256 排CT 冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)在胸痛三聯(lián)檢查中的應(yīng)用價(jià)值

高茹茹，劉建莉，劉顯旺，拓蕾，徐媛，李玉鳳，薛守校

（蘭州大學(xué)第二醫(yī)院放射科 甘肅省醫(yī)學(xué)影像重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，甘肅 蘭州 730030）

急性胸痛是一個(gè)影響公眾健康的重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。急性胸痛的鑒別診斷對(duì)于急診科醫(yī)生是一個(gè)挑戰(zhàn)，包括急性冠脈綜合征（Acute coronary syndrome，ACS）、主動(dòng)脈夾層（AD）、肺動(dòng)脈栓塞（PE）以及非血管源性心臟病。ACS 的誤診率約為2%[1]，年輕、癥狀不典型以及心電圖無(wú)診斷意義的ACS 更易誤診[2]。非侵入性的冠狀動(dòng)脈CT 血管成像（Coronary computed tomography angiography，CCTA）的陰性預(yù)測(cè)值較高[3]，CCTA 的準(zhǔn)確診斷依賴于圖像質(zhì)量，影響圖像質(zhì)量最重要的因素是心率，高心率所致的運(yùn)動(dòng)偽影造成12%的冠狀動(dòng)脈分段不可診斷。新一代16 cm 寬體掃描機(jī)運(yùn)動(dòng)校正算法即快照凍結(jié)技術(shù)（Snap-shot freeze，SSF）專門(mén)校正運(yùn)動(dòng)偽影[4]，但CCTA 不能評(píng)估其他相關(guān)胸痛疾病。而一站式胸痛三聯(lián)（Triple-rule-out，TRO）檢查可以同時(shí)診斷ACS、PE及AD，對(duì)患者的及時(shí)診斷及治療至關(guān)重要[5]。目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)關(guān)于SSF TRO CTA 檢查中冠脈圖像質(zhì)量應(yīng)用價(jià)值的文獻(xiàn)報(bào)道，本研究旨在探討256 排CT SSF 技術(shù)對(duì)急性胸痛患者自由呼吸狀態(tài)下TRO檢查中冠脈圖像質(zhì)量及可判讀性的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性連續(xù)收集2020 年5 月27 日—2021 年1月26 日因急性胸痛就診于蘭州大學(xué)第二醫(yī)院的30例急診患者的資料，均行回顧性心電門(mén)控256 排CT TRO 檢查，男12例，女18例，年齡26～89歲，平均（59±13）歲，平均體質(zhì)量指數(shù)（23.32±2.25）kg/m2。納入標(biāo)準(zhǔn)：主訴為胸痛、氣短，臨床上懷疑ACS、PE、AD 任意一種情況，但通過(guò)臨床其他檢查手段不能準(zhǔn)確診斷的病例。排除標(biāo)準(zhǔn)：臨床有明確冠心病病史、嚴(yán)重肺動(dòng)脈高壓病史、嚴(yán)重腎功能不全患者（肌酐清除率＜60 mL/min）、妊娠、碘對(duì)比劑過(guò)敏或其他不適宜使用CT 對(duì)比劑的患者。本研究經(jīng)我院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者檢查前均簽署知情同意書(shū)。

1.2 儀器與方法

使用256 排寬體CT 機(jī)（GE Healthcare，Revo lution CT），患者取仰臥位，雙手抱頭，暴露胸部，連接心電監(jiān)護(hù)裝置。選用對(duì)比劑碘普羅胺（370 mgl/mL），根據(jù)患者體質(zhì)量以4.5～5.0 mL/s 的速率用雙筒高壓注射器經(jīng)肘部正中靜脈打入合適量的對(duì)比劑和生理鹽水。

前置30%ASiR-V 權(quán)重，后置60%ASiR-V 權(quán)重，根據(jù)對(duì)比劑示蹤法（Bolus tracking），在肺動(dòng)脈主干層面設(shè)置感興趣區(qū)，當(dāng)感興趣區(qū)對(duì)比劑充盈均勻至閾值120 HU時(shí)，肺動(dòng)脈期掃描于2 s 后開(kāi)始。肺動(dòng)脈期掃描完成后再延遲13 s 依次啟動(dòng)冠狀動(dòng)脈、胸主動(dòng)脈期掃描。冠狀動(dòng)脈采集期相根據(jù)患者心率和心律利用自動(dòng)心電門(mén)控技術(shù)（Auto gating）而定。

