周琳夕， 陸秀良， 朱 碩， 周國(guó)鋒， 徐士杰， 鄒奕軒， 嚴(yán) 誠(chéng)*

1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射診斷科，上海 200032 2.上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司，上海 200032

冠脈CT造影(coronary CT angiography，CCTA)作為一種無(wú)創(chuàng)檢查方法能有效排查冠脈疾病[1]。傳統(tǒng)影響CCTA的兩大關(guān)鍵因素是呼吸和心率。但是心血管病患者年齡偏大，常伴有聽(tīng)力障礙、語(yǔ)言交流困難，或合并呼吸或神經(jīng)系統(tǒng)疾病等，CT檢查過(guò)程中實(shí)現(xiàn)呼吸控制較為困難，嚴(yán)重影響檢查效果。320排探測(cè)器CT的優(yōu)點(diǎn)是具有達(dá)16 cm的寬探測(cè)器準(zhǔn)直，使覆蓋整個(gè)心臟的掃描在1次軸向旋轉(zhuǎn)中完成且時(shí)間短于1 s[2]，降低了呼吸運(yùn)動(dòng)對(duì)CCTA的影響，提高了檢查的時(shí)間分辨率，是目前CCTA研究的熱點(diǎn)。

前期對(duì)依從性較差幼兒的研究[3]發(fā)現(xiàn)，自由呼吸CCTA與標(biāo)準(zhǔn)屏氣CCTA的圖像質(zhì)量無(wú)明顯差別，雙源CT比單源CT更能提高自由呼吸幼兒的冠脈可見(jiàn)度[4]。但目前仍缺乏成人相關(guān)的研究結(jié)果。上海聯(lián)影醫(yī)療科技股份有限公司研發(fā)的uCT960+是目前轉(zhuǎn)速最快的320排CT儀器，其球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間為0.25 s，結(jié)合超高系統(tǒng)轉(zhuǎn)速與時(shí)空探測(cè)器，能夠?qū)崿F(xiàn)時(shí)間分辨率、空間分辨率與對(duì)比度分辨率的多重提升。ePhase智能尋心算法能基于各心動(dòng)周期智能重建和選擇最佳時(shí)相，提升病情復(fù)雜患者的檢查成功率。因此，本研究探討自由呼吸狀態(tài)下用寬體探測(cè)器CT經(jīng)單心動(dòng)周期行320排CCTA的可行性，為其臨床應(yīng)用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 隨機(jī)納入2020年6月至8月臨床疑診或確診冠脈病變，于我院放射診斷科行CCTA的成年患者100例，最終入組94例，其中男性56例、女性38例，年齡31～85歲，平均年齡(59±12)歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：碘對(duì)比劑過(guò)敏，腎功能不全，甲狀腺功能亢進(jìn)，心律不齊，心率>75 次/min[5]。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(B2020-061R)；患者知情同意。

1.2 CCTA掃描 采用320排CT機(jī)(uCT960+，聯(lián)影)，探測(cè)器16 cm，球管旋轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)間為0.25 s/圈。排除禁忌證后，所選患者CCTA進(jìn)行檢查前1～1.5 h口服美托洛爾25～50 mg，并于檢查前舌下含服硝酸甘油0.5 mg。掃描范圍為自隆突下至心底心臟區(qū)域。掃描前根據(jù)患者心電信息進(jìn)行采集時(shí)相的設(shè)置，均采用前瞻性心電門控掃描。心率≤65次/min時(shí)，采集70%～80% R-R間期；心率為65～75次/min時(shí)，采集30%～50% R-R間期。根據(jù)掃描方案，將研究對(duì)象分為自由呼吸組(n=47)和屏氣組(n=47)。兩組管電壓100～120 kV，管電流120～140 mA，其余掃描參數(shù)也相同。

1.3 對(duì)比劑注射方案 患者均采用雙筒高壓注射器經(jīng)右側(cè)肘靜脈注射非離子型對(duì)比劑碘帕醇注射液(含碘370 g/L)，流速4～5 mL/s，注射總量0.7 mL/kg，對(duì)比劑注射完后再以同樣的流速注入0.9%氯化鈉液25 mL。采用Bolus-Tracking自動(dòng)觸發(fā)掃描技術(shù)，將觸發(fā)感興趣區(qū)(region of interest，ROI)定于心臟四腔心層面的降主動(dòng)脈，觸發(fā)閾值設(shè)定為120 HU，當(dāng)超過(guò)觸發(fā)閾值時(shí)機(jī)器延遲6 s自動(dòng)啟動(dòng)CCTA掃描程序。

