李妍，王冠

（中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院放射科，沈陽(yáng) 110001）

冠狀動(dòng)脈CT血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）現(xiàn)已成為經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療（percutaneous coronary intervention，PCI）術(shù)后患者隨訪評(píng)估的重要檢查方法。然而，CCTA用于PCI術(shù)后評(píng)估受到電離輻射、支架圖像偽影、圖像噪聲等因素影響。以往研究表明，調(diào)整掃描方案可以降低患者掃描時(shí)受到的輻射劑量［1］，評(píng)估支架內(nèi)腔時(shí)使用銳利卷積核可以提高支架管腔的顯示［2-3］。本研究通過(guò)比較不同掃描方案聯(lián)合不同銳利卷積核對(duì)冠狀動(dòng)脈支架圖像顯示的影響，探討降低輻射劑量同時(shí)提高冠狀動(dòng)脈支架圖像顯示質(zhì)量的方法。

1 材料與方法

1.1 研究對(duì)象

將2017年6月至2018年12月間收集的60例PCI術(shù)后進(jìn)行CCTA檢查的患者隨機(jī)分成2組：前瞻性心電門控合并以患者體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）為分類標(biāo)準(zhǔn)的低電壓低劑量對(duì)比劑掃描模式組（新掃描模式組）和回顧性心電門控合并固定劑量對(duì)比劑掃描模式組（常規(guī)掃描模式組），每組30例。入選標(biāo)準(zhǔn)：心率≤100次/min；無(wú)嚴(yán)重心律不齊和期前收縮。排除標(biāo)準(zhǔn)：甲亢和碘過(guò)敏。

1.2 CT掃描方案和圖像后處理

CCTA數(shù)據(jù)采集的掃描范圍為氣管隆突至膈下2 cm，數(shù)據(jù)采集使用第二代雙源CT，注射對(duì)比劑為碘帕醇。新掃描模式組采用前瞻性心電門控（最大曝光采集范圍30%～75% R-R間期），啟動(dòng)CARE Dose 4D智能管電流（質(zhì)量參考電流320 mAs），掃描方案見(jiàn)表1。常規(guī)掃描模式組選擇回顧性心電門控，啟動(dòng)CARE Dose 4D智能管電流、CARE kV智能最佳管電壓（質(zhì)量參考電壓120 kV）調(diào)節(jié)技術(shù)，對(duì)比劑和鹽水固定，分別為80 mL和30 mL，注射速度為5.0 mL/s。

將支架部分的原始數(shù)據(jù)按不同銳利核（I46f和I50f）進(jìn)行重建，重建強(qiáng)度和重建層厚分別為3 mm和0.5 mm，對(duì)重建后的圖像進(jìn)行全面的觀察和分析。

表1 前瞻性心電門控合并以BMI為分類標(biāo)準(zhǔn)的低電壓低劑量對(duì)比劑掃描方案Tab.1 Prospective electrocardiographic gating combined with low-current and low-dose contrast agent scanning based on BMI classification

1.3 圖像分析

1.3.1 主觀評(píng)價(jià)：由2位放射科醫(yī)師在窗寬1 500 Hu和窗位300 Hu下對(duì)冠狀動(dòng)脈支架圖像進(jìn)行雙盲評(píng)估。圖像噪聲采用歐洲CT圖像質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南的3分法評(píng)價(jià)，評(píng)分1～3分，隨著評(píng)分增高，圖像噪聲減少，圖像質(zhì)量逐漸增高。支架圖像質(zhì)量采用Likert 5分制評(píng)價(jià)，評(píng)分1～5分，隨著分?jǐn)?shù)增高，支架內(nèi)腔和邊界顯示越來(lái)越清晰，支架圖像質(zhì)量提高。

1.3.2 客觀評(píng)價(jià)：（1）主動(dòng)脈根部CT值的測(cè)量，在3組圖像主動(dòng)脈根部連續(xù)測(cè)量3次，取平均值；（2）支架管腔噪聲的測(cè)量，選取支架管腔顯示的最佳層面，測(cè)得CT值的標(biāo)準(zhǔn)差作為支架內(nèi)管腔噪聲，測(cè)量時(shí)注意3組圖像在同一層面。

1.4 輻射劑量

CT有效輻射劑量為劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP）與轉(zhuǎn)換系數(shù)k的乘積。成人胸部1次CT檢查總輻射劑量（mSv）=DLP×0.014，胸部轉(zhuǎn)換系數(shù)k為0.014。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 一般情況

