張卓璐， 劉卓， 洪楠

冠狀動(dòng)脈疾病(coronary artery disease，CAD)是臨床常見(jiàn)疾病之一且患病率持續(xù)上升。早期發(fā)現(xiàn)和積極干預(yù)有助于控制疾病進(jìn)展。基于心臟CT圖像冠狀動(dòng)脈鈣化積分(coronary artery calcium score，CACS) 是常用量化分析冠狀動(dòng)脈鈣化程度指標(biāo)，是冠狀動(dòng)脈疾病獨(dú)立預(yù)測(cè)因素，對(duì)預(yù)測(cè)急性冠狀動(dòng)脈事件有明確價(jià)值，可作為急性冠狀動(dòng)脈事件危險(xiǎn)程度分層依據(jù)。相關(guān)指南與專(zhuān)家共識(shí)中推薦在冠狀動(dòng)脈CT血管成像(coronary computedtomographyangiography，CCTA)前行鈣化積分掃描并計(jì)算鈣化積分[1-4]。

需要注意是鈣化積分掃描曝光條件與圖像重建參數(shù)對(duì)鈣化積分計(jì)算結(jié)果有較大影響，包括管電壓、管電流、圖像層厚、顯示視野、重建算法等[5-11]。本研究旨在評(píng)價(jià)自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建算法(adaptive statistical iterative reconstruction veo,ASIR-V)混合權(quán)重對(duì)心臟CT冠狀動(dòng)脈鈣化積分影響。

材料與方法

1.研究對(duì)象

回顧性分析2019年1月本院完成CCTA 檢查100例，其中男59例，女41例，平均年齡60±10.6歲(37～84歲)。CCTA增強(qiáng)掃描前受檢者常規(guī)接受心電門(mén)控鈣化積分掃描。掃描時(shí)受檢者平均心率73±11.4次/分(46～106次/分)。

2.掃描方案

掃描設(shè)備選擇256排探測(cè)器CT(Revolution CT；GE Healthcare)。受試者取仰臥位，雙手抱頭。掃描范圍由氣管分叉下1 cm至心底。準(zhǔn)直器最大寬度0.625 mm×256。機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.28 s/r。據(jù)Agatston積分方法要求鈣化積分掃描管電壓選擇120 kVp。開(kāi)啟自動(dòng)曝光控制功能，管電流10～650 mA。初始重建(primary reconstruction)層厚、間隔0.625 mm。混合迭代重建(ASIR-V)權(quán)重選擇50%，并選擇標(biāo)準(zhǔn)重建類(lèi)型。預(yù)設(shè)噪聲指數(shù)(noise index，NI)選擇35 HU。檢查前連接心電門(mén)控電極。心率<65次/分受檢者曝光時(shí)間窗設(shè)在75% R-R間期。心率≥65次/分受檢者曝光時(shí)間窗設(shè)在45% R-R間期。

3.二次重建

分別利用濾波反投影(filtered back projection，F(xiàn)BP)即ASIR-V0%、 ASIR-V20%、ASIR-V40%、ASIR-V60%、ASIR-V80%、ASIR-V100%對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行二次重建(secondary reconstruction)。二次重建層厚、間隔2.5 mm。顯示視野(displayfieldofview，DFOV)25 cm。二次重建選擇標(biāo)準(zhǔn)重建類(lèi)型(卷積核)。

4.CT值測(cè)量和鈣化積分以及危險(xiǎn)分層

圖像傳輸至后處理工作站(advantageworkstation，AW 4.7；GE Healthcare)，在升主動(dòng)脈根部勾畫(huà)感興趣區(qū)(region of interest，ROI)，記錄CT值平均值、標(biāo)準(zhǔn)差。以標(biāo)準(zhǔn)差作為評(píng)價(jià)圖像噪聲水平指標(biāo)。以鈣化斑塊為中心放置ROI,面積>斑塊且不包括骨骼，該區(qū)域最大CT值記為鈣化斑塊最大CT值。利用鈣化積分半自動(dòng)測(cè)量軟件(smartscore 4.0；GE Healthcare)計(jì)算Agatston積分、體積積分(mm3)及質(zhì)量積分(mg)。據(jù)Agatston積分計(jì)算冠脈鈣化危險(xiǎn)分層，計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)表1[12]。

