海軍軍醫(yī)大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射診斷科 (上海 200433)

許 兵 趙冰輝 朱 潔* 田 冰 弓 靜 王敏杰

經(jīng)導(dǎo)管主動(dòng)脈瓣置換術(shù)(TAVR)是一項(xiàng)比較新的技術(shù)，適用于不符合手術(shù)瓣膜置換術(shù)條件的重度AS患者[1-2]，并已經(jīng)應(yīng)用到中等風(fēng)險(xiǎn)患者[3-5]。TAVR在低手術(shù)風(fēng)險(xiǎn)患者中也被證明是非劣于常規(guī)手術(shù)治療的方法，可有效地為主動(dòng)脈瓣狹窄患者提供一種新的手術(shù)方案選擇[6]。最近研究顯示，CT血管成像作為“金標(biāo)準(zhǔn)”已經(jīng)廣泛應(yīng)用于TAVR術(shù)前以及術(shù)后評(píng)估，并得到了臨床的證實(shí)[7-9]，對(duì)減少圍手術(shù)期并發(fā)癥以及提高手術(shù)成功率有益。由于TAVR患者要進(jìn)行大范圍成像，所以至少要求64層以上的CT。這些CT的空間分辨率約為0.5～0.6mm，本研究采用的320排CT空間分辨率達(dá)到0.4mm，并具備各向同性和快速體積覆蓋的優(yōu)點(diǎn)。東芝320排CT獨(dú)有的VHP(variable helical pitch)技術(shù)在TAVR術(shù)前CTA中具備一定的價(jià)值，并得到了本中心先前研究的驗(yàn)證[10]。本研究分析在不同管電壓條件下，迭代算法與濾波反投影算法主、客觀圖像質(zhì)量的差別。

1 材料與方法

1.1 一般資料前瞻性納入本院2016年1月至2020年12月符合納入標(biāo)準(zhǔn)的嚴(yán)重主動(dòng)脈瓣膜病變的96例患者行全主動(dòng)脈CT血管成像(CTA)檢查，所有患者均采用VHP掃描法。納入標(biāo)準(zhǔn)：經(jīng)臨床確診主動(dòng)脈瓣病變；年齡＞60歲且預(yù)期壽命≥1年；紐約心臟病協(xié)會(huì)(NYHA) 心功能分級(jí)≥Ⅱ級(jí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：既往有主動(dòng)脈相關(guān)的外科手術(shù)及介入治療；甲狀腺功能亢進(jìn)、嚴(yán)重哮喘、對(duì)比劑過敏反應(yīng)；腎功能嚴(yán)重不全。其中男性54例，女性42例，年齡65～89歲，中位年齡75歲，17.59＜BMI＜31.12。其中，A組NYHA心功能分級(jí)Ⅳ級(jí)7例，Ⅲ級(jí)18例，Ⅱ級(jí)7例，合并有高血壓者15例，高脂血癥20例，糖尿病8例；B組：NYHA心功能分級(jí)級(jí)Ⅳ6例，Ⅲ級(jí)17例，Ⅱ級(jí)9例，合并有高血壓19例，高脂血癥18例，糖尿病8例；C組：NYHA心功能分級(jí)Ⅳ級(jí)8例，Ⅲ級(jí)16例，Ⅱ級(jí)8例，合并有高血壓14例，高脂血癥18例，糖尿病8例。所有患者均未服用倍他樂克和硝酸甘油片，以防止血流動(dòng)力學(xué)改變，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 掃描方法及參數(shù)所有患者的掃描采用320排CT機(jī)(Aqulion ONE，日本東芝公司)。對(duì)比劑注射采用雙通道高壓注射器(XD2001，德國Ulrich公司)，對(duì)比劑選用碘普羅胺注射液[370mg(Ⅰ)/mL，德國拜耳公司]。使用20G留置針，注射部位常規(guī)選擇右肘前靜脈。A、B、C三組對(duì)比劑用量分別按照0.9mL/kg體重，流速3mL/s；1.1mL/kg體重，流速3.5mL/s；1.2mL/kg體重，流速4mL/s，注射完后以同樣速度連續(xù)注射0.9%生理鹽水40mL。

