尹樂康， 嚴(yán) 誠， 陸怡菡， 過偉峰， 徐士杰， 李琛瑋， 曾蒙蘇*

1.復(fù)旦大學(xué)附屬中山醫(yī)院放射科，上海 200032 2.上海聯(lián)影醫(yī)療科技有限公司，上海 201807

冠狀動(dòng)脈(冠脈)CT血管造影(coronary computed tomography angiography, CCTA)因其無創(chuàng)傷性以及較高的陰性預(yù)測值而成為評估冠脈病變狹窄程度的重要檢查方法[1]。隨著醫(yī)學(xué)影設(shè)備的發(fā)展，多排螺旋CT(multi-detector CT, MDCT)已得到廣泛應(yīng)用，但在臨床實(shí)踐中CCTA仍是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的檢查[2]。掃描的成功率、圖像質(zhì)量及診斷價(jià)值由技術(shù)參數(shù)和患者相關(guān)因素決定的，對掃描技術(shù)和CT掃描儀的要求也較其他檢查有更高的要求[3]。近年來，國外設(shè)備供應(yīng)商不斷增加檢測器數(shù)量，相繼推出寬探測器MDCT，尤其是320排MDCT因采用了160 mm寬探測器，能實(shí)現(xiàn)非螺旋單次全器官容積掃描，開啟了CT檢查的動(dòng)態(tài)容積時(shí)代[4]。

320排寬體探測器CT一直是我國自主研發(fā)CT的一個(gè)空白。2020年，我國自主研發(fā)的320排640層MDCT進(jìn)入臨床應(yīng)用，采用160 mm高性能時(shí)空探測器和0.25 s每圈的機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度，可實(shí)現(xiàn)單心動(dòng)周期的心臟成像。本研究評估該新型CT在不同心率和心律條件下進(jìn)行冠脈血管造影檢查的成像質(zhì)量和輻射劑量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 對2020年5月11日至2020年6月19日在我院接受CCTA檢查的患者行回顧性研究。竇性心律者按照心率高低分為3組，低心率組(組1)：<65 次/min；中等心率組(組2)：65～80 次/min；高心率組(組3)：≥80 次/min。心律不齊者歸入心律不齊組(組4)。排除標(biāo)準(zhǔn) ：冠脈旁路移植術(shù)后、支架置入手術(shù)后、嚴(yán)重腎功能不全、碘過敏史的患者。

1.2 圖像掃描及參數(shù) 所有檢查均使用320排CT掃描儀(uCT960+,聯(lián)影醫(yī)療公司)，掃描參數(shù)：100 kV, 120 mA,準(zhǔn)直160 mm，采用單心動(dòng)周期心電圖(electrocardiogram, ECG)門控前瞻冠脈掃描成像。重建算法選擇KARL 3D,濾波函數(shù)C-SOFT-AA,層厚0.5 mm，層間距0.5 mm。對心率>65次/min的患者，排除禁忌證后，在CCTA檢查前1～1.5 h口服美托洛爾，并于檢查前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。經(jīng)右側(cè)肘靜脈使用雙筒高壓注射器注射碘帕醇(370 mgI/mL；流率4.0～5.0 mL/s，注射總量0.8 mL/kg)，造影劑注射完畢后再以同樣的流速注入25 mL生理鹽水。掃描范圍覆蓋自隆突下至心底的心臟范圍。采用Bolus Tracking自動(dòng)觸發(fā)掃描技術(shù)，監(jiān)測層面定位于掃描范圍的中心層面，ROI放置于胸降主動(dòng)脈的中心位置，觸發(fā)閾值設(shè)定為120 HU，達(dá)到閾值6 s后自動(dòng)開始掃描。所有檢查均采用ePhase最佳采集時(shí)相技術(shù)與Motion Correction運(yùn)動(dòng)偽影校正技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)選擇最佳時(shí)相以及對冠脈運(yùn)動(dòng)偽影的校正。

掃描前根據(jù)患者的心電信息進(jìn)行采集時(shí)相的設(shè)置，均采用前瞻性心電門控掃描。設(shè)備根據(jù)前5個(gè)心動(dòng)周期平均數(shù)自動(dòng)探測心率變化，決定增加掃描的心動(dòng)周期數(shù)量，保證冠脈成像所需數(shù)據(jù)。

1.3 圖像后處理 掃描完成后，圖像傳送到后處理工作站進(jìn)一步分析。圖像處理技術(shù)采用容積再現(xiàn)(volume rendering, VR)、最大密度投影(maximum intensity projection, MIP)、曲面重建(curved planner reformation, CPR)。兩名分別具有10年和8年心血管影像閱片經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)生結(jié)合斷層圖像和CPR對圖像質(zhì)量進(jìn)行綜合評估。

