團(tuán)注追蹤法下不同監(jiān)測點(diǎn)對冠狀動(dòng)脈CT血管成像圖像質(zhì)量的影響

黃雯暄，陳偉彬，張博倫，張惠英

冠狀動(dòng)脈CT血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）是臨床評估冠狀動(dòng)脈狹窄的重要手段［1］。如何獲得良好的圖像質(zhì)量一直是研究的熱點(diǎn)。CCTA圖像質(zhì)量容易受到對比劑注射時(shí)機(jī)的影響［2］。在標(biāo)準(zhǔn)化其他掃描參數(shù)后，最關(guān)鍵的影響因素是選擇合適的延遲時(shí)間進(jìn)行掃描。對比劑團(tuán)注追蹤法（bolus-tracking）被廣泛用于選擇CCTA中數(shù)據(jù)采集的最佳時(shí)間點(diǎn)，《冠狀動(dòng)脈CT血管成像掃描與報(bào)告書寫專家共識(shí)》推薦在右肺動(dòng)脈走行層面的升主動(dòng)脈或降主動(dòng)脈設(shè)置興趣區(qū)（region of interest，ROI）以觸發(fā)掃描［3］。臨床實(shí)際工作中也常采用左心房、左心室作為監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行掃描。然而，不同監(jiān)測點(diǎn)對于CCTA圖像質(zhì)量的影響尚待評估。因此，本研究分別選擇左心房、左心室、升主動(dòng)脈及降主動(dòng)脈作為監(jiān)測點(diǎn)，旨在評估團(tuán)注追蹤法下不同監(jiān)測點(diǎn)對CCTA圖像質(zhì)量的影響。

1 對象與方法

1.1研究對象前瞻性選取華北理工大學(xué)附屬醫(yī)院2021年1—6月因疑診冠狀動(dòng)脈疾病需行CCTA檢查的患者128例，男63例，女65例，年齡39～85歲，平均（61.65±10.38）歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）碘對比劑過敏史。（2）肝腎功能不全。（3）無法配合檢查者。將患者按隨機(jī)數(shù)字表法分為左心房（LA）組、左心室（LV）組、升主動(dòng)脈（AA）組及降主動(dòng)脈（DA）組，每組32例。4組患者的一般資料比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性，見表1。本研究所有患者均簽署知情同意書。

Tab.1 Comparison of general data of patients between the four groups表1各組患者的一般資料比較 （n=32）

1.2方法

1.2.1掃描方法使用GE Revolution 512層螺旋CT機(jī)（GE Healthcare，Milwaukee，USA）進(jìn)行CCTA掃描，患者取頭-足方向，連接心電裝置及導(dǎo)線。先掃描胸部定位像，掃描范圍自氣管分叉下2 cm至膈肌水平。為減少對比劑濃度不同所致的差異，本研究一致采用碘美普爾（含碘400 g/L，上海博萊科信誼藥業(yè)），各組注射方案均為流速4 mL/s，對比劑用量為40 mL。所有患者均使用德國ORICH高壓注射器，用20 G套管針經(jīng)右肘正中靜脈注射對比劑。圖像采集采用對比劑示蹤觸發(fā)技術(shù)，4組分別于橫斷面定位像選擇不同監(jiān)測點(diǎn)，LA組將興趣區(qū)放置于左心房（圖1），LV組置于左心室，AA組置于主動(dòng)脈根部，DA組置于氣管分叉下1 cm處層面降主動(dòng)脈內(nèi)。觸發(fā)閾值均為130 HU，達(dá)到閾值延遲5.9 s后開始掃描。采用前瞻性心電門控軸掃的掃描方式，掃描參數(shù)：管電壓100 kV，自動(dòng)調(diào)制管電流（400～1 000 mA），探測器寬度16 cm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s，重組層厚0.625 mm，矩陣512×512。所有患者均采用迭代重建。

1.2.2圖像后處理將原始掃描數(shù)據(jù)經(jīng)ADW 4.7工作站進(jìn)行圖像后處理，包括表面重建、最大密度投影（maximum intensity projections，MIP）、曲 面 重 組（curved multiplanar reformats，cMPR）及 三 維 容 積 再 現(xiàn)（3D volume rendered technique，VR）等，結(jié)合橫斷面原始圖像進(jìn)行綜合評價(jià)。