新掃描模式組中，男22例，女8例，平均年齡（59.40±10.69）歲，平均心率（66.23±11.76）次/min，BMI為（24.65±2.96）kg/m2；常規(guī)掃描模式組中，男19例，女11例，平均年齡（61.90±9.09）歲，平均心率（66.83±10.47）次/min，BMI為（24.86±2.39）kg/m2。2組患者的性別、年齡、心率、BMI均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05）。

2.2 輻射劑量

新掃描模式組和常規(guī)掃描模式組的DLP分別為（528.39±258.33）mGy·cm和（916.74±350.31）mGy·cm，有效輻射劑量分別為（7.40±3.62）mSv和（12.83±4.90）mSv。新掃描模式組的輻射劑量明顯低于常規(guī)掃描模式組（P＜ 0.05）。

2.3 圖像評(píng)價(jià)

2組患者PCI術(shù)后成功顯示支架105枚，其中新掃描模式組顯示支架54枚，常規(guī)掃描模式組顯示支架51枚。

2.3.1 主觀評(píng)價(jià)：新掃描模式組中銳利核為I46f和I50f時(shí)Kappa值分別為0.92和0.96，常規(guī)掃描模式組中銳利核為I46f和I50f時(shí)Kappa值均為0.92，結(jié)果顯示兩位醫(yī)師評(píng)分的一致性良好。新掃描模式組與常規(guī)掃描模式組在不同銳利卷積核（I46f和I50f）重建出4組圖像，4組圖像的圖像噪聲和支架圖像質(zhì)量評(píng)分的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05）。見(jiàn)表2。

2.3.2 客觀評(píng)價(jià)：新掃描模式組與常規(guī)掃描模式組在不同銳利卷積核（I46f和I50f）重建出4組圖像，4組圖像主動(dòng)脈根部CT值的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞ 0.05），支架管腔噪聲的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜ 0.05），其中新掃描模式組聯(lián)合卷積核I46f時(shí)支架管腔噪聲最低。見(jiàn)表3、圖1、圖2。

表2 2組圖像噪聲和支架圖像質(zhì)量評(píng)分的比較Tab.2 Comparison of image noise and quality score between new and conventional scanning mode groups

表3 2組主動(dòng)脈根部CT值和支架管腔噪聲的比較（Hu）Tab.3 Comparison of CT values of the aortic root and lumen noise of the stent between new and conventional scanning mode groups（Hu）

圖1 主動(dòng)脈根部軸面圖像Fig.1 Axial images of the aortic root

3 討論

3.1 不同掃描方案對(duì)輻射劑量的影響

圖2 冠狀動(dòng)脈左前降支支架多平面重建圖像Fig.2 Multiplanar reformation images of the left anterior descending coronary artery stent

2010年關(guān)于心臟CT血管成像的專家共識(shí)提出，CCTA對(duì)于排除顯著的支架內(nèi)再狹窄是一種簡(jiǎn)便有效的方法，甚至可以替代侵入性血管造影［4］。然而，CT掃描也有一些缺點(diǎn)，包括對(duì)比劑的使用和電離輻射。近年來(lái)，人們對(duì)輻射劑量的關(guān)注越來(lái)越高。有研究［5］指出，電離輻射導(dǎo)致肺癌風(fēng)險(xiǎn)增高。目前，心臟掃描模式包括回顧性和前瞻性心電門控技術(shù)。前者可以連續(xù)采集心電數(shù)據(jù)并進(jìn)行后期編輯，因此對(duì)于心率不穩(wěn)定的患者也可以得到滿意的冠狀動(dòng)脈圖像，但輻射劑量增大。后者掃描后不能進(jìn)行心電編輯，但輻射劑量降低。研究［1］報(bào)道，對(duì)于心率平穩(wěn)的患者，兩者在診斷準(zhǔn)確性上無(wú)差異，后者的輻射劑量比前者減少（3.0±1.4）mSv。

由于臨床工作的復(fù)雜性，常規(guī)CCTA掃描方案使用固定劑量對(duì)比劑。但不同BMI的患者對(duì)比劑的需求量不同，固定劑量對(duì)比劑會(huì)使BMI較大的患者由于對(duì)比劑用量不足導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降，而B(niǎo)MI較小的患者由于對(duì)比劑用量過(guò)大增加了對(duì)臟器的損害［6-7］。研究［8-9］表明，根據(jù)不同BMI選擇合適的電壓和對(duì)比劑用量，可以在滿足圖像診斷的前提下降低輻射劑量。

