冉啟勝 RAN Qisheng

冷艾泠 LENG Ailing

陳地友 CHEN Diyou

曹 暉 CAO Hui

王舒楠 WANG Shunan

陳金華 CHEN Jinhua

高流量吸氧對冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的影響

冉啟勝 RAN Qisheng

冷艾泠 LENG Ailing

陳地友 CHEN Diyou

曹 暉 CAO Hui

王舒楠 WANG Shunan

陳金華 CHEN Jinhua

目的比較高流量吸氧與正常呼吸狀態(tài)下CT冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的差異，探討高流量吸氧對CT冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的影響。資料與方法132例患者采用Philips 256 CT行CT冠狀動(dòng)脈成像，其中71例給予高流量吸氧，61例正常呼吸。采用AW 4.4工作站行后處理冠狀動(dòng)脈血管重建。比較兩組前瞻性心電門控完成掃描比例及圖像的信噪比、對比噪聲比和冠狀動(dòng)脈各節(jié)段圖像質(zhì)量評分。結(jié)果給予高流量吸氧患者的前瞻性心電門控完成掃描比例及圖像質(zhì)量評分明顯高于正常呼吸者（P＜0.05），但兩組圖像信噪比及對比噪聲比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。結(jié)論高流量吸氧可以在降低患者受輻射劑量的同時(shí)提高CT冠狀動(dòng)脈成像的質(zhì)量，該方法簡單易行，值得臨床推廣使用。

冠狀動(dòng)脈疾??；氧吸入療法；冠狀血管造影術(shù)；質(zhì)量控制；輻射劑量

隨著多層螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像成功率和圖像質(zhì)量的提高，越來越多的醫(yī)師開始采用這種無創(chuàng)性的心臟檢查診斷模式[1]，但是其成像質(zhì)量對診斷率有顯著影響。在冠狀動(dòng)脈成像中，除設(shè)置較合理的掃描參數(shù)及對比劑用量外，還通過控制心率、呼吸屏氣、選擇合理的時(shí)相提高掃描質(zhì)量[2]。呼吸屏氣能使大多數(shù)患者心率降低且心律穩(wěn)定數(shù)秒，但由于該時(shí)間較短，往往不能使數(shù)據(jù)采集在該段時(shí)間內(nèi)完成，從而導(dǎo)致掃描質(zhì)量降低。吸氧能提高動(dòng)脈血氧分壓和氧飽和度的水平，當(dāng)患者血氧分壓提高后可能推遲因屏氣導(dǎo)致的交感神經(jīng)興奮時(shí)間點(diǎn)，從而使心率更長時(shí)間維持在其自身較穩(wěn)定的水平。本研究擬通過比較高流量吸氧與正常呼吸狀態(tài)下CT冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量差異，以探討高流量吸氧對CT冠狀動(dòng)脈成像的影響。

1 資料與方法

1.1 研究對象 連續(xù)選擇第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所放射科行CT冠狀動(dòng)脈成像檢查的132例患者，其中男78例，女54例；年齡37～86歲。71例于2011-11檢查者為高流量吸氧患者（研究組），61例于2013-11檢查者為正常呼吸患者（對照組），兩組患者性別、年齡、心率及體重指數(shù)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。所有患者均常規(guī)準(zhǔn)備控制心率＜100次/min，均能自主或在家屬協(xié)助下配合屏氣，無CT冠狀動(dòng)脈成像檢查禁忌證及碘對比劑使用禁忌證。

1.2 檢查前的準(zhǔn)備 檢查前測量患者心率，并向患者

表1 兩組患者一般資料比較

介紹CT冠狀動(dòng)脈檢查過程，以消除其緊張恐懼情緒。對于能夠較好地配合屏氣者教會(huì)其深吸氣后屏氣，對于配合較差者教會(huì)其直接屏氣或家屬協(xié)助捂住口鼻屏氣；完成該呼吸訓(xùn)練后，選用20G靜脈套管留置針經(jīng)肘正中靜脈留置。患者取仰臥位，研究組患者首先給予鼻導(dǎo)管吸氧直到檢查結(jié)束，流量4.0～5.0 L/min，對照組患者讓其正常呼吸；以4.5～5.5 ml/s注入生理鹽水21 ml，確認(rèn)靜脈通路通暢無滲漏。

