不同碘濃度對(duì)比劑對(duì)冠脈CT血管造影圖像質(zhì)量的影響

馬燕輝，陳 巖，徐妍妍，孫宏亮，謝 晟

（中日友好醫(yī)院 放射診斷科，北京 100029）

在進(jìn)行CT 血管造影 （CT angiography，CTA）冠狀動(dòng)脈成像過(guò)程中，靶血管內(nèi)足夠的CT 衰減值對(duì)于評(píng)估血管形態(tài)以及病理性改變至關(guān)重要。有研究報(bào)道同時(shí)分辨冠脈血管鈣化及非鈣化斑塊需要管腔強(qiáng)化CT 衰減值至少達(dá)到300Hu[1]。冠脈血管強(qiáng)化程度與使用對(duì)比劑、CT 掃描參數(shù)以及患者個(gè)體因素等都存在密切相關(guān)性。目前已經(jīng)證實(shí)掃描時(shí)間、對(duì)比劑注入流速、對(duì)比劑碘濃度（每毫升造影劑中碘的含量）以及碘流率（iodine delivery rate，IDR） 均是影響冠脈血管強(qiáng)化程度的關(guān)鍵因素[2～7]。但關(guān)于冠脈CTA 造影劑注入流速、對(duì)比劑濃度或碘流率的適宜參數(shù)尚未達(dá)到最佳共識(shí)。我們對(duì)所用2 種不同濃度含碘對(duì)比劑 （碘佛醇350mg I/ml vs.碘普羅胺370mg I/ml）在冠脈CTA成像中應(yīng)用進(jìn)行回顧性分析，比較不同濃度含碘對(duì)比劑對(duì)冠脈CTA 圖像質(zhì)量的可能存在的影響。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

回顧性分析2020年10月26月～2020年11月6月在中日友好醫(yī)院放射診斷科完成冠脈CTA 檢查129 例門診患者數(shù)據(jù)資料。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1） 冠脈支架植入術(shù)后或搭橋術(shù)后；（2） 體重≥90kg 或身體質(zhì)量指數(shù)（BMI）≥30kg/m2；（3）冠脈三大主干（RCA，LAD，LCX）廣泛鈣化斑或冠脈鈣化積分＞800。最后入組患者97 例，男45 例、女52例；平均55.8±11.0 歲。根據(jù)所用對(duì)比劑不同分為2 組。

1.2 檢查方法

采用 256 排CT （GE Revolution CT，GE Healthcare，美國(guó)）或320 排CT （Aquilion ONE，Canon Medical Systems，Otawara，月本） 行冠脈CTA 檢查，均采用前瞻性心電門控掃描，掃描具體參數(shù)如下。

GE Revolution CT-管球旋轉(zhuǎn)速度：0.28s/周；管電壓：KV 智能決策 技術(shù) （KV assist；100 KV&120KV）； 管電流：3D 自動(dòng)管電流調(diào)制 （SmartmA）； 螺距：0.992：1； 層數(shù)×準(zhǔn)直器寬度：256×0.625mm； 重建圖像層 厚：0.625mm，層 間距：0.625mm。Aquilion ONE-管球旋轉(zhuǎn)速度：0.35s/周；管電壓：120kVp；管電流：自動(dòng)管電流調(diào)制；層數(shù)×準(zhǔn)直器寬度：320×0.5mm。重建圖像層厚0.5mm，層間距0.5mm。對(duì)比劑碘佛醇（350mg I/ml）或碘普羅胺（370mg I／ml），經(jīng)肘靜脈高壓注射器注射。采用對(duì)比劑和生理鹽水雙筒注射，流速5ml／s，對(duì)比劑總量75ml，生理鹽水30ml。采用對(duì)比劑檢測(cè)法

（Bolus-tracking）自動(dòng)觸發(fā)，選擇氣管分叉層面降主動(dòng)脈為觸發(fā)點(diǎn)。觸發(fā)閾值為110Hu。掃描結(jié)束后記錄患者的CT 劑量指數(shù) （CT dose index，CTDIvol），劑量長(zhǎng)度乘積（dose-length product，DLP），胸部轉(zhuǎn)換系數(shù)K 采用0.014mSv/mGy/cm 計(jì)算有效劑量（effective dose，ED）。

1.3 圖像后處理及評(píng)價(jià)

所有患者軸向原始薄層圖像轉(zhuǎn)至相應(yīng)后處理工作站進(jìn)行分析，包括多層重組（MPR）、最大密度投影（MIP）以及3D 容積再現(xiàn)（VR）。主觀評(píng)價(jià)指標(biāo)： 由2 名放射科醫(yī)師采用盲法根據(jù)軸位圖像及重建圖像分別對(duì)左主干（LM）、左前降支（LAD）、左旋支（LCX）和右冠脈（RCA）的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分。采用4 分制（1 分，圖像質(zhì)量差，存在嚴(yán)重圖像噪聲或血管強(qiáng)化不佳無(wú)法診斷；4 分： 圖像質(zhì)量佳，能夠判定管腔狹窄程度及斑塊性質(zhì)）[8]（圖1,A～D 見(jiàn)封三）。≥2 分圖像認(rèn)為成像質(zhì)量合格，患者平均的圖像質(zhì)量得分=（LM 得分+LAD 得分+LCX 得分+RCA 得分）/4 。

