yán)重威脅人類生命健康的常見病和多發(fā)病。冠狀動脈CT 血管造影（CT angiography，CTA）在冠心病的診治中發(fā)揮了重要作用，除患者自身心率、呼吸等因素以外，不同的機(jī)器類型、掃描方法及后處理技術(shù)均對成像質(zhì)量有較大的影響。CTA中冠狀動脈峰值采集方法的相關(guān)具體研究報(bào)道少見，故本研究將閾值觸發(fā)法與小劑量測試法進(jìn)行對比分析，以期進(jìn)一步提高對CTA 的不同冠狀動脈峰值采集方法的認(rèn)識。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

收集2018 年2 月至2018 年7 月在我科行冠狀動脈CTA 的212 例患者資料，其中男126 例、女86例，年齡32～85 歲，平均58.92 歲。采用閾值觸發(fā)法掃描的患者109 例（作為閾值觸發(fā)法組），采用小劑量測試法掃描的患者103 例（作為小劑量測試法組），2 組患者在年齡、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）對比上差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＞0.05）。納入標(biāo)準(zhǔn)：冠狀動脈CTA 檢查數(shù)據(jù)資料齊全的冠心病疑似患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：冠狀動脈搭橋術(shù)后；各種因素造成重復(fù)掃描；呼吸配合差；心率大于75 次/min。所有患者均知情同意，且本研究經(jīng)院倫理委員會審核通過。

1.2 圖像采集及處理

采用GE Optima 680 Series 64 排CT 進(jìn)行掃描，2 組采集冠狀動脈圖像時(shí)均采用冠狀動脈采集序列。掃描參數(shù)：管電壓120 kV，自動管電流，探測器寬度為40 mm，掃描層厚及層間距均為0.625 mm，轉(zhuǎn)速0.35 s/r。小劑量測試法組測試掃描時(shí)掃描參數(shù)：管電壓120 kV，管電流50 mA，探測器寬度為5 mm，掃描層厚5 mm，轉(zhuǎn)速1 s/r，掃描時(shí)間間隔1 s，延遲掃描時(shí)間10 s。對比劑均采用碘佛醇（350 mgI/mL），用量為體質(zhì)量（kg）×0.9 mL/kg，注射流速4.0～4.5 mL/s，每次注射對比劑后均以相同速度注射15 mL 生理鹽水。小劑量測試法組另采用15 mL 對比劑進(jìn)行測試，測試層面為升主動脈近主動脈弓頂部下1～2 cm，最終采集序列設(shè)置的掃描啟動時(shí)間為測試所得峰值時(shí)間加3～5 s（根據(jù)患者心率快慢），以此時(shí)間進(jìn)行最終圖像采集；閾值觸發(fā)法組閾值根據(jù)心率是否大于70 次/min分別設(shè)置為90 或80 HU，延遲時(shí)間均為8 s，采用回顧性心電門控及冠狀動脈運(yùn)動追蹤凍結(jié)（snap shot freeze，SSF）技術(shù)，分別以45%及75%為中心進(jìn)行40%迭代重建，掃描范圍從氣管隆突下至膈下1～2 cm。將所有原始數(shù)據(jù)上傳至AW471 工作站，選擇最佳期相圖像行冠狀動脈后處理，分別獲取SSF 重建軸位、容積再現(xiàn)（volume rendering，VR）及曲面重建（curved planar reconstruction，CPR）圖像。

1.3 圖像分析

由3 位有冠狀動脈CTA 診斷經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師分別對所有圖像進(jìn)行判讀，測量數(shù)據(jù)取平均值。冠狀動脈圖像質(zhì)量評分參照5 級評分法[1]：無明顯偽影及噪聲計(jì)5 分；輕度偽影和（或）噪聲計(jì)4 分；中度偽影（較多血管有雙邊征）和（或）噪聲計(jì)3 分；重度偽影（血管模糊和雙邊征或中斷）和（或）噪聲計(jì)2 分；無法診斷（血管結(jié)構(gòu)不清或嚴(yán)重鈣化）計(jì)1 分。根據(jù)采集所得圖像記錄患者冠狀動脈采集時(shí)心率、心率變化數(shù)值及輻射劑量（不包括定位像及鈣化積分序列）[包括CT 容積劑量指數(shù)（CT dose index volume，CTDIvo）l、劑量長度乘積（dose length product，DLP）]，并勾畫感興趣區(qū)（region of interest，ROI）測量升主動脈根部（左冠開口層面）CT 值，ROI 面積為150 mm2，以此CT 值作為冠狀動脈峰值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，2 組患者冠狀動脈采集時(shí)心率變化、圖像質(zhì)量評分、CTDIvol、DLP 比較均采用Wilcoxon 秩和檢驗(yàn)，心率、升主動脈根部CT 值比較均采用兩獨(dú)立樣本均數(shù)t 檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