1.2.3圖像質(zhì)量評價(jià)圖像質(zhì)量評估：以主動(dòng)脈根部的標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation，SD）作為圖像噪聲。在冠狀竇發(fā)出左主干開口層面為基準(zhǔn)測量主動(dòng)脈根部及左冠狀動(dòng)脈主干的CT值，在左前降支及左回旋支近段橫斷面上測量CT值，以左心室最大層面為基準(zhǔn)測量右冠狀動(dòng)脈中段的CT值，計(jì)算信噪比（SNR）和對比噪聲比（CNR）。SNR=CT值血管/SD血管腔。分別以同層面血管周圍的心包內(nèi)脂肪CT值作為背景，CNR=（CT值血管-CT值心包脂肪）/SD血管。圖像質(zhì)量的人工評估：由2位具有5年以上診斷經(jīng)驗(yàn)的放射科主治醫(yī)師采用盲法對圖像質(zhì)量進(jìn)行評估，意見不一致時(shí)，經(jīng)商討確定。評分標(biāo)準(zhǔn)采用5分法：5分，血管清晰顯示，分支及遠(yuǎn)端顯示好、無偽影，易于診斷；4分，血管及其分支顯示良好，遠(yuǎn)端顯示也較好，有少許偽影但不影響診斷；3分，血管顯示尚可，部分分支及遠(yuǎn)端顯示不佳，有偽影但尚能滿足診斷；2分，血管顯示欠清，分支及遠(yuǎn)端顯示差，偽影明顯，影響診斷；1分，圖像質(zhì)量差，血管顯示不清伴嚴(yán)重偽影，不能滿足診斷。

Fig.1 Images showing Revolution CT bolus-tracking ROI positioning and timing monitoring program interface圖1 Revolution CT團(tuán)注追蹤法ROI的定位及定時(shí)監(jiān)測程序界面

1.2.4輻射劑量評價(jià) 記錄冠狀動(dòng)脈掃描的CT容積劑量指數(shù)（CT volume dose index，CTDIvol）、劑量-長度乘積（doselength product，DLP）、輻射有效劑量（effective dose，ED）。ED根據(jù)歐洲多層CT掃描指南推薦的胸部劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)k（0.014 mSv·mGy-1·cm-1）［4］進(jìn)行計(jì)算：ED=DLP×k。

1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 24.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。定量資料先采用Shapiro-Wilk檢驗(yàn)分析數(shù)據(jù)正態(tài)性，符合正態(tài)分布的數(shù)據(jù)采用±s表示，包括各組患者人群特征（年齡、身高、體質(zhì)量、BMI），圖像質(zhì)量客觀指標(biāo)（圖像噪聲，冠狀動(dòng)脈主要分支的CT值、SNR、CNR）及輻射劑量指標(biāo)（CTDIvol、DLP、ED）。定量資料均采用方差分析（ANOVA），當(dāng)方差齊時(shí)組間多重比較采用LSD-t檢驗(yàn)，方差不齊時(shí)采用Tamhane-t檢驗(yàn)。定性資料（圖像質(zhì)量評分）采用Kruskal-Wallis秩和檢驗(yàn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 圖像質(zhì)量比較4組的主動(dòng)脈根部、左主干CT值的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。其中，LA組CT值最高。而4組的前降支近段、回旋支近段及右冠狀動(dòng)脈中段CT值差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。見表2。4組的圖像噪聲、左主干及右冠狀動(dòng)脈CNR間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。LA組的圖像噪聲較低，左主干及右冠狀動(dòng)脈CNR較高。余各項(xiàng)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＞0.05）。見表3。

2.2 圖像質(zhì)量評分比較128例患者中有126例的影像滿足診斷需求（評分≥3分），另2例（評分均為2分）分別來自LV組和AA組的不能滿足診斷需求。各組間圖像質(zhì)量評分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見圖2、表4。