患者自由呼吸模式，首先掃描肺動(dòng)脈，肺動(dòng)脈掃描范圍為自肺尖部至肋膈角，采用非心電門(mén)控方式螺旋掃描，探測(cè)器寬度160 mm，層厚0.625 mm，層間距0.625 mm，轉(zhuǎn)速0.28 s/r，螺距0.992∶1，管電壓為120 kV，管電流利用自動(dòng)管電流（Smart mA）技術(shù)調(diào)整范圍350～700 mA，NI=17.0。延遲13 s 依次掃描冠狀動(dòng)脈和胸主動(dòng)脈，冠狀動(dòng)脈掃描范圍為氣管隆突下1 cm 至心臟膈面，依據(jù)心臟縱向范圍采用120 mm或140 mm 的探測(cè)器寬度，采用回顧性心電門(mén)控軸掃方式，智能調(diào)整自動(dòng)管電流范圍400～700 mA，NI=24.0。胸主動(dòng)脈掃描范圍為自主動(dòng)脈弓上1 cm 至膈下腎門(mén)水平，掃描參數(shù)同肺動(dòng)脈期。

1.3 圖像重建和后處理

利用自動(dòng)心電門(mén)控技術(shù)（Auto-gating）選擇運(yùn)動(dòng)偽影少的期相作為靶期相，利用SSF 算法對(duì)靶期相進(jìn)行重建，把圖像推送到GE AW4.7 后處理工作站，使用曲面重建（CPR）、容積再現(xiàn)（VR）、多平面重組（MPR）等多個(gè)后處理方法處理分析圖像。

1.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

客觀評(píng)價(jià)：根據(jù)TRO CT 檢查專家共識(shí)[5]，以冠狀動(dòng)脈的CT值為300～450 HU、肺動(dòng)脈的CT值＞200 HU、主動(dòng)脈的CT值＞250 HU 為達(dá)到滿足臨床診斷需求的圖像質(zhì)量指標(biāo)，即圖像質(zhì)量合格。所有病例圖像均使用標(biāo)準(zhǔn)算法（STD）及SSF 算法進(jìn)行重建，分別在肺動(dòng)脈（PA）、主動(dòng)脈（Ao）、左冠脈主干（LM）、左前降支近段（LAD）、左回旋支近段（LCX）、右冠脈近段（RCA）及同層面皮下脂肪組織選擇感興趣區(qū)測(cè)量CT值、信噪比（SNR）及對(duì)比信噪比（CNR）。感興趣區(qū)的選擇盡量避開(kāi)鈣化斑塊，選擇密度比較均勻的區(qū)域。計(jì)算公式：SNRLUMEN=CTLUMEN/SDLUMEN；CNRLUMEN=（CTLUMEN-CTFAT）/SDFAT（LUMEN：血管管腔；FAT：脂肪）。

主觀評(píng)價(jià)：冠狀動(dòng)脈分段方法采用美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)冠狀動(dòng)脈18 段分段法，由兩名有經(jīng)驗(yàn)的放射科醫(yī)師對(duì)每個(gè)病人、每支冠狀動(dòng)脈及每段血管采用Likert 4 分制法評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量[6]：4 分為差，血管輪廓分辨不清，無(wú)法進(jìn)行診斷；3 分為良，血管輪廓可以分辨，能夠用于診斷，但準(zhǔn)確性可能受影響；2 分為好，大部分血管輪廓邊界清楚，僅有少量運(yùn)動(dòng)偽影，基本不影響診斷；1 分為極好，血管邊界清楚，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影，對(duì)診斷無(wú)影響。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

應(yīng)用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析?；颊叩哪挲g、體質(zhì)量指數(shù)等計(jì)量資料均符合正態(tài)分布，用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示；STD 和SSF兩種算法基于病人水平、各血管分支、各血管節(jié)段圖像質(zhì)量評(píng)分之間的比較采用配對(duì)樣本t 檢驗(yàn)；兩種算法對(duì)于冠脈的可判讀性比較采用配對(duì)卡方檢驗(yàn)，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

本研究30 例受試者平均年齡（59±13）歲，平均體質(zhì)量指數(shù)（23.32±2.25）kg/m2，掃描期間平均心率（74±18）次/min，心率變異1～42 次/min，平均左心室射血分?jǐn)?shù)（58.1±12.1）%，高血壓患者3 例（10%），血脂異常者8 例（26.7%），糖尿病患者2 例（6.7%），有冠心病家族史者5 例（16.7%）。

