基于團注追蹤法低觸發(fā)閾值在高心率患者冠狀動脈CT血管造影中的應用研究

黃雯暄 張惠英

華北理工大學附屬醫(yī)院CT室 河北唐山 063000

近年來，冠狀動脈CT血管造影成像(coronary computed tomography angiography,CCTA)已成為臨床評估冠心病的首選影像學檢查方法[1]。隨著多層螺旋CT的不斷發(fā)展，高時間分辨率的寬體探測器CT能夠在單個心動周期內一次完成掃描而無需患者進行心率控制[2]。但在臨床工作中，高心率(75～100次/min)、心率不齊患者往往難以選擇合適峰值時間，從而影響圖像的成像質量。對比劑團注追蹤法(bolus-tracking)被廣泛用于選擇CCTA中數據采集的最佳時間點，選擇合適的觸發(fā)閾值有助于在峰值時間完成掃描，獲得良好的圖像質量，但目前對于高心率患者的觸發(fā)閾值并沒有明確的研究。本研究旨在探討基于團注追蹤法下降低觸發(fā)閾值在高心率患者CCTA中的應用，探討降低觸發(fā)閾值能否獲得更好的圖像質量。

1 材料與方法

1.1一般資料 選取2021年7～11月就診于華北理工大學附屬醫(yī)院需行CCTA檢查的高心率(75～100次/min)患者40例，其中男19例，女21例，年齡(56.65±7.87)歲。排除標準：(1)心律不齊及心動過速(心率>100次/min)患者；(2)肝腎功能不全；(3)碘對比劑不良反應史；(4)無法配合檢查患者。將患者隨機分為A組和B組，每組均為20例，A組觸發(fā)閾值為100HU，B組觸發(fā)閾值為80HU。所有受檢者均簽署知情同意書。

1.2掃描方法及后處理 使用GE Revolution 512層螺旋CT機(GE Healthcare，Milwaukee，USA)進行CCTA掃描，患者仰臥位，足先進，標準粘貼心電裝置。于掃描前行呼吸訓練，掃描胸部定位像進行定位，范圍為氣管分叉處下2cm至膈肌水平。所有患者均使用德國ORICH高壓注射器，用20G套管針經右肘粗支靜脈注射對比劑。掃描參數：管電壓100kV，自動調制管電流，范圍400～1000 mA，探測器寬度16cm，0.28s/r，重組層厚0.625mm，重組矩陣512×512。采用前瞻性心電門控軸掃，應用冠狀動脈凍結技術(snap shot freeze，SSF)，采集重建期相為40%～55%，迭代重建。對比劑采用碘美普爾(400mg I/mL)，用量為40mL，注射速率為4.0mL/s，注射時間為10s，隨后以相同速率注入30mL的生理鹽水。采用對比劑團注跟蹤技術進行觸發(fā)，監(jiān)測點為主動脈根部，A組觸發(fā)閾值為100HU，B組為80HU，達到閾值后延遲5.9s后開始掃描。

將原始掃描數據經ADW 4.7工作站進行圖像后處理，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(3D volume rendered technique，VR)等，結合橫斷面原始圖像進行綜合評價。

1.3圖像質量評價

1.3.1客觀圖像質量評估 測量主動脈根部、左主干及右冠中段的 CT 值，分別計算信號噪聲比(SNR)和對比度噪聲比(CNR)。計算公式為：SNR= CT血管腔/SD血管腔。以主動脈根部標準差作為圖像噪聲。測量左主干周圍的心包內脂肪為背景，測量CT值，計算CNR，公式為：CNR=(CT左主干-CT心包脂肪)/SD左主干。

1.3.2主觀圖像質量評估 由兩位主治醫(yī)師及以上職稱的放射科醫(yī)師用盲法對圖像質量進行評分，有評價不一致病例時，經討論達成共識后作出評價，評分標準采用5分法。5分：圖像清晰，血管分支、遠端顯影好、無偽影，診斷容易；4分：主干及分支顯影良好，遠端顯影較好，有少許偽影，不影響診斷；3分：血管顯影尚可，部分分支、遠端顯示欠佳，有偽影，能夠滿足診斷；2分：血管顯影不清晰，分支及遠端顯影差，偽影明顯，影響診斷；1分：圖像質量差，顯影不佳伴嚴重偽影，不能滿足診斷。其中≥3分的圖像能夠滿足診斷需求，≥4分的圖像為優(yōu)秀。

1.4輻射劑量評價 記錄冠狀動脈掃描的CT容積劑量指數(CT volume dose index，CTDIvol)、劑量-長度乘積(dose-length product，DLP)、輻射有效劑量(effective dose，ED)。ED根據歐洲多層CT掃描指南推薦的胸部劑量轉換系數k(mSv：Gy-1cm-1:0.014)進行計算：ED=DLP ×k[3]。

2 結果

2.1兩組患者一般資料比較 兩組患者年齡、心率、身高、體質量等比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，有可比性。見表1。

表1 兩組患者的一般資料比較

2.2兩組客觀圖像質量評估結果比較 兩組主動脈根部CT值、左主干CT值、SNR及CNR比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。B組主動脈根部CT值(455.49±55.46)，高于A組[(375.58±102.86)HU]，增加了23.3%。B組左主干CT值為(430.49±52.03)HU，高于A組[(350.73±91.68)HU]，增加了22.7%。B組SNR(21.08±3.78)高于A組[(15.97±4.52)HU]，B組CNR(25.69±4.54)，高于A組[(19.88±6.18)HU]。A、B兩組右冠中段CT值分別為(346.28±89.61)HU、(413.69±54.92)HU，圖像噪聲分別為(24.99±7.21)、(22.20±3.36)，兩組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。因此可見，B組客觀圖像指標大部分優(yōu)于A組，有較好的客觀圖像質量。見表2。