圖1 不同圖像質(zhì)量評(píng)分示例

客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)[9，10]：（1）圖像噪聲（SD主動(dòng)脈），定義為主動(dòng)脈根部感興趣區(qū) （ROI）CT 測(cè)量值的標(biāo)準(zhǔn)差（SD），選擇層面為緊鄰左冠狀竇頭側(cè)層面，ROI 沿血管內(nèi)壁盡可能大范圍勾畫；（2）冠脈血管密度值（CT冠脈），定義為RCA 近段及LM 管腔密度平均值，感興趣勾畫方法同上。本次研究中2 種不同濃度對(duì)比劑使用劑量（75ml）和流速（5ml/s）均采用相同設(shè)定，故兩者IDR 是不同的（1.75g I/s vs. 1.85g I/s）。在后面統(tǒng)計(jì)分析比較中，2 組冠脈血管密度值采用1.8g I/s IDR 進(jìn)行了額外的校正；（3） 冠脈血管鄰近組織密度值（CT組織），定義為RCA 近段及LM 管腔鄰近脂肪組織密度，其ROI大小及勾畫方法同（2）；（4）信噪比（SNR），定義為CT冠脈/SD主動(dòng)脈；（5） 對(duì)比噪聲比（CNR），定義為（CT冠脈-CT組織）/SD主動(dòng)脈。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

應(yīng)用SPSS17.0 軟件行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，連續(xù)變量符合正態(tài)分布的采用（x－±SD）表示，非正態(tài)分布資料以中位數(shù)±四分位間距（median± IQR）表示。組間分類變量采用卡方檢驗(yàn)，連續(xù)變量采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)或獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)，其中2 組冠脈血管密度值考慮到IDR 差異校正后進(jìn)行比較。此外，根據(jù)心率進(jìn)行分組（心率<65 次/min；心率≥65 次/min），采用獨(dú)立樣本t 檢驗(yàn)比較不同心率組間校正后CT冠脈（Hu）差異；采用Pearson 相關(guān)性檢驗(yàn)分析BMI 與校正后CT冠脈（Hu）之間相關(guān)性。采用Cohen’s Kappa 系數(shù)值 （κ） 或組內(nèi)相關(guān)系數(shù)（ICC）進(jìn)行組間一致性分析。

表1 入組患者基線情況

表2 組間圖像質(zhì)量各評(píng)價(jià)指標(biāo)比較

2 結(jié)果

2.1 患者基本信息及組間一致性分析

最終入組患者為97 例，其中1 例（1.03%）左冠脈開(kāi)口位置異常，2 例（2.06%）冠狀動(dòng)脈分布左優(yōu)勢(shì)型，22 例（22.68%）存在心肌橋。根據(jù)所用對(duì)比劑不同，分為A 組（使用碘佛醇350mg I/ml）和B 組（使用碘普羅胺370mg I/ml），2 組患者臨床基線情況（性別、年齡、心率、BMI）不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P>0.05），見(jiàn)表1。

對(duì)圖像質(zhì)量評(píng)分的一致性進(jìn)行分析，LM、LAD、LCX 及RCA圖像的κ值分別為0.864、0.880、0.854、0.941（均P＜0.01），說(shuō)明不同觀察者之間具有很好的一致性。

SD主動(dòng)脈、CT冠脈及CT組織的ICC 值分別為0.824、0.963、0.880（P＜0.01），可重復(fù)性較好。

2.2 組間圖像質(zhì)量比較

A 組中2 例、B 組1 例因單根血管圖像質(zhì)量評(píng)分為1 分無(wú)法進(jìn)行診斷，其余冠脈血管評(píng)分均≥2 分。表2 示，2 組平均圖像質(zhì)量得分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.298）。組間冠脈血管密度值無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.449），但采用1.8g I/s IDR 校正后，A 組顯著高于B 組（P=0.036）。2 組間圖像噪聲、信噪比（SNR）、對(duì)比噪聲比（CNR）均不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P>0.05）。

根據(jù)心率進(jìn)行分組，＜65 次/min 組54 例；≥65 次/min 組43 例，發(fā)現(xiàn)相對(duì)低心率組具有更高的血管密度值 （442.16±85.48Hu vs.403.67±73.62Hu，P＜0.05）。采用Pearson 相關(guān)性檢驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)BMI 與校正后血管密度值存在負(fù)相關(guān)（r=-0.440，P＜0.01），即在較高BMI 人群中血管密度值相對(duì)較低。