A組管電壓為80kV，自動(dòng)mA技術(shù)(100mA～580mA)，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.35s/圈；心臟層面重建層厚0.5mm，層距0.3mm，大范圍主動(dòng)脈重建層厚1mm，間距0.8mm；心臟常規(guī)重建30%、40%、75%時(shí)相，時(shí)相不好時(shí)采取手動(dòng)重建，卷積核為FC03，重建算法分別采用AIDR算法(standard等級(jí))和FBP算法。掃描范圍從下頜角到股骨中段水平，以保證各個(gè)路徑全部顯示。其中從下頜角至心底采用小螺距回顧性心電門控，心底至股骨中段水平采用大螺距非心電門控掃描模式。下頜角層面至心底螺距為0.18～0.2，準(zhǔn)直為0.5×100mm，智能毫安等級(jí)選擇“CTA”，心底至股骨中段水平螺距為1.11，智能毫安等級(jí)選擇“l(fā)owdose”，準(zhǔn)直為0.5×100mm。采用自動(dòng)智能追蹤模式，感興趣區(qū)設(shè)置在升主動(dòng)脈層面，閾值為160HU，當(dāng)感興趣區(qū)達(dá)到閾值后囑咐患者吸氣后屏氣掃描。視野400mm，矩陣為512×512。B、C兩組管電壓分別為100kV、120kV，其余參數(shù)均同A組。A組分別使用迭代算法與濾波反投影法得到A1、A2兩組數(shù)據(jù)；B組分別使用迭代算法與濾波反投影法得到B1、B2兩組數(shù)據(jù)；C組分別使用迭代算法與濾波反投影法得到C1、C2兩組數(shù)據(jù)。

1.3 主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)掃描完成后將原始數(shù)據(jù)傳至東芝VITRE工作站軟件行容積重建技術(shù)(VR)、多平面重組(MPR)、曲面重組(CPR)等后處理。由兩位副主任醫(yī)師對(duì)圖像進(jìn)行主觀分析，當(dāng)評(píng)分有分歧時(shí)由2人共同協(xié)商后達(dá)成一致。采用Likert5分制[11]評(píng)定各血管圖像偽影和噪聲的存在及程度：1分：不能診斷，嚴(yán)重偽影；2分：較差、偽影重，但對(duì)評(píng)估心血管解剖結(jié)構(gòu)、斑塊和鈣化有足夠的對(duì)比度衰減；3分：一般、適度，不干擾對(duì)心臟和血管系統(tǒng)的全面評(píng)估；4分：良好，僅有較小的偽影，不干擾評(píng)估；5分：非常好，沒有偽影或任何診斷干擾。

1.4 客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)測(cè)量雙側(cè)頸總動(dòng)脈(下頜角層面)、升主動(dòng)脈根部和雙側(cè)股動(dòng)脈(股骨頭下方10cm處)CT值、同層脊柱旁肌肉CT值、背景噪聲(SD)，計(jì)算對(duì)比噪聲比CNR(contrast-to-noise ratio)，CNR=(血管平均CT值一肌肉平均CT值)/SD。測(cè)量感興趣區(qū)時(shí)盡量大(大血管一般為2cm2，小血管一般為0.5cm2)并盡量避開鈣化及密度不均的區(qū)域。