本研究分別采用前瞻性心電門控合并以患者BMI為分類標(biāo)準(zhǔn)的雙低掃描模式和回顧性心電門控合并固定劑量對(duì)比劑掃描模式，兩者比較，前者的有效輻射劑量明顯降低（P＜ 0.05），而圖像噪聲和支架圖像質(zhì)量評(píng)分無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05）。說(shuō)明新掃描模式組的冠狀動(dòng)脈支架圖像質(zhì)量可以滿足診斷需求，同時(shí)能大幅度降低輻射劑量。

3.2 銳利卷積核對(duì)冠狀動(dòng)脈支架顯示的影響

冠狀動(dòng)脈支架CT成像中最常見(jiàn)的問(wèn)題是線束硬化效應(yīng)和部分體積效應(yīng)導(dǎo)致的開(kāi)花狀偽影。開(kāi)花狀偽影導(dǎo)致支架看起來(lái)更厚，支架腔的測(cè)量值比實(shí)際測(cè)量值要低。許多供應(yīng)商提供專門的卷積核用于圖像重建。這些銳利卷積核的設(shè)計(jì)是為了增強(qiáng)邊緣高衰減結(jié)構(gòu)，如支架壁。評(píng)估支架內(nèi)腔時(shí)推薦使用這些專用的重建內(nèi)核（銳利核），而標(biāo)準(zhǔn)心臟重建卷積核用于評(píng)估非支架冠狀動(dòng)脈段。本研究對(duì)銳利卷積核I46f和I50f進(jìn)行了比較，結(jié)果顯示，在支架圖像質(zhì)量評(píng)分方面，新掃描模式組與常規(guī)掃描模式組在不同銳利卷積核（I46f和I50f）重建出的4組圖像無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞ 0.05），而在支架管腔噪聲方面，銳利卷積核I46f低于銳利卷積核I50f（P＜ 0.05）。說(shuō)明銳利卷積核I46f在冠狀動(dòng)脈支架顯示方面優(yōu)于銳利卷積核I50f。

3.3 迭代重建技術(shù)降低圖像噪聲

銳利卷積核顯示的圖像更銳利，更有利于支架等精細(xì)結(jié)構(gòu)的顯示，但其代價(jià)是增加噪聲。因此，需要聯(lián)合迭代重建技術(shù)抑制噪聲對(duì)圖像的影響［2-3］。與傳統(tǒng)的FBP算法相比［10-11］，迭代重建算法需要較少的投影，在數(shù)據(jù)不完整和信噪比低的情況下獲得高質(zhì)量的圖像。Safire迭代重建技術(shù)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行去噪聲和偽影等校正加工，最終得到真實(shí)、清晰的圖像［12］。本研究中，新掃描模式組與常規(guī)掃描模式組在不同銳利卷積核（I46f和I50f）重建出的4組圖像均使用Safire迭代重建技術(shù)抑制圖像噪聲，4組圖像噪聲評(píng)分均在2分以上，即圖像噪聲在滿足診斷需求的范圍內(nèi)；對(duì)于支架管腔噪聲的客觀評(píng)價(jià)，新掃描模式組與常規(guī)掃描模式組在不同銳利卷積核（I46f和I50f）重建出的4組圖像測(cè)量結(jié)果有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜ 0.05）。說(shuō)明Safire迭代重建技術(shù)聯(lián)合銳利核I46f在冠狀動(dòng)脈支架顯示圖像效果更優(yōu)。

本研究的局限性在于入組患者的心率均比較平穩(wěn)，對(duì)心律不齊和心率波動(dòng)較大的患者并不適用；同時(shí)，未與冠狀動(dòng)脈造影進(jìn)行對(duì)照，其準(zhǔn)確性還需臨床進(jìn)一步驗(yàn)證。

綜上所述，前瞻性心電門控合并以患者BMI為分類標(biāo)準(zhǔn)的雙低掃描方案能有效降低患者的輻射劑量，同時(shí)聯(lián)合銳利卷積核I46f對(duì)支架壁和支架內(nèi)管腔的顯示更佳，值得推薦。