3 討論

目前我院應(yīng)用于冠脈CTA 檢查的含碘對(duì)比劑主要是碘佛醇（350mg I/ml）和碘普羅胺（370mg I/ml），2 種造影劑濃度存在一定差異。冠脈血管強(qiáng)化程度是冠脈狹窄程度及斑塊性質(zhì)判定的重要因素。理論上在相同流速和劑量情況下，相對(duì)高濃度的對(duì)比劑（即提高IDR）會(huì)獲取更高的血管密度[2]，后者有助于更準(zhǔn)確評(píng)估冠脈的病變。但是相對(duì)高濃度的碘對(duì)比劑意味著患者整體注入碘劑量的增加，會(huì)加大腎臟代謝負(fù)擔(dān)，增加對(duì)比劑相關(guān)腎病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[11]。在實(shí)際臨床工作中，對(duì)比劑濃度差異對(duì)圖像質(zhì)量的影響與患者承受的潛在風(fēng)險(xiǎn)需要有所取舍。本研究主要觀察對(duì)比劑濃度差異對(duì)圖像質(zhì)量可能帶來(lái)的影響。

研究結(jié)果顯示在相同流速和劑量情況下，2種濃度含碘對(duì)比劑（350mg I/ml vs. 370mg I/ml）的冠脈CTA 圖像質(zhì)量不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。采用1.8g I/s IDR 進(jìn)行了校正后，相對(duì)低濃度對(duì)比劑組（A 組，350mg I/ml）血管密度值顯著高于高濃度對(duì)比劑組 （B 組，370mg I/ml），即前者所獲取冠脈CTA 圖像質(zhì)量略優(yōu)于后者。

除了碘濃度之外，對(duì)比劑黏度是影響血管強(qiáng)化程度的另一個(gè)重要因素[12]。它隨著溫度升高而降低，隨著對(duì)比劑中碘濃度的升高而升高。相對(duì)低濃度的含碘對(duì)比劑由于黏度下降，可能會(huì)減低注射壓力從而能夠在血管內(nèi)更快更均勻分布。高濃度對(duì)比劑由于黏度高，注射壓力相對(duì)較大，在血管中與血液均勻混合速度較慢，一定程度上抵消了高IDR 優(yōu)勢(shì)，再加上患者個(gè)體差異（如心率、每搏輸出量、BMI 等），故高濃度對(duì)比劑并不一定意味著更高的血管強(qiáng)化程度[2，3，12]。Kim 等[4]針對(duì)2 種高濃度含碘對(duì)比劑（370mg I/ml vs. 400mg I/ml）采用相同流速及劑量行冠脈CTA 檢查，組間圖像質(zhì)量不存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，進(jìn)行IDR 校正后相對(duì)低濃度組（370mg I/ml）冠脈血管密度更高。Achenbach 等[5]在一項(xiàng)多中心隨機(jī)雙盲非劣效臨床試驗(yàn)中也進(jìn)一步證實(shí)，碘濃度350mg I/ml 對(duì)比劑與更高濃度碘對(duì)比劑 （370mg I/ml，400mg I/ml） 冠脈CTA 圖像質(zhì)量之間不存在明顯的差異。本次研究中2 組間主觀圖像質(zhì)量評(píng)分、SNR、CNR 均不存在明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，該結(jié)果同既往研究報(bào)告相一致。

本次研究中入組患者均在256 排以上CT 設(shè)備完成冠脈CTA 檢查，檢查前均未給予β-受體阻滯劑調(diào)整心率。但考慮心率對(duì)對(duì)比劑血管內(nèi)分布的影響[12]，將患者分為2 組（心率<65 次/min；心率≥65 次/min） 分析校正后CT 冠脈值可能的差異，結(jié)果顯示心率較慢者（心率<65 次/min）血管密度值相對(duì)較高，可能的原因是血液循環(huán)速度相對(duì)較慢者，對(duì)比劑更容易在血管中積存從而達(dá)到一個(gè)更高濃度。另外BMI 也是影響圖像質(zhì)量的重要因素[6，12]，研究前考慮受試者基線一致性，已將大體重或BMI>30 kg/m2患者剔除，但對(duì)BMI 與血管密度值進(jìn)行相關(guān)性分析，顯示兩者存在一定負(fù)相關(guān)性（r=-0.440），即在常規(guī)的體重或BMI 范圍內(nèi)，冠脈血管強(qiáng)化程度仍會(huì)有所波動(dòng)。

本次研究不足之處：（1）冠脈嚴(yán)重的粥樣硬化改變對(duì)血管密度值測(cè)定有影響，而B(niǎo)MI 指數(shù)增加說(shuō)明受試者皮下脂肪層較厚，可能會(huì)導(dǎo)致X 線穿透作用有所下降，圖像成像效果欠佳。故入組者僅選擇冠脈粥樣硬化性程度相對(duì)較輕且BMI 在30kg/m2以下常規(guī)體重患者，所得結(jié)論有一定適用范圍；（2） 所有患者掃描在2 臺(tái)256 排以上螺旋CT 上完成，不同設(shè)備間參數(shù)差異對(duì)結(jié)果可能的影響未進(jìn)行分析；（3）2 種濃度對(duì)比劑采用相同對(duì)比劑注射方案，但I(xiàn)DR 不相同，在后續(xù)臨床工作有待優(yōu)化調(diào)整。