1.4 輻射劑量評估 記錄檢查劑量報(bào)告中的劑量長度乘積(dose-length product, DLP)?；颊哂行л椛鋭┝?E)的計(jì)算公式：E=k×DLP[k=0.014 mSv/(mGy·cm)]。

1.5 圖像質(zhì)量評價(jià) 分別由兩位具有4年和7年經(jīng)驗(yàn)的心血管影像醫(yī)生在對重建條件和患者分組不知情的情況下獨(dú)立進(jìn)行閱片。窗寬和窗位分別設(shè)定為300 HU、1 000 HU。根據(jù)國際心血管CT協(xié)會(Society of Cardiovascular Computed Tomography, SCCT)的方案將冠脈劃分為S1～S18共18個(gè)節(jié)段?；跈M斷位原始圖像、MPR、MIP圖像對圖像作出評分，依據(jù)Likert標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行4分制評分。4分：質(zhì)量優(yōu)秀，圖像無偽影，邊緣清晰光滑，完全能用于診斷；3分：質(zhì)量良好，圖像存在微小偽影，血管邊緣清晰，不影響診斷；2分：圖像有偽影，血管邊緣模糊，尚可用于診斷；1分：有明顯的偽影，且影響診斷(圖1)。

圖 1 4分制評分標(biāo)準(zhǔn)圖像示例

本研究將S1、S5/6、S11/17分別視為右冠脈(right coronary artery, RCA)、左冠脈前降支(leftanterior descending, LAD)、左冠脈回旋支(left circumflex artery, LCX)的近段；將S2、S7/9、S12/13分別視為RCA、LAD、LCX的中段；將S3/4/16、S8/10、S14/15/18分別視為RCA、LAD、LCX的遠(yuǎn)段。圖像質(zhì)量為4分節(jié)段數(shù)占比為圖像質(zhì)量優(yōu)秀率，圖像質(zhì)量為4分和3分的節(jié)段占比為圖像質(zhì)量優(yōu)良率。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料 共采集160例患者行CCTA檢查，排除12例裝有支架、1例冠脈旁路移植術(shù)后、1例心臟起搏器植入后的患者，共146例患者的CCTA數(shù)據(jù)納入本研究。竇性心律者共計(jì)129例，低心率組：40例；中等心率組：57例；高心率組32例，心律不齊組17例。各組病例的基本資料如表1。

表 1 患者基本資料

2.2 輻射劑量 竇性心律3組間的平均有效劑量差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而心律不齊組的平均有效劑量(2.5±0.8) mSv顯著高于竇性心率3組(t=-3.9，P<0.001)。

2.3 圖像質(zhì)量評價(jià) 對兩名閱片醫(yī)生的評分結(jié)果進(jìn)行一致性檢驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)果證明二者對圖像評價(jià)的一致性良好(Kappa=0.861)。

2.3.1 整體評價(jià)結(jié)果 146例患者共計(jì)評價(jià)1 929段冠脈節(jié)段，其中圖像質(zhì)量4分的為906段、3分的為809段、2分的為210段、1分的為4段。所有節(jié)段的可診斷率為99.79%，冠脈節(jié)段總體優(yōu)秀率為47.0%，優(yōu)良率為88.9%。其中，圖像質(zhì)量評價(jià)為1分的4個(gè)(0.21%)節(jié)段表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)偽影，分別出現(xiàn)在4例中等心率組患者的冠脈中間支(S17)、右冠脈遠(yuǎn)段(S3)、前降支遠(yuǎn)段(S8)、第二對角支(S10)。冠脈近段、中段、遠(yuǎn)段的整體優(yōu)秀率分別為79.6%、41.6、22.4%(χ2=439.4，P<0.001)，冠脈近段、中段、遠(yuǎn)段的整體優(yōu)良率分別為96.8%、90.7%、80.2%(χ2=93.3，P<0.001)。隨著冠脈分支由近及遠(yuǎn)，圖像質(zhì)量評分明顯下降(圖2)。

圖 2 圖像質(zhì)量評分分布 A：冠脈整體評分分布; B：冠脈近、中、遠(yuǎn)段圖像質(zhì)量組1(低心率組)：<65次/min；組2(中等心率組)：65～80次/min；組3(高心率組)：≥80次/min；組4(心律不齊組)。