1.5 輻射劑量與對(duì)比劑用量記錄各組患者對(duì)比劑的用量并記錄機(jī)器自動(dòng)生成的劑量長度乘積(dose—length product，DLP)，這里未包含正側(cè)位定位像及實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)時(shí)產(chǎn)生的DLP，根據(jù)DLP計(jì)算有效劑量(effective dose，ED)，ED=k＊DLP(k值采用歐盟委員會(huì)推薦的轉(zhuǎn)換系數(shù)0.015[12])。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 21.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。計(jì)量數(shù)據(jù)若服從正態(tài)分布則采用(±s)進(jìn)行描述，否則采用中位數(shù)和范圍進(jìn)行描述；配對(duì)計(jì)量資料若服從正態(tài)分布則采用配對(duì)t檢驗(yàn)，否則采用Wilcoxon符號(hào)秩和檢驗(yàn)；若多組計(jì)量資料服從正態(tài)分布且滿足方差齊性，則采用方差分析進(jìn)行組間比較，進(jìn)一步采用LSD進(jìn)行兩兩比較，若不滿足上述條件則采用非參數(shù)檢驗(yàn)，進(jìn)一步采用Nemenyi法或Keuls法進(jìn)行兩兩比較；計(jì)數(shù)和等級(jí)資料的描述采用[n(%)]，計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較，等級(jí)資料采用非參數(shù)檢驗(yàn)(Kruskal-Wallis H)進(jìn)行組間比較。P＜0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 CT掃描結(jié)果96例患者掃描都獲得了成功，各測(cè)量血管CT值均大約350HU；1例患者屏氣欠佳經(jīng)重建后升主動(dòng)脈根部圖像質(zhì)量良好，5例心率不齊患者經(jīng)重建后主動(dòng)脈根部圖像主觀評(píng)分均達(dá)到4分以上，其余各層面主觀評(píng)分均值都超過了3分。

2.2 一般資料對(duì)比A、B、C三組患者之間的性別采用χ2檢驗(yàn)進(jìn)行組間比較，χ2=0.25，P=0.88。三組之間性別差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。三組患者間年齡、BMI、心率、掃描時(shí)間滿足正態(tài)分且方差齊性(χ2和P值分別為2.02、0.36/1.53、0.4/4.49、0.10/0.01、0.99)，采用方差分析，見表1。

表1 三組一般資料對(duì)比

2.3 三組主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)等級(jí)資料主觀評(píng)分的比較采用Wiloxon符號(hào)秩檢驗(yàn)。除A組升主動(dòng)脈根部圖像質(zhì)量主觀評(píng)分差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其余各組、各層面主觀評(píng)分間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，可見迭代可提高圖像的主觀評(píng)分，見表2。

表2 各部位圖像組主觀評(píng)分比較

續(xù)表2

續(xù)表2

2.4 三組客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)各組CT值、CNR、SD值符合正態(tài)分布的，采用配對(duì)資料t檢驗(yàn)，不符合配對(duì)資料t檢驗(yàn)則采用符號(hào)秩和檢驗(yàn)，Wilcoxon配對(duì)法。三組CT值之間的差異比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；SD值和CNR之間的差異比較則有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.001)，見表3～5。A1組SD值小于A2組，B1組組SD值小于B2組，C1組SD值小于C2組，可見迭代算法可明顯降低SD值；A1組CNR大于A2組，B1組CNR大于B2組，C1組CNR大于C2組，可見迭代算法可增加CNR。

表3 80kV組各層面CT值、SD值和CNR組比較

表4 100kV組各層面CT值、SD值和CNR組比較

表5 120kV組各層面CT值、SD值和CNR組內(nèi)比較

2.5 輻射劑量與對(duì)比劑用量輻射劑量：DLP及ED在80kV與120kV組之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)，但100kV組與80kV、120kV組之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，100kV組輻射劑量顯著小于80kV組和120kV組。

對(duì)比劑用量：100kV與120kV組對(duì)比劑使用量之間的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)；但80kV組與這兩組之間的差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01)；80kV組對(duì)比劑使用量顯著少于100kV組和120kV組，見表6。

表6 三組間輻射劑量及對(duì)比劑用量比較

2.6 圖像分析典型病例圖像見圖1～2。

圖1 80kV組一女性患者，75歲，迭代組(圖1A)左側(cè)頸總動(dòng)脈SD值明顯小于FBP組(圖1B)，主觀評(píng)分分別是5分、4分；圖2 80kV組一女性患者，75歲，左側(cè)股動(dòng)脈迭代組(圖2A)SD值明顯小于FBP組(圖2B)，主觀評(píng)分分別是5分、4分。