表1 冠狀動(dòng)脈鈣化危險(xiǎn)分層標(biāo)準(zhǔn)

5.輻射劑量

據(jù)劑量報(bào)告記錄容積CT劑量指數(shù)(volume CT doseindex，CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(doselengthproduct，DLP)。計(jì)算有效劑量(effectivedose，ED)，ED=DLP×0.014。

6.統(tǒng)計(jì)方法

計(jì)量資料以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用單因素重復(fù)測(cè)量方差分析；非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用Friedman檢驗(yàn)。P<0.05為具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。使用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。

結(jié) 果

1.鈣化積分

不同混合權(quán)重對(duì)鈣化積分的影響如表2，圖1、2。隨ASIR-V權(quán)重增加Agatston積分、體積積分及質(zhì)量積分均逐漸下降，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。100位受檢者中27人FBP所得Agatston積分為0。FBP所得積分為0，則其它算法所得積分均為0。

圖1 男，84歲，右冠鈣化斑塊(箭)。a,b) FBP； c,d) ASIR-V20; e,f) ASIR-V40; g,h) ASIR-V60; 斑塊最大CT值超過(guò)130HU，軟件可識(shí)別(紅色標(biāo)記)；i、j) ASIR-V80; k,l) ASIR-V100。斑塊最大CT值低于130HU，軟件不識(shí)別。

2.升主動(dòng)脈和鈣化斑塊CT值

不同混合權(quán)重所得圖像升主動(dòng)脈CT值平均值、標(biāo)準(zhǔn)差，鈣化斑塊(65枚)最大CT值測(cè)量結(jié)果如表2、圖3。隨ASIR-V權(quán)重增加升主動(dòng)脈CT值標(biāo)準(zhǔn)差逐漸下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，說(shuō)明圖像噪聲水平逐漸降低；升主動(dòng)脈CT值平均值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.631)。65枚斑塊分別來(lái)自65位受檢者，其中26枚最大CT值隨混合權(quán)重增加而升高(圖4)；27枚最大CT值隨混合權(quán)重增加而降低；12枚最大CT值無(wú)明顯變化(差異<2HU)。鈣化斑塊最大CT值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.852)。

圖2 ASIR-V混合權(quán)重對(duì)鈣化積分影響。 圖3 ASIR-V混合權(quán)重對(duì)升主動(dòng)脈CT值(HU)影響。

圖4 女，54歲，前降支鈣化斑塊。a) FBP； b) ASIR-V20; c) ASIR-V40; d) ASIR-V60; e) ASIR-V80; f) ASIR-V100。升主動(dòng)脈CT值標(biāo)準(zhǔn)差逐漸降低，平均值無(wú)明顯變化(ROI 1)，鈣化斑塊最大CT值逐漸升高(ROI 2)。

表2 不同ASIR-V混合權(quán)重圖像CT值測(cè)量結(jié)果及鈣化積分

3.危險(xiǎn)分層

相較于FBP算法，ASIR-V算法導(dǎo)致Agatston鈣化積分降低從而有可能導(dǎo)致危險(xiǎn)分層降低。100位受檢者中10人危險(xiǎn)分層在不同重建算法間發(fā)生變化。其中8位受檢者危險(xiǎn)分層由低危險(xiǎn)(Ⅰ級(jí))降至極低危險(xiǎn)(0級(jí))；2位受檢者由中度危險(xiǎn)Ⅱ級(jí)降至低危險(xiǎn)Ⅰ級(jí)(表3)。

表3 10位受檢者危險(xiǎn)分層在不同混合權(quán)重間發(fā)生變化

4.輻射劑量

容積CT劑量指數(shù)(CTDIvol)：(3.69±1.18)mGy(1.50～6.74mGy)；劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)：(52.37±16.82)mGy·cm(20.94～94.33mGy·cm)；有效劑量(ED)：(0.7±0.2)mSv(0.3～1.3mSv)。