2.1 圖像質(zhì)量評(píng)分及可判讀性

2.1.1 客觀評(píng)價(jià)

在CT值方面，達(dá)到臨床診斷需求的有26 例（26/30，86.7%）；STD 和SSF 兩種算法在PA、Ao、LM、LAD近段、LCX近段、RCA近段CT值、SNR、CNR（P＞0.05）的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 STD 和SSF 算法肺動(dòng)脈、主動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈CT值、SNR 及CNR 比較（）

表1 STD 和SSF 算法肺動(dòng)脈、主動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈CT值、SNR 及CNR 比較（）

2.1.2 主觀評(píng)價(jià)

冠脈圖像的可判讀性在STD 與SSF 算法之間比較（圖1，2，表2），在受試者水平（χ2=1.017，P=0.313）的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，在血管水平（χ2=13.100，P=0.000）及節(jié)段水平（χ2=52.733，P=0.000）的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。LAD 評(píng)分在STD 與SSF 算法之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=3.551，P=0.236），LM（t=2.163，P=0.005）、LCX（t=4.731，P=0.014）、RCA（t=5.757，P=0.310）評(píng)分在兩種算法之間的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，每段評(píng)分在兩種算法之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=4.791，P=0.003）。

表2 30 例受試者STD、SSF 算法冠脈圖像質(zhì)量主觀評(píng)分及可判讀性比較

2.2 心率及心率變異對(duì)圖像質(zhì)量的影響

STD 和SSF 算法在不同心率分組組內(nèi)優(yōu)良率比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表3），心率≤90 次/min組經(jīng)SSF 校正后優(yōu)良率明顯高于STD 組（P=0.000），而心率＞90 次/min 組的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.077）。在心率變異方面（表4），STD 和SSF 算法在心率變異分組組內(nèi)優(yōu)良率比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），心率變異≤10 次/min 組STD 和SSF 算法的圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良率比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P=0.000），而心率變異＞10 次/min 組的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.071）。

表3 心率對(duì)SSF 和STD 算法冠脈各段圖像質(zhì)量的影響（次/min）

表4 心率變異對(duì)SSF 和STD 算法冠脈各段圖像質(zhì)量的影響（次/min）

3 討論

ACS 誤診和延誤治療致死率極高，在診斷ACS時(shí)除了病史、體格檢查、心電圖及實(shí)驗(yàn)室檢查外，對(duì)于低到中度風(fēng)險(xiǎn)的ACS，CCTA 診斷較為可靠[7]，更重要的是ACS 的鑒別診斷即TRO。降低冠脈圖像質(zhì)量的主要因素是高心率或心率變異所致的冠脈運(yùn)動(dòng)偽影，既往通過(guò)多種措施減少運(yùn)動(dòng)偽影[8]，包括β 受體阻滯劑、增加球館轉(zhuǎn)速、寬體掃描機(jī)及雙源CT等，但大量研究表明冠脈運(yùn)動(dòng)偽影仍然存在。高心率或心率變異較大的急性胸痛患者本身狀態(tài)較差，部分患者因?qū)Ρ葎┳⑸洚a(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)使心率加快或心率變異幅度加大，降低圖像質(zhì)量。在檢查過(guò)程中不能屏氣亦可使冠脈圖像出現(xiàn)呼吸運(yùn)動(dòng)偽影。SSF 技術(shù)專門(mén)校正運(yùn)動(dòng)偽影，在一個(gè)心動(dòng)周期中，采集3 倍數(shù)據(jù)，追蹤每支冠狀動(dòng)脈血管的速度和運(yùn)動(dòng)方向，使用靶期相前后鄰近兩個(gè)期相的血管運(yùn)動(dòng)軌跡來(lái)準(zhǔn)確追蹤定位靶期相每支血管的實(shí)際位置，三維校正冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)，提高胸痛患者CCTA 圖像質(zhì)量[5]，有效縮短了重建時(shí)間窗，有助于臨床快速精準(zhǔn)診斷。