3 討 論

VHP是一種可以實(shí)現(xiàn)大小螺距相互切換的技術(shù)，一次覆蓋大范圍掃描，滿足TAVR術(shù)前影像的要求[10,13]。迭代算法廣泛應(yīng)用于TAVR術(shù)前CT心血管掃描中[13-15]，結(jié)合低管電壓、低管電流可以有效地降低輻射劑量。東芝320排CT具有三維自適應(yīng)迭代重建算法(adaptive iterative dose reduction 3- dimensional，AIDR 3D)可以有效地降低圖像噪聲，改善圖像質(zhì)量。與傳統(tǒng)的FBP相比，在不損失圖像質(zhì)量的前提下，AIDR 3D可以明顯降低輻射劑量[16]。然而，有學(xué)者[17]研究發(fā)現(xiàn)：過高的迭代重建級(jí)別產(chǎn)生的平滑效果會(huì)對(duì)CTA圖像產(chǎn)生蠟樣狀偽影，可能掩蓋部分病理改變，且圖像重建速度偏慢。指南一般會(huì)推薦迭代權(quán)重比例為40%～60%，迭代不宜過 大[18-19]?；诖?，本研究選擇AIDR等級(jí)為“standard”模式。本研究中，通過聯(lián)合迭代算法使得三組內(nèi)的主動(dòng)脈各層面及背景噪聲減小，CNR值提高，這也與Suyudi等[20]在主動(dòng)脈上的研究結(jié)果一致。

本研究中，三組迭代算法組的圖像明顯好于FBP組，F(xiàn)BP組的SD值均大于迭代組且波動(dòng)較大，CNR值均小于迭代組。80kV FBP組主動(dòng)脈根部圖像主觀評(píng)分與迭代組相同，這可能是由于80kV組使用了相對(duì)高的mA，在心電門控時(shí)由于螺距非常小導(dǎo)致mAs變大，圖像質(zhì)量就會(huì)提高。其余各組的主觀評(píng)分均低于迭代組。FBP組頸動(dòng)脈的主觀評(píng)分相對(duì)較低，這可能是患者檢查時(shí)雙手上舉導(dǎo)致80kV的X射線穿透力不足造成的圖像質(zhì)量不佳。當(dāng)然，這些大血管的CT值均高于350HU且主觀評(píng)分平均都在3分以上，完全可滿足TAVR術(shù)前對(duì)于CT血管造影的要求。

CNR是一項(xiàng)非?？陀^的指標(biāo)。根據(jù)Karaca等[21]的標(biāo)準(zhǔn)：高圖像質(zhì)量CNR＞8，中等圖像質(zhì)量CNR在4-8，CNR＜4的情況下圖像質(zhì)量差。本研究中升主動(dòng)脈根部迭代組CNR均值都大于24，左、右頸總動(dòng)脈迭代組CNR均值都大于17，在左、右股動(dòng)脈迭代組也都大于18，可見迭代算法可以顯著提高血管的圖像質(zhì)量。在FBP組左、右頸總動(dòng)脈，左、右股動(dòng)脈CNR值較低，且有部分組別CNR均值小于4的?？梢?，迭代算法組與FBP組在頸總動(dòng)脈與股動(dòng)脈處圖像質(zhì)量有更加明顯差別，在頸總動(dòng)脈處可能與患者雙手上舉有關(guān)；在股動(dòng)脈處可能與我們采用了“l(fā)owdose”模式有關(guān)。

綜上所述，320排CT VHP技術(shù)80kV相對(duì)120kV可以適當(dāng)減少對(duì)比劑用量，100kV相對(duì)120kV可以適當(dāng)降低輻射劑量。然而，無論80kV、100kV還是120kV迭代算法主、客觀圖像質(zhì)量總體優(yōu)于FBP組。本研究也有很多不足和局限性，主要為(1)VHP為東芝CT特有的采集技術(shù)，并不適合所有機(jī)型；(2)患者例數(shù)太少，可能會(huì)造成結(jié)果的偏差。