1.4 CT圖像后處理 將層厚0.5 mm、層間距0.5 mm，使用KARL 3D重建算法、C-SOFT-AA濾波函數(shù)，DFOV為220 mm的圖像傳至2名放射科醫(yī)師，由其根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(American Heart Association，AHA)冠脈18節(jié)段模型，在主動(dòng)脈根部、右冠狀動(dòng)脈(RCA)近段及中段、左冠狀動(dòng)脈(LCA)主干、前降支(LAD)近段、回旋支(LCX)近段的ROI中測(cè)量CT值和SD。利用信噪比(signal to noise ratio，SNR)和對(duì)比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)對(duì)目標(biāo)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)估[6]。根據(jù)心血管計(jì)算機(jī)體層攝影學(xué)會(huì)冠脈模型，對(duì)1、2、5、6、11節(jié)段(左主干、LAD近段、LCX近段、RCA近段及中段)進(jìn)行分析(圖1A)。ROI位于1、2、5、6、11節(jié)段(圖1B)。

圖1 冠脈測(cè)量部位示意圖(A)及ROI定位(B)

1.5 圖像質(zhì)量的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 采用5分法對(duì)冠脈圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分[7]。1分：血管模糊不清，偽影嚴(yán)重，無(wú)法診斷；2分：血管輪廓模糊，偽影嚴(yán)重，影響診斷；3分：血管輪廓模糊，有明顯偽影，不影響診斷；4分：血管輪廓較清晰，偽影較小，不影響診斷；5分：血管輪廓清晰，無(wú)偽影，完全能夠用于診斷。盡量避開上腔靜脈、主動(dòng)脈壁及肌間隙，選擇盡可能大的ROI計(jì)算1、2、5、6、11節(jié)段的SNR和CNR[8]。SNR=主動(dòng)脈/背景噪聲，CNR=(升主動(dòng)脈CT值-豎脊肌CT值)/背景噪聲，計(jì)算冠脈病變的診斷準(zhǔn)確性。記錄CT掃描系統(tǒng)自動(dòng)生成的容積CT劑量指數(shù)(CTD)、劑量長(zhǎng)度乘積(DLP)，計(jì)算有效輻射劑量(effective dose, ED)。ED=k×DLP，k=0.014 mSv/(mGy×cm)計(jì)算[9-11]。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 結(jié)果(表1)顯示：2組患者年齡和性別差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；2組患者心率、掃描時(shí)間、掃描范圍、CTD、DLP、ED差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 2組患者的一般特征和CCTA掃描結(jié)果

2.2 圖像質(zhì)量分析 結(jié)果(表2)顯示：屏氣組與自由呼吸組患者主動(dòng)脈的SNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；屏氣組與自由呼吸組RCA近段及中段的CNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；屏氣組和自由呼吸組LCA、LAD、LCX的CNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2組患者的主動(dòng)脈、RCA、LM密度差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2名醫(yī)師測(cè)量一致性良好。圖2、圖3分別顯示屏氣組和自由呼吸組典型患者CCTA情況。

表2 2組患者的SNR、CNR及CT值比較

圖2 屏氣狀態(tài)下患者CCTA影像

男性，65歲，冠脈粥樣硬化性心臟病伴高血壓近20年，因胸悶、氣短加重再次就診，行CCTA檢查，心率為77次/min. A：容積再現(xiàn)(VR)圖像顯示冠脈多處鈣化；B:右冠脈管壁見(jiàn)多發(fā)軟斑塊及鈣化，曲面重組(CPR)顯示血管管腔中度狹窄(箭頭處)；C：左前降支多發(fā)鈣化，中段局部管腔中重度狹窄，余管腔顯示清晰

圖3 自由呼吸狀態(tài)下患者CCTA影像

2.3 圖像質(zhì)量主觀評(píng)分 屏氣組包含47支右冠脈(RCA)、46支右后降支(R-PDA)、45支右后外側(cè)支(R-PLB)、47支左冠脈主干(LM)、47支左前降支(LAD)、46支第一對(duì)角支(D1)、45支第二對(duì)角支(D2)、47支左旋支(LCX)、39支第一鈍緣支(OM1)、9支第二鈍緣支(OM2)、5支左后外側(cè)支(L-PLB)、13支冠脈分支(RAMUS)，各分支評(píng)分見(jiàn)表3。自由呼吸組包含45支RCA、46支R-PDA、45支R-PLB、47支LM、47支LAD、46支D1、45支D2、47支LCX、39支OM1、9支OM2、5支L-PLB、13支RAMUS，各分支評(píng)分見(jiàn)表4。兩組患者圖像由放射科醫(yī)生評(píng)價(jià)，一致性良好(κ= 0.77，P<0.05)。