本研究發(fā)現(xiàn)SSF 算法對(duì)于≤90 次/min 的較高心率患者的冠脈偽影校正效果顯著，對(duì)＞90 次/min更高心率患者的冠脈偽影校正效果不明顯，但冠脈圖像的可判讀性仍高于STD 算法，這與Xing 等[9]的研究結(jié)果一致。該研究表明，在心率60～100 次/min的患者中，隨著心率增加，圖像質(zhì)量越來(lái)越差。可能是因?yàn)楣诿}在左心室收縮早中期和舒張?jiān)缙谶\(yùn)動(dòng)速度最快，在舒張中晚期相對(duì)穩(wěn)定，高心率縮短了冠脈相對(duì)穩(wěn)定期，易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影[10]。SSF 算法利用同一心動(dòng)周期的數(shù)據(jù)提高了圖像的時(shí)間分辨率，SSF 算法對(duì)運(yùn)動(dòng)偽影的校正受不同心動(dòng)周期心率變化的影響小[11]。因此，SSF 算法可能使心率控制欠佳的病人最受益。本研究中，在受試者水平，STD 與SSF 算法對(duì)于冠脈圖像可判讀性的比較無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，與Andreini 等[12]研究結(jié)果一致。在冠脈分支及分段水平，SSF 算法明顯提高了可判斷性。本研究結(jié)果顯示SSF 算法對(duì)LM、LCX 運(yùn)動(dòng)偽影的校正均有價(jià)值，對(duì)LAD、RCA 偽影的校正不明顯，但可判讀性仍高于STD 算法?？赡苡捎诿恐а艿倪\(yùn)動(dòng)速度和方向在整個(gè)心動(dòng)周期中分布不均勻，RCA 運(yùn)動(dòng)速度最快，LM、LCX 運(yùn)動(dòng)速度較慢，運(yùn)動(dòng)校正在改善LAD和RCA 圖像質(zhì)量方面的效果可能會(huì)受到限制[16]。

本研究中，SSF 算法對(duì)于低心率變異冠脈偽影的校正效果顯著，高心率變異冠脈偽影的校正效果不明顯，但SSF 組冠脈分段優(yōu)良率顯著高于STD組，該結(jié)果與Leschka 等[13]的研究結(jié)果相一致。該研究表明，較低心率變異組圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于較高心率變異組，較高心率變異組冠脈圖像的可判讀性低于較低心率變異組。

有研究表明[14]，患者自由呼吸與屏氣狀態(tài)對(duì)于320 排CT 冠脈圖像質(zhì)量的影響沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而本研究中患者采用256 排CT 自由呼吸模式，冠脈圖像的可判讀性達(dá)100%，這可能得益于SSF 算法，與STD 算法相比，在冠脈分支及分段水平，SSF 算法明顯提高了圖像質(zhì)量和可判讀性。

本研究中有4 支肺動(dòng)脈CT值小于200 HU，2支主動(dòng)脈CT值小于200 HU，可能與部分胸痛患者心輸出量降低，掃描時(shí)機(jī)未達(dá)到最佳狀態(tài)有關(guān)。有研究表明[15]，CCTA 的圖像噪聲、SNR、CNR 和圖像質(zhì)量在60%ASIR-V 權(quán)重達(dá)到了最佳平衡。本研究納入對(duì)象均常規(guī)采用迭代重建技術(shù)（ASIR-V）優(yōu)化TRO圖像質(zhì)量，前置30%ASIR-V 權(quán)重的迭代算法用于降低被檢者的受照劑量，后置60%ASIR-V 權(quán)重的迭代算法用于降低圖像噪聲，提高TRO 圖像的SNR、CNR 和質(zhì)量。利用自動(dòng)心電門(mén)控技術(shù)選擇原始圖像冠脈運(yùn)動(dòng)偽影較少的靶期相進(jìn)行SSF 重建，校正運(yùn)動(dòng)偽影，自動(dòng)期相選擇不佳時(shí)，輔助人工監(jiān)測(cè)冠脈運(yùn)動(dòng)偽影最少期相手動(dòng)重建，以達(dá)到最佳圖像質(zhì)量。

本研究的不足：①筆者用了256 排寬體探測(cè)器評(píng)價(jià)SSF 技術(shù)對(duì)于TRO 檢查的應(yīng)用價(jià)值，而SSF 技術(shù)對(duì)于大部分基層醫(yī)院使用64 排CT 進(jìn)行TRO 檢查的應(yīng)用價(jià)值未知。②本研究是單中心小樣本量研究，對(duì)于SSF 技術(shù)在TRO 檢查中的價(jià)值及推廣使用在未來(lái)需要多中心大樣本量的研究來(lái)驗(yàn)證支持。③本研究未使用侵入性冠脈血管造影驗(yàn)證SSF 技術(shù)對(duì)TRO 冠狀動(dòng)脈病變?cè)\斷準(zhǔn)確性的價(jià)值，未來(lái)需進(jìn)一步研究。