討 論

CAD是目前臨床多發(fā)，致死率、致殘率較高疾病之一。冠狀動(dòng)脈疾病防治主要目的是減少急性冠狀動(dòng)脈事件發(fā)生。據(jù)冠狀動(dòng)脈CT圖像獲得血管狹窄情況、斑塊情況與未來(lái)急性冠狀動(dòng)脈事件之間關(guān)系始終受到臨床關(guān)注[13，14]。危險(xiǎn)程度分層目的是利用冠狀動(dòng)脈粥樣硬化CT征象對(duì)患者進(jìn)行危險(xiǎn)程度評(píng)估，從而為冠心病臨床診治提供依據(jù)。鈣化積分對(duì)預(yù)測(cè)急性冠狀動(dòng)脈事件具有較高價(jià)值?；贑T圖像鈣化積分方法包括Agatston積分、體積積分及質(zhì)量積分等。大量研究證明利用Agatston積分對(duì)急性冠狀動(dòng)脈事件危險(xiǎn)程度進(jìn)行分層已被臨床廣泛認(rèn)可。Greenland等發(fā)現(xiàn)15.4%鈣化積分>300受檢者7年內(nèi)發(fā)生了急性冠狀動(dòng)脈事件。Petretta等[15-16]發(fā)現(xiàn)近50%鈣化積分>400分受檢者兩年以后發(fā)生了急性冠狀動(dòng)脈事件，顯著高于低鈣化積分受檢者。需要注意的是鈣化積分會(huì)受到多種成像參數(shù)的影響包括曝光條件即管電壓、管電流等，以及重建參數(shù)即重建層厚、顯示視野、重建算法等。本研究旨在評(píng)價(jià)混合迭代重建算法(ASIR-V)混合權(quán)重對(duì)鈣化積分及危險(xiǎn)分層的影響。

目前，相較于傳統(tǒng)濾波反投影(FBP)重建算法，迭代重建(iterative reconstruction,IR)算法應(yīng)用更為廣泛。迭代重建算法可顯著降低圖像噪聲，提高密度分辨率、空間分辨率，從而改善圖像質(zhì)量并給輻射劑量降低提供空間。迭代重建算法包括混合(hybrid)迭代及完全(fully)迭代兩種類(lèi)型[17]，前者應(yīng)用更為廣泛?；旌系亟ㄋ惴ㄋ脠D像由IR圖像與FBP圖像按一定比例混合而成。以ASIR-V為例ASIR-V20%表示圖像由IR圖像與FBP圖像以2:8的比例混合而成；ASIR-V0%即FBP圖像；ASIR-V100%即IR圖像[18，19]。

本研究顯示與FBP算法相比ASIR-V算法可明顯降低圖像噪聲且隨著混合權(quán)重的增加噪聲水平逐漸降低。ASIR-V混合權(quán)重也影響鈣化斑塊最大CT值。同時(shí)，混合權(quán)重增加還會(huì)導(dǎo)致鈣化積分降低甚至危險(xiǎn)分層的降低。100位受檢者中共有10人的危險(xiǎn)分層隨著ASIR-V混合權(quán)重升高而改變。其中8位受檢者危險(xiǎn)分層由低危險(xiǎn)(Ⅰ級(jí))降至極低危險(xiǎn)(0級(jí))；2位受檢者由中度危險(xiǎn)(Ⅱ級(jí))降至低危險(xiǎn)(Ⅰ級(jí))。筆者認(rèn)為本研究?jī)H納入100位受檢者，若樣本量擴(kuò)大則極有可能出現(xiàn)危險(xiǎn)分層由高危險(xiǎn)(Ⅲ級(jí))降至中度危險(xiǎn)(Ⅱ級(jí))的情況。危險(xiǎn)分層改變會(huì)直接影響臨床治療方案的制定，造成不良后果。

本研究尚存不足的是所有測(cè)量與計(jì)算僅由一套鈣化積分測(cè)量軟件完成，未使用其它軟件。不同軟件所得結(jié)果是否相同待進(jìn)一步研究。其次，筆者尚無(wú)法解釋ASIR-V權(quán)重增加導(dǎo)致鈣化積分降低原因。如何選擇合適迭代算法評(píng)估患者危險(xiǎn)分層有待研究。

綜上所述，本研究結(jié)果顯示與FBP算法相比混合迭代重建算法(ASIR-V)會(huì)降低冠狀動(dòng)脈鈣化積分且隨著混合權(quán)重的增加積分逐漸降低。鈣化積分降低可能導(dǎo)致危險(xiǎn)分層降低。在計(jì)算鈣化積分與危險(xiǎn)分層時(shí)須特別注意圖像重建參數(shù)。