2.3 輻射劑量比較128例患者的平均有效輻射劑量為（3.94±0.86）mSv。4組間輻射劑量相關(guān)參數(shù)比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表5。

Tab.2 Comparison of CT values of different cardiovascular sites between the four groups表2各組不同心血管部位CT值測量結(jié)果比較 （n=32，HU，±s）

Tab.2 Comparison of CT values of different cardiovascular sites between the four groups表2各組不同心血管部位CT值測量結(jié)果比較 （n=32，HU，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a與LA組比較，P＜0.05。

組別LA組LV組AA組DA組F主動(dòng)脈根部480.25±77.90 406.76±58.36a 424.43±90.96a 433.72±63.30a 5.789＊＊左主干458.50±70.34 395.85±57.59a 409.30±82.03a 417.56±61.45a 4.968＊＊前降支近段419.46±63.63 377.57±47.68 390.50±82.01 401.69±53.57 2.536回旋支近段396.63±65.54 362.03±48.01 373.35±78.02 390.14±60.48 1.946右冠狀動(dòng)脈中段422.54±79.15 381.42±60.22 398.73±89.19 405.02±54.43 1.774

Tab.3 Comparison of measurement results of images noise,CNR and SNR between the four groups表3各組圖像噪聲、CNR、SNR值測量結(jié)果比較 （n=32，±s）

Tab.3 Comparison of measurement results of images noise,CNR and SNR between the four groups表3各組圖像噪聲、CNR、SNR值測量結(jié)果比較 （n=32，±s）

＊P＜0.05，＊＊P＜0.01；a與LA組比較，b與LV組比較，c與AA組比較，P＜0.05。

組別LA組LV組AA組DA組F圖像噪聲21.00±4.11 23.26±3.61 26.88±6.08ab 23.49±4.99ac 8.193＊＊SNR主動(dòng)脈根部20.79±4.77 18.95±4.23 18.20±4.94 20.65±3.79 2.634左主干21.65±5.86 19.07±4.79 19.16±6.78 18.52±3.84 2.111右冠狀動(dòng)脈19.64±4.67 17.08±4.45 18.87±5.55 17.75±3.81 1.911 CNR主動(dòng)脈根部25.29±5.51 23.93±5.54 22.99±5.87 24.79±4.15 1.161左主干26.90±6.64 23.85±5.97 24.38±7.96 21.90±4.49a 3.332＊右冠狀動(dòng)脈24.05±5.95 20.65±4.73a 23.76±6.15b 21.32±5.31 3.029＊

Fig.2 Comparison of CCTA cross-sectional images between the four groups圖2 4組CCTA橫斷面影像對比

Tab.4 Comparison of subjective scores of images between the four groups表4各組圖像質(zhì)量評分的比較 （例）

Tab.5 Comparison of radiation dose related parameters between the four groups表5各組輻射劑量相關(guān)參數(shù)的比較（n=32，±s）

Tab.5 Comparison of radiation dose related parameters between the four groups表5各組輻射劑量相關(guān)參數(shù)的比較（n=32，±s）

P＞0.05。

組別LA組LV組AA組DA組F CTDIvol（mGy）19.61±5.94 20.08±4.50 18.05±4.05 21.12±5.19 2.105 DLP（mGy·cm）268.62±80.23 290.33±46.75 269.20±52.15 296.91±59.41 1.815 ED（mSv）3.76±1.12 4.06±0.65 3.77±0.73 4.16±0.83 1.814