表2 兩組客觀圖像質量評估結果比較

2.3兩組主觀圖像質量評估結果比較 兩組主觀圖像質量評分比較差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.400，P>0.05)。A組有19例滿足診斷需求，其中有1例患者主觀圖像質量評分為2分，未能滿足診斷需求，見圖1，B組20例患者均滿足診斷需求(≥3分)，見圖2。A組圖像優(yōu)秀率為80%，B組圖像優(yōu)秀率為90%，B組優(yōu)秀率高于A組，但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表3。

圖1 A組患者右冠狀動脈重建圖像

圖2 B組患者右冠狀動脈重建圖像

表3 兩組主觀圖像質量評估結果比較[例]

2.4兩組輻射劑量評價結果比較 A、B兩組CTDIvol、DLP及ED比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。

表4 兩組輻射劑量評價結果比較

3 討論

傳統(tǒng)的冠狀動脈CT血管造影中，高心率患者常常由于成像時間窗短，機器時間分辨率差，難以獲得高質量圖像[4]，因此對于高心率患者檢查前常需要服用β受體阻滯劑降低心率(<70次/min)。而隨著CT掃描設備的不斷發(fā)展，近年來出現的超寬探測器能夠縮短掃描時間，提高時間分辨力及空間分辨力[5]，對心率變化較以往設備不敏感，因此，對于高心率水平的患者也能夠提供更高質量的圖像。本研究采用的GE Revolution 512層螺旋CT能夠在一次心動周期內完成全心掃描，采用前瞻性心電門控技術，對于不同心率水平患者都能獲得良好的圖像質量，滿足診斷需求[6]。但在臨床工作中，高心率患者的圖像質量仍有參差，如何個性化的優(yōu)化掃描方案，取得穩(wěn)定且良好的掃描圖像仍是現今研究的熱點。

影響CCTA質量的因素有很多，如心率、掃描模式、參數及注射方案等，本研究主要針對減少高心率對圖像質量的影響進行探究。獲得優(yōu)質圖像的關鍵在于能否在峰值時間進行掃描，心率會影響心輸出量和對比劑循環(huán)時間。血容量和心輸出量隨著體質量的增加，也以相同的速度增加，因此對比劑循環(huán)時間基本不隨體質量的變化而改變[7]。心輸出量的減少與對比劑達峰時間呈線性關系。心輸出量=每搏輸出量×心率，在一定范圍內心率的增加不會減少每搏輸出量，但會導致心輸出量增多、對比劑達峰時間縮短，常規(guī)掃描可能無法捕捉最佳時相，因此可以通過降低觸發(fā)閾值縮短掃描時間。有研究表明，在同樣掃描條件下，低心率的達閾值時間慢于高心率組，因此高心率組能夠更快達到閾值，因此應該盡快開始掃描[8]。該研究中高心率組的強化CT值低于低心率患者，這可能是因為未降低高心率組觸發(fā)閾值，導致錯過其對比劑達峰時間，因此圖像質量較差。本研究將高心率患者分為兩組，B組(低閾值)的圖像CT值明顯高于A組，這表明對于高心率患者，降低閾值能夠取得更好的圖像質量。

《冠狀動脈CT血管成像掃描與報告書專家共識》表明，冠狀動脈主干管腔內CT值至少應達到325HU才能滿足臨床診斷需求，本研究中兩組均能滿足診斷需求。近年一項評價CCTA的研究發(fā)現，圖像質量較好的冠狀動脈近段管腔內CT值應為390～500HU[9]，本研究中B組所有主干CT值均達到優(yōu)秀圖像水平，這表明雖然A組的客觀圖像質量不如B組，但控制合適的掃描時間在常規(guī)掃描條件下也可以獲取更高的管腔內密度。李嬌嬌等[10]進行的研究中也表明在不同的掃描時間管腔內的密度不同，所以掃描時間點應當設置于峰值處或峰值前；本研究采用的設備與其不同，但都能在一次心動周期內完成全心掃描。在上述研究中，心率70次/min的體模中峰值略晚于心率60次/min體模，這可能是由于他們選用的心率范圍屬于正常范疇，而本研究針對高心率患者，左室舒張期時間減少，導致到達峰值的時間也縮短，因此降低閾值能夠提前激發(fā)，使掃描時間點位于峰值處。

本研究的不足之處：(1)僅針對高心率(75～100次/min)患者，未針對心率進一步細分亞組，無法證明在一定范圍內心率與閾值之間是否存在負相關的關系，在今后的研究中將進一步的分組調查。(2)未納入心動過速患者(心率≥100次/min)，正常人群心率通常為60～80次/min，在正常范圍內加快心率可以增加每搏輸出量及心輸出量，但若心率≥100次/min可能導致心臟儲備能力下降，每博輸出量減少，心臟的效率隨之降低[11]，因此可能反而需要提高閾值來延緩激發(fā)時間，在今后的研究中將進一步探究。

綜上所述，在使用團注追蹤法下的高心率患者CCTA掃描中，降低觸發(fā)閾值(80HU)比常規(guī)閾值(100HU)能夠獲得更好的圖像質量。因此，在疑診冠狀動脈疾病的高心率患者中，可以選擇低觸發(fā)閾值進行掃描。