1.3 儀器與方法 采用Philips 256 CT行CT冠狀動(dòng)脈成像掃描，管電壓100～120 kV，管電流250～1000 mA，旋轉(zhuǎn)時(shí)間270 ms，根據(jù)患者心律穩(wěn)定情況優(yōu)先采用前瞻性心電門控掃描，心律穩(wěn)定較差者采用回顧性心電門控掃描，掃描范圍從氣管分叉下1.0～2.0 cm至心臟輪廓下緣。應(yīng)用德國Ulrich高壓注射器，非離子型對比劑碘海醇（歐乃派克，350 mgI/ml），按0.9～1.0 ml/kg以4.0～5.0 ml/s注射。延遲時(shí)間18～24 s，掃描前10 s左右囑患者屏氣，掃描完成后觀察圖像并重建最佳顯示時(shí)相。

1.4 圖像后處理 將圖像顯示最佳時(shí)相數(shù)據(jù)傳入AW 4.4工作站進(jìn)行圖像后處理，圖像重建包括容積再現(xiàn)、曲面重組、最大密度投影[3]。

1.5 圖像質(zhì)量評價(jià) 根據(jù)美國心臟協(xié)會(huì)15段分段法[4]，由2名有經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師采用雙盲法對重建好的圖像進(jìn)行質(zhì)量評分，結(jié)果不一致時(shí)經(jīng)協(xié)商達(dá)成統(tǒng)一意見。圖像質(zhì)量評分標(biāo)準(zhǔn)采用5分法[5]：5分：冠狀動(dòng)脈各節(jié)段顯示清楚，無運(yùn)動(dòng)偽影；4分：冠狀動(dòng)脈血管輪廓較清楚，少量運(yùn)動(dòng)偽影；3分：冠狀動(dòng)脈血管輪廓模糊，仍能診斷，存在運(yùn)動(dòng)偽影；2分：診斷把握度明顯下降，運(yùn)動(dòng)偽影明顯；1分：冠狀動(dòng)脈顯示不清，圖像不能滿足診斷，較多運(yùn)動(dòng)偽影。

1.6 圖像噪聲評價(jià) 在橫斷位圖像上于主動(dòng)脈根部（左主干開口附近）上、中、下3層測量CT值，感興趣區(qū)取1 cm2，取3層CT值的平均值作為平均CT值，以該平均CT值的標(biāo)準(zhǔn)差作為該層面的圖像噪聲。冠狀動(dòng)脈信噪比（SNR）及對比噪聲比（CNR）測量[6]：將大小約0.2 cm2感興趣區(qū)分別置于冠狀動(dòng)脈的9個(gè)部位，包括左主干、前降支近段、前降支遠(yuǎn)段（第2對角支開口以遠(yuǎn)）、第1對角支近段、旋支近段、旋支遠(yuǎn)段（第2鈍緣支開口以遠(yuǎn)）、第1鈍緣支近段、右冠狀動(dòng)脈近段和右冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)段（后降支開口前）。計(jì)算公式[7]：SNR=CT1/圖像噪聲；CNR=（CT1－CT2）/圖像噪聲；CT1為各部位冠狀動(dòng)脈感興趣區(qū)平均CT值，CT2為血管周圍組織約0.2 cm2感興趣區(qū)（置于左主干開口水平的冠狀動(dòng)脈周圍脂肪組織內(nèi)）的平均CT值。根據(jù)Karaca等[8]的標(biāo)準(zhǔn)，在血管成像中CNR＞8為圖像質(zhì)量優(yōu)，4＜CNR＜8為圖像質(zhì)量良好，CNR＜4為圖像質(zhì)量較差。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 13.0軟件，計(jì)量資料比較采用成組t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料比較采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

兩組患者的圖像SNR及CNR比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=0.271、0.341, P＞0.05），但研究組的前瞻性心電門控完成掃描比例及圖像質(zhì)量評分明顯高于對照組（χ2=2.847, P＜0.05; t=5.463, P＜0.05），見表2及圖1、2。對照組較研究組圖像質(zhì)量降低約18%。

表2 圖像質(zhì)量評價(jià)

圖1 女，60歲。給予4 L/min高流量吸氧后，CT冠狀動(dòng)脈成像示冠狀動(dòng)脈左前降支遠(yuǎn)段薄層心肌橋-壁改變，左前降支起始部少許軟斑塊（箭頭，D），管腔最大狹窄程度約1/4。A、C為容積再現(xiàn)圖像，B為曲面重組圖像，D為針對病灶顯示的多平面重組圖像，各血管分支顯示清晰，無偽影干擾