3 討論

3.1 團(tuán)注追蹤法影響CCTA圖像質(zhì)量的背景隨著CT掃描設(shè)備的迭代更新，掃描時(shí)間不斷縮短，如何在峰值增強(qiáng)時(shí)延遲掃描捕獲高質(zhì)量影像至關(guān)重要［5］。目前主要采用對比劑團(tuán)注測試法及對比劑團(tuán)注追蹤法幫助確定增強(qiáng)掃描延遲時(shí)間。其中對比劑團(tuán)注追蹤法已被廣泛應(yīng)用于選擇CCTA中圖像采集的最佳時(shí)間［6］。它是通過選擇ROI作為監(jiān)測點(diǎn)，當(dāng)監(jiān)測到ROI內(nèi)CT值達(dá)到閾值時(shí)，延遲一定時(shí)間后啟動(dòng)掃描，因其無需二次對比劑注射，因此能降低輻射劑量及掃描時(shí)間［7］。由于血流動(dòng)力學(xué)的不同可造成不同的激發(fā)時(shí)間，在不同的監(jiān)測點(diǎn)激發(fā)可能會(huì)導(dǎo)致不同的圖像質(zhì)量?；诖?，本研究旨在評估CCTA檢查中不同監(jiān)測點(diǎn)對圖像質(zhì)量的影響。Nebelung等［2］評估了在急性胸痛三聯(lián)征的“一站式”掃描（TROCTA）中不同監(jiān)測點(diǎn)對圖像質(zhì)量的影響，認(rèn)為將ROI放置于左心房較主動(dòng)脈根部能夠獲得更好的圖像質(zhì)量。本研究結(jié)果與之相近，但前者基于TRO-CTA掃描，僅對左心房和升主動(dòng)脈監(jiān)測點(diǎn)間進(jìn)行比較，本研究則針對常規(guī)CCTA掃描進(jìn)行，并納入了多個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行比較，證實(shí)了將監(jiān)測點(diǎn)放置于左心房是優(yōu)化的選擇，在臨床實(shí)踐中更具有實(shí)用性，這也為當(dāng)前CCTA的規(guī)范化掃描提供了新的思路和優(yōu)化方案。

對比劑團(tuán)注追蹤法監(jiān)測點(diǎn)的選擇對CCTA的圖像質(zhì)量有一定程度的影響，特別是在主動(dòng)脈及左主干管腔內(nèi)的衰減程度以及圖像噪聲方面。本研究表明，與常規(guī)選擇主動(dòng)脈根部及降主動(dòng)脈作為監(jiān)測點(diǎn)相比，選擇在左心房放置ROI不僅獲取更佳的圖像質(zhì)量，而且不易受到腔靜脈偽影的影響，也不增加輻射劑量。因此，在應(yīng)用對比劑團(tuán)注追蹤法進(jìn)行CCTA檢查時(shí)，將監(jiān)測點(diǎn)置于左心房是一個(gè)較好的選擇。

3.2 監(jiān)測點(diǎn)與血流動(dòng)力學(xué)的關(guān)系自右肘靜脈注射對比劑后，對比劑經(jīng)過左心房、左心室、主動(dòng)脈，最終到達(dá)冠狀動(dòng)脈。由于各ROI達(dá)到閾值的時(shí)間不同，將監(jiān)測點(diǎn)放置于不同的位置，掃描的延遲時(shí)間也不同。由于對比劑在心臟循環(huán)的時(shí)間較短，選擇合適的延遲時(shí)間更為重要，這能夠準(zhǔn)確把握冠狀動(dòng)脈成像的峰值時(shí)間［8］。若延遲時(shí)間過短，可能導(dǎo)致遠(yuǎn)端分支血管對比劑充盈欠佳，從而影響診斷。而延遲時(shí)間過長不僅會(huì)錯(cuò)過峰值時(shí)間，血管強(qiáng)化程度不足，還會(huì)由于肺動(dòng)脈強(qiáng)化導(dǎo)致無效成像。本研究中98.4%的患者圖像質(zhì)量滿足診斷要求，僅2例患者圖像質(zhì)量較差，分別來自LV組和AA組。分析這2例原因，前者體質(zhì)量為52 kg，心影較小，放置于左心室的ROI由于心臟搏動(dòng)飄移至左心室外，在冠狀動(dòng)脈達(dá)到強(qiáng)化平臺(tái)期后還未開始激發(fā)，因此錯(cuò)過血管強(qiáng)化的峰值，主動(dòng)脈根部及冠狀動(dòng)脈血管強(qiáng)化不足，且肺動(dòng)脈較亮，影像對比差；后者由于放置于升主動(dòng)脈的ROI受到上腔靜脈偽影的影響，還未到達(dá)閾值時(shí)便提前激發(fā)，因此冠狀動(dòng)脈血管未達(dá)到強(qiáng)化平臺(tái)期，主動(dòng)脈根部及冠狀動(dòng)脈血管強(qiáng)化不均勻，管壁較粗糙。選擇左心房作為監(jiān)測點(diǎn)，不僅能夠在血管達(dá)到強(qiáng)化峰值時(shí)進(jìn)行掃描，而且在橫斷面定位像上易判斷其解剖特點(diǎn)；范圍較大，選擇中心區(qū)域放置ROI不易受到心臟搏動(dòng)的影響，同時(shí)避免了放置在血管中由于管壁鈣化造成的CT值偏差。