閾值觸發(fā)法組與小劑量測試法組的患者平均心率及心率變化、冠狀動脈圖像質(zhì)量評分對比差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P 均＞0.05），升主動脈根部CT值、CTDIvol及DLP 的對比差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），詳見表1。閾值觸發(fā)法組較小劑量測試法組在冠狀動脈圖像質(zhì)量上無明顯差異，但輻射劑量明顯降低，且更易獲取冠狀動脈峰值，從而為進(jìn)一步減少對比劑用量提供更多可行性。

表1 閾值觸發(fā)法組患者與小劑量測試法組患者的各項(xiàng)指標(biāo)比較

3 討論

冠狀動脈CTA 作為一種無創(chuàng)性診斷缺血性心臟病的影像學(xué)檢查方法，在臨床上應(yīng)用廣泛，可用于診斷冠狀動脈狹窄并準(zhǔn)確鑒別鈣化斑塊、非鈣化斑塊和混合斑塊[2-3]。有研究[4]認(rèn)為冠狀動脈CTA 作為有效的預(yù)檢手段，可明顯減少后續(xù)不必要的侵入性冠狀動脈造影術(shù)。冠狀動脈CTA 的成像質(zhì)量受患者、機(jī)器及檢查技師等多方面的影響，全面了解、掌握冠狀動脈CTA 成像中的諸多要點(diǎn)是做好冠狀動脈CTA檢查的重要基礎(chǔ)。

小劑量測試法根據(jù)前期注射小劑量的對比劑及生理鹽水測試選定層面的對比劑達(dá)峰時(shí)間，綜合考慮冠狀動脈的整體循環(huán)及患者心率快慢，增加3～5 s經(jīng)驗(yàn)延遲時(shí)間后，確定冠狀動脈采集的最終時(shí)間，再行精確掃描。不同患者心率及每搏輸出量不同，對比劑注射后固定時(shí)間采集將導(dǎo)致冠狀動脈峰值差異較大，小劑量測試法選用個體化的時(shí)間采集將有效減少此類不足。另外在精確采集掃描序列前增加測試掃描序列，可使患者更加適應(yīng)掃描過程，有效降低患者精確采集時(shí)的心率水平，同時(shí)可對血管條件不佳、有對比劑外滲風(fēng)險(xiǎn)的患者進(jìn)行前期篩查，避免后續(xù)大劑量注射對比劑所引起的局部不良反應(yīng)。但該方法不能排除小劑量測試掃描與較大劑量精確采集的對比劑達(dá)峰時(shí)間的差異[5]，以及患者在前后2 次掃描狀態(tài)下的心率變化所導(dǎo)致的影響。張保翠等[6]研究發(fā)現(xiàn)，注射對比劑及生理鹽水時(shí)，可導(dǎo)致一過性血容量增加、心臟負(fù)荷加重、一過性急性心肌供氧減少及外周血管擴(kuò)張，血流動力學(xué)改變的共同結(jié)果使患者心率下降，且基礎(chǔ)心率越高，心率下降越多。當(dāng)患者因適應(yīng)環(huán)境或自身其他因素導(dǎo)致前后2 次采集心率變化較大時(shí)，患者體內(nèi)血液循環(huán)時(shí)間將隨之有較大變化，進(jìn)而導(dǎo)致峰值計(jì)算時(shí)間不準(zhǔn)確，影響精確掃描效果。此外，增加小劑量測試掃描，對比劑整體用量隨之增加。本研究中同等心率條件下，采用小劑量測試法的患者心率變化較小時(shí)冠狀動脈采集峰值較高且圖像質(zhì)量好，但有的患者心率變化最大可達(dá)10 次/min（如圖1 所示）。雖前期精確測量并計(jì)算峰值時(shí)間，但后期掃描圖像仍未達(dá)到預(yù)期效果，可見患者心率變化明顯影響小劑量測試法的使用效果。另外小劑量測試法組的升主動脈根部CT值標(biāo)準(zhǔn)差較大，也說明該方法在個體內(nèi)部間差異較大，與顧圣佳等[7]研究結(jié)果相同。