圖2 男，43歲。冠狀動(dòng)脈CT血管成像檢查未見明顯異常，容積再現(xiàn)圖像可見血管顯示不連續(xù)（箭），錯(cuò)層明顯（A、C）；曲面重組圖像可見血管邊緣模糊（箭），顯示不清（B）；血管軸位圖像可見血管顯示不清（箭，D）。該患者對比劑充盈較好，但由于掃描時(shí)心律不穩(wěn)導(dǎo)致偽影干擾明顯，從而影響診斷

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，CT冠狀動(dòng)脈成像檢查時(shí)給予患者高流量吸氧可以提高圖像質(zhì)量，并且可適當(dāng)提高前瞻性心電門控掃描完成比例。CT冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的主要影響因素有：①冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重鈣化；②呼吸偽影；③嚴(yán)重心律失常偽影；④上腔靜脈及右心房高密度造影劑產(chǎn)生的偽影；⑤監(jiān)測層面觸發(fā)點(diǎn)選擇不當(dāng)；⑥重建時(shí)相選擇不當(dāng)[9]。除冠狀動(dòng)脈嚴(yán)重鈣化這一客觀因素外，呼吸和心律是影響CT冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量非常重要的因素。因此，采集數(shù)據(jù)的時(shí)機(jī)往往選擇在呼吸屏氣較好且心律穩(wěn)定的時(shí)間內(nèi)，由于呼吸屏氣能引起迷走神經(jīng)興奮使心率降低且心律穩(wěn)定，但屏氣引起氧分壓降低到一定水平后使交感神經(jīng)興奮、心率加快，導(dǎo)致迷走神經(jīng)興奮維持時(shí)間（簡稱“迷走時(shí)間”）僅約5 s，該時(shí)間心率相對較低、心律波動(dòng)幅度相對較小，進(jìn)行CT冠狀動(dòng)脈成像數(shù)據(jù)采集可以很大程度地降低或避免因心律不齊導(dǎo)致的層間偽影。所以本研究給患者高流量吸氧，試圖增加患者的氧分壓，推遲交感神經(jīng)興奮時(shí)間點(diǎn)，從而延長“迷走時(shí)間”。

在日常檢查中，技師只需要在體位設(shè)計(jì)時(shí)待患者吸氧后進(jìn)行屏氣測試，并記錄當(dāng)前患者從屏氣開始到達(dá)心率稍降低且心律較穩(wěn)定所需要時(shí)間t1及到達(dá)心率加快或心律相對不齊所需要時(shí)間t2，t1～t2的這段時(shí)間即為上述“迷走時(shí)間”；因此掃描時(shí)只需要技師將圖像采集時(shí)間包含于“迷走時(shí)間”內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集，即可得到更優(yōu)質(zhì)的圖像數(shù)據(jù)。由于部分醫(yī)院受到設(shè)備的限制，圖像采集時(shí)間往往較長，此時(shí)“迷走時(shí)間”的延長更加意義重大，而吸氧即是一個(gè)非常簡單、直接、有效的方法。

本研究的局限性在于，吸氧用于糾正缺氧，提高動(dòng)脈氧分壓和血氧飽和度的水平，促進(jìn)代謝，是輔助治療呼吸衰竭、慢性氣管炎、腦血管病、冠心病等多種疾病的重要方法之一。然而過度吸氧反而抑制呼吸，發(fā)生氧中毒，出現(xiàn)胸骨后不適及疼痛、吸氣時(shí)加重、咳嗽、呼吸困難等。由于本研究是在患者平臥于檢查床上后再給予吸氧，因此其吸氧總時(shí)間在8 min左右，無一例發(fā)生氧中毒。本研究擬通過高流量吸氧以延長“迷走時(shí)間”，從而使CT冠狀動(dòng)脈數(shù)據(jù)采集能在該時(shí)間內(nèi)完成；但隨著設(shè)備的發(fā)展，掃描時(shí)間縮短到能夠滿足患者在正常呼吸狀態(tài)下“迷走時(shí)間”內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集，再給予其高流量吸氧則無效。

心臟和冠狀動(dòng)脈成像是CT應(yīng)用的熱點(diǎn)，自從多層螺旋CT誕生以來，臨床醫(yī)師一直致力于心臟和冠狀動(dòng)脈成像的研究[10]。心電門控技術(shù)的提高使越來越多的心律不齊患者能夠獲得較好的圖像，掃描速度加快使心率快的患者也能夠獲得很好的圖像[11]。與回顧性心電門控掃描比較，CT前瞻性心電門控掃描可以降低約75%的輻射劑量[12]。因此盡可能多地采用前瞻性心電門控掃描可以降低患者的受輻射劑量。CT冠狀動(dòng)脈成像檢查時(shí)給予患者高流量吸氧不僅提高了圖像質(zhì)量，而且增加了前瞻性心電門控掃描比例，該方法簡單、易行、成本低、不良反應(yīng)小，可以廣泛使用。

[1] 王妍焱, 譚曄, 吳國庚, 等. 寶石CT高清模式與標(biāo)準(zhǔn)模式冠狀動(dòng)脈支架成像質(zhì)量比較. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012, 20(1): 22-24, 28.