3.3 改變監(jiān)測點(diǎn)對CCTA圖像質(zhì)量的優(yōu)化冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)CT值應(yīng)至少達(dá)到325 HU才能滿足臨床診斷需求，優(yōu)質(zhì)的影像則要達(dá)到350 HU以上［9］。本研究所有分組主要血管CT值均滿足診斷需求，LV組的回旋支CT值尚未達(dá)到優(yōu)秀水平。一項(xiàng)評價(jià)增強(qiáng)CCTA的研究發(fā)現(xiàn)，圖像質(zhì)量較好的冠狀動(dòng)脈近段血管CT值應(yīng)為390～500 HU［10］。而冠狀動(dòng)脈血管CT值的大小對臨床診斷也有重要意義，有關(guān)冠狀動(dòng)脈血管CT值與臨床診斷狹窄準(zhǔn)確性關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn)，冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)的衰減越大，診斷狹窄的準(zhǔn)確性越高［11］。因此，在一定范圍內(nèi)，冠狀動(dòng)脈CT值越高，與周圍組織的對比就越好，也能使臨床診斷更加準(zhǔn)確。本研究中，LA組主動(dòng)脈根部及左主干的CT值高于其他分組，其他分支血管CT值雖無差異，但主要血管及分支CT值均在推薦范疇。LV組主要血管CT值低于其他分組，不推薦作為常規(guī)掃描選擇。LA組的圖像噪聲較小，說明冠狀動(dòng)脈血管和周圍組織對比良好，圖像質(zhì)量優(yōu)于其他分組。4組各分支血管SNR及CNR值均能滿足診斷。本研究4組平均有效輻射劑量為（3.94±0.86）mSv，遠(yuǎn)低于最新調(diào)查中三級醫(yī)院的平均有效輻射劑量11.5 mSv［12］，這可能是由于本研究參照指南推薦的碘流率設(shè)計(jì)注射方案，在注射時(shí)間一定的情況下，使用高濃度對比劑降低了注射用量，也降低了輻射劑量，是規(guī)范合理的低劑量掃描方式［13］。

3.4 不足及展望（1）僅針對圖像質(zhì)量評估，與冠心病診斷的金標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字減影血管造影未進(jìn)行比較。因?yàn)楸狙芯坎⑽磳Ω鞣纸M診斷冠狀動(dòng)脈狹窄的準(zhǔn)確性進(jìn)行評估，而冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)衰減是影響冠狀動(dòng)脈狹窄程度和斑塊特征的重要因素，因此今后將進(jìn)一步檢驗(yàn)其診斷效能。（2）未納入心功能不全及高心率（＞90次/min）患者。因?yàn)樾墓δ芗靶穆十惓？赡軙?huì)導(dǎo)致監(jiān)測點(diǎn)閾值到達(dá)時(shí)間的差異，從而影響圖像質(zhì)量［14］，對于該類患者采用了小劑量對比劑團(tuán)注測試法，今后將探究本方法對該類患者的適用性。

綜上所述，在使用團(tuán)注追蹤法的CCTA掃描中，選擇不同監(jiān)測點(diǎn)會(huì)影響CCTA圖像質(zhì)量，將監(jiān)測點(diǎn)放置于左心房可以保證在CT值達(dá)峰值時(shí)進(jìn)行掃描，獲得更好的圖像質(zhì)量。因此，左心房是疑診冠狀動(dòng)脈疾病患者CCTA檢查較為理想的監(jiān)測點(diǎn)。