表3 屏氣組18節(jié)段評(píng)分 n=47

表4 自由呼吸組18節(jié)段評(píng)分 n=47

2.4 圖像質(zhì)量?jī)?yōu)秀率對(duì)比 屏氣組總評(píng)分段數(shù)為718段，自由呼吸組總評(píng)分段數(shù)為693段。評(píng)分在3分以上符合診斷要求。屏氣組3.1%的圖像不符合診斷要求，自由呼吸組1.9%的圖像不符合診斷要求，兩組圖像質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.768，表5)。

表5 兩組患者圖像質(zhì)量評(píng)分各分值段數(shù) n(%)

3 討 論

本研究基于320排探測(cè)器CT在患者自由呼吸或屏氣狀態(tài)下對(duì)其進(jìn)行CCTA，比較兩組患者的輻射劑量和圖像質(zhì)量，探究心率<75次/min患者行CCTA自由呼吸的可行性。本研究采用首臺(tái)國(guó)產(chǎn)320排CT(聯(lián)影)，探測(cè)器寬度為16 cm，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間也達(dá)到0.25 s，并對(duì)此機(jī)器成像性能進(jìn)行探討。結(jié)果表明，自由呼吸和屏氣患者的SNR和CNR差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明心率<75次/min患者行CCTA時(shí)不受自由呼吸影響，與近年來(lái)多項(xiàng)相關(guān)研究[12-17]結(jié)果一致。

以往研究[18]發(fā)現(xiàn)，正常呼吸時(shí)(12～20 次/min)，膈肌運(yùn)動(dòng)引起的冠脈運(yùn)動(dòng)速度為6.4～29.3 mm/s，心跳引起的冠脈速度為22.4～108.6 mm/s，提示呼吸引起的偽影可忽略不計(jì)。寬探測(cè)器CT的發(fā)展有助于提高時(shí)間分辨率，從而可抑制冠脈的運(yùn)動(dòng)偽影，包括由心臟運(yùn)動(dòng)和呼吸運(yùn)動(dòng)引起的運(yùn)動(dòng)偽影[19]。與屏氣相比，自由呼吸CCTA減少了屏氣指令引起的心率變異，進(jìn)而提高了成功率[20]。uCT960+是目前轉(zhuǎn)速最快的320排CT，將超高系統(tǒng)轉(zhuǎn)速與時(shí)空探測(cè)器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間分辨率、空間分辨率與對(duì)比度分辨率的三重提升。ePhase智能尋心算法，基于各心動(dòng)周期智能重建和選擇最佳時(shí)相，能提升復(fù)雜患者的檢查成功率。本研究中寬探測(cè)器CT共觀察了1 411個(gè)冠脈節(jié)段，其中屏氣組718個(gè)中，696個(gè)(96.9%)可用于診斷；自由呼吸組693個(gè)冠脈節(jié)段中，680個(gè)(98.1%)可用于診斷。兩組圖像質(zhì)量差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，與以往研究結(jié)果[21-24]相近。由于寬體探測(cè)器CT寬度達(dá)16 cm，時(shí)間分辨率為0.25 s，可在1個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)旋轉(zhuǎn)1周而獲得全心臟數(shù)據(jù)，減少冠脈運(yùn)動(dòng)偽影。不同掃描參數(shù)之間相互切換時(shí)間也得以縮短，可在CCTA成像時(shí)間點(diǎn)瞬時(shí)切換成相對(duì)較高的參數(shù)。此外，寬探測(cè)器CT也明顯縮短了曝光時(shí)間、成像時(shí)間，因此對(duì)比劑用量和ED較少(P<0.01)。

綜上所述，對(duì)于心率<75次/min患者，自由呼吸CCTA是一種可以接受的方案。本研究的不足之處在于未研究同一患者自由呼吸和屏氣時(shí)的CCTA圖像，未將冠脈造影結(jié)果作為金標(biāo)準(zhǔn)等，后續(xù)將繼續(xù)深入研究。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突