[2] 趙磊, 王澤鋒, 劉挨師. 中等心率下64層螺旋CT 前瞻性心電門控冠狀動(dòng)脈成像的可行性研究. 國際醫(yī)學(xué)放射學(xué)雜志, 2012, 35(1): 5-9.

[3] 張俊, 何波, 謝曉潔, 等. 80kV管電壓在雙源CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用. 臨床放射學(xué)雜志, 2013, 32(3): 414-418.

[4] Austen WG, Edwards JE, Frye RL, et al. Areporting system on patients evaluated for coronary artery disease. Report of the ad hoc committee for grading of coronary artery disease, council on cardiovascular surgery. Circulation, 1975, 51: 5-40.

[5] 張兆琪. 心血管疾病64排CT診斷學(xué). 北京: 人民衛(wèi)生出版社, 2008: 1.

[6] Paul JF. Individually adapted coronary 64-slice CTangiography based on precontrast attenuation values, using different kVp and tube current settings: evaluation of image quality. Int J Cardiovasc Imaging, 2011, 27(Suppl 1): 53-59.

[7] Ripsweden J, Brismar TB, Holm J, et al. Impact on image quality and radiation exposure in coronary CT angiography: 100 kVp versus 120 kVp. Acta Radiol, 2010, 51(8): 903-909.

[8] Karaca M, Kirilmaz A, Oncel G, et al. Contrast-enhanced 64-slice computed tomography in detection and evaluation of anomalous coronary arteries. Tohoku J Exp Med, 2007, 213(3): 249-259.

[9] 華妙強(qiáng), 方向明, 王凱, 等. 雙源CT冠狀動(dòng)脈造影圖像質(zhì)量因素及相應(yīng)措施. 南京醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版), 2011, 9(9): 1344-1347, 1354.

[10] 王艷, 劉佳賓, 李鵬雨, 等. 雙扇區(qū)重建中時(shí)相一致性對冠狀動(dòng)脈CT血管成像中血管顯示的影響. 中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012, 20(10): 725-728, 733.

[11] 陳月芹, 孫占國, 王林省, 等. 前瞻性心電門控技術(shù)在雙源CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用價(jià)值. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012, 22(2): 178-181.

[12] 閻靜, 成官迅, 劉國順, 等. 雙源CT前瞻性和回顧性心電門控冠狀動(dòng)脈成像對比研究. 醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2012, 22(1): 45-49.

（本文編輯 張春輝）

Effect of High Flow Oxygen Uptake on the Quality of Coronary Artery Imaging

PurposeTo compare the difference of CT coronary artery imaging quality under high fow oxygen uptake and normal breathing, and to investigate the effect of high fow oxygen uptake on the quality of CT coronary artery imaging.Materials and Methods 132 patients underwent coronary CTA examination using 256-slice CT (Philips), among them 71 patients were supplied with high fow oxygen, and the other 61 were asked to breathe normally. Coronary arteries were post-processed and reconstructed on AW 4.4 workstation. Scanning completion rate, signal to noise ratio (SNR), contrast to noise ratios(CNR) and image quality score of coronary segment using these two prospective ECG-gating techniques were compared.ResultsThe scanning completion rate and image quality score of the high fow oxygen uptake group were signifcantly superior to those of the normal breathing group (P＜0.05). However, there was no statistically signifcant difference of SNR and CNR between the two groups (P＞0.05).ConclusionImaging quality of coronary CTA can be improved using high fow oxygen uptake with reduced patient radiation dose, thus worth being used clinically as a simple and practicable method.

Coronary artery disease; Oxygen inhalation therapy; Tomography, spiral computed; Coronary angiography; Quality control; Radiation dosage

第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院野戰(zhàn)外科研究所放射科 重慶 400042

陳金華

Department of Radiology, Institute of Surgery Research, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042, China

Address Correspondence to: CHEN Jinhua E-mail: jhchenmri@163.com

R445.3

2014-08-12

修回日期：2014-10-26

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2014年 第22卷 第11期：834-837

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(11): 834-837

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.11.009