圖1 小劑量測試法組患者冠狀動脈CTA 圖像

閾值觸發(fā)法持續(xù)對選定層面進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，達(dá)到所設(shè)合適閾值并延遲適當(dāng)時(shí)間后采集圖像，從而得到最佳掃描圖像。該方法操作簡單、快捷，提高了工作效率。達(dá)到閾值后延遲適當(dāng)時(shí)間，便于患者聽到屏氣指令后緩解自身緊張情緒，減慢采集時(shí)心率。此外，單次采集不受2 次采集間心率變化影響，患者所受輻射劑量也有所降低。有研究[8]認(rèn)為97.58%左右的患者由吸氣屏氣指令開始9 s 內(nèi)可達(dá)平穩(wěn)心率，強(qiáng)調(diào)掌握患者屏氣后的心率變化規(guī)律是進(jìn)一步保證冠狀動脈CTA 檢查成功的關(guān)鍵。本研究閾值觸發(fā)后延遲時(shí)間設(shè)置為8 s，符合上述研究結(jié)果。但與小劑量測試法精確采集過程相似，觸發(fā)后持續(xù)采集過程中的心率變化對圖像效果存在影響。且由于單次采集，患者適應(yīng)過程有限，即使前期進(jìn)行有效呼吸訓(xùn)練并觸發(fā)后延時(shí)，部分患者亦可因機(jī)器旋轉(zhuǎn)的噪聲等環(huán)境變化導(dǎo)致情緒緊張，采集前心率增快明顯且持續(xù)時(shí)間較長，影響圖像質(zhì)量。

心率是冠狀動脈CTA 檢查時(shí)重要的決定因素，在檢查前后過程中，患者的心率存在不同程度的變化，該變化亦是冠狀動脈CTA 檢查的影響因素之一。何匯忱等[9]研究表明，當(dāng)心率不超過75 次/min、心率變化不超過10 次/min 時(shí)，64 排冠狀動脈CTA前、后門控單扇區(qū)掃描獲得的圖像質(zhì)量具有一致的評估價(jià)值。本研究中2 組患者的心率及心率變化對比差異均不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，從而最大程度地排除了心率及心率變化對冠狀動脈CT 值的影響，使最終的比較結(jié)果更加準(zhǔn)確。

冠狀動脈增強(qiáng)掃描CT 值的高低影響CTA 檢查的診斷效能，當(dāng)冠狀動脈增強(qiáng)掃描CT 值超過320 HU時(shí)，對發(fā)現(xiàn)冠狀動脈狹窄的診斷效能更高[10]。但既往研究[11]認(rèn)為冠狀動脈峰值無需過高，因?yàn)檫^高水平的強(qiáng)化會導(dǎo)致高密度偽影，影響鈣化與非鈣化斑塊及冠狀動脈狹窄的判斷，300～350 HU 是64 排螺旋CT 診斷冠狀動脈狹窄的推薦強(qiáng)化值范圍。本研究中2 組方法所得升主動脈根部CT 值均明顯高于推薦值，可見對比劑劑量在一定程度上可進(jìn)一步降低，從而減輕患者的腎毒性損害。

綜上所述，小劑量測試法和閾值觸發(fā)法在冠狀動脈CTA 成像中均有一定的優(yōu)勢。在獲取冠狀動脈峰值方面，患者前后2 次掃描過程中心率的增快、減慢均對小劑量測試法有較大影響；閾值觸發(fā)法單次掃描降低了多次掃描心率變化影響冠狀動脈峰值的概率。因此，閾值觸發(fā)法不僅輻射劑量較低，在冠狀動脈CTA 成像中也更易獲取較高的冠狀動脈峰值，結(jié)合診斷所需峰值，筆者認(rèn)為，在該法的基礎(chǔ)上可進(jìn)一步研究降低對比劑劑量的注射方案，達(dá)到所要求的冠狀動脈成像效果。

本研究的不足之處在于冠狀動脈峰值僅用升主動脈根部的CT 值替代，未對冠狀動脈不同分支及節(jié)段進(jìn)行比較；對心率變化的分析未精確到區(qū)分增快和減慢的差別，結(jié)果可能存在一定偏倚。下一步將對上述不足之處進(jìn)行深入研究。