2.3.2 分組評價(jià)結(jié)果 組1～組4冠脈圖像質(zhì)量的總體優(yōu)良率分別為88.4%、89.4%、88.4%、89.7%，各組間差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖3)。4組圖像的優(yōu)秀率分別為48.2%、50.1%、45.8%、36.3%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=13.5,P=0.004)。其中低心率組(χ2=9.0，P=0.003)、中等心率組(χ2=12.9，P=0.001)的優(yōu)秀率均明顯高于心律不齊組，高心率組、心律不齊組的優(yōu)秀率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。冠脈近段、中段、遠(yuǎn)段分別統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示，各組間的優(yōu)良率差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。而各組間冠脈近段(χ2=18.4，P=0.001)、中段(χ2=7.9，P=0.049)、遠(yuǎn)段(χ2=11.7，P=0.008)的優(yōu)秀率差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中心律不齊組冠脈近段圖像優(yōu)秀率明顯低于竇性心律的3組，竇性心率的3組間則差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖3)。

圖 3 不同心率分組圖像質(zhì)量優(yōu)秀率與優(yōu)良率

3 討 論

CT成像系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)主要包括時(shí)間分辨率、空間分辨率、對比度分辨率和輻射劑量，這些參數(shù)相互之間密切聯(lián)系，最終實(shí)現(xiàn)圖像質(zhì)量和輻射劑量之間的平衡[5]。相比于靜止器官CT成像，心臟的周期性運(yùn)動(dòng)使這種關(guān)系更加復(fù)雜。技術(shù)和患者相關(guān)因素可影響CCTA的圖像質(zhì)量。因掃描范圍更大，時(shí)間和空間分辨率更高，現(xiàn)代CT掃描儀的最新技術(shù)發(fā)展顯著提高了CCTA圖像質(zhì)量[6-7]。此外，減少劑量策略和迭代重建算法提高了對患者的安全性，同時(shí)可保持圖像的高質(zhì)量。

運(yùn)動(dòng)偽影會影響冠脈的準(zhǔn)確評估，是CCTA特別是對較高心率的患者成像的一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)[8]。使用β受體阻滯劑來幫助減緩靜息心率和仔細(xì)控制掃描范圍可以提高成功率。用β受體阻滯劑降低心率不僅安全，還可以減少輻射照射，提高診斷圖像質(zhì)量[9]。本研究中影響診斷的圖像偽影出現(xiàn)概率(5/2 505，0.2%)與Ghekiere等[10]的報(bào)道相當(dāng)，低于早期使用64排、256排及雙源CT的研究報(bào)道[11-12]。運(yùn)動(dòng)相關(guān)的圖像偽影出現(xiàn)在冠脈遠(yuǎn)段或近段分支。冠脈直徑是決定運(yùn)動(dòng)相關(guān)圖像質(zhì)量的主要患者相關(guān)因素[10]，本研究中冠脈節(jié)段由近及遠(yuǎn)隨著直徑的降低，圖像優(yōu)秀率及優(yōu)良率均明顯減低。

較低的時(shí)間分辨率可導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生，也是導(dǎo)致CCTA圖像質(zhì)量下降的最常見原因[3]。采用單心動(dòng)周期ECG門控前瞻冠脈成像，可顯著降低對患者心率和心律的要求，提升掃描成功率，并大幅度降低心臟成像的輻射劑量[13]。研究[14]顯示，寬度16 cm的探測器Z軸覆蓋可實(shí)現(xiàn)單心跳CCTA的體積掃描，從而縮短掃描時(shí)間，在提高時(shí)間分辨率的同時(shí)降低患者所受到的輻射劑量。本研究所使用設(shè)備支持單心動(dòng)周期內(nèi)的靈活門控方式，同時(shí)實(shí)現(xiàn)常規(guī)高質(zhì)量冠脈成像和低劑量新功能成像。在本研究中，單心動(dòng)周期的冠脈成像大大縮短了掃描的時(shí)間，患者屏氣不完全的可能性大大降低，在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)，顯著降低了患者所受到的輻射劑量。

寬體探測器CT設(shè)備一直是我國自主研發(fā)CT的空白。本研究首次展示了我國首臺自主研發(fā)的320排CT冠脈造影的初步經(jīng)驗(yàn)。應(yīng)用于147個(gè)連續(xù)的、未被選擇的患者，進(jìn)行不同心率及心律下的CCTA檢查，發(fā)現(xiàn)以較低的劑量水平即可得到滿足臨床診斷需求的圖像質(zhì)量，可診斷率達(dá)到99.79%?；颊邆€(gè)體相關(guān)的心律及心率因素對冠脈圖像的優(yōu)良率無影響。竇性心律時(shí)，心率高低對近段冠脈的圖像優(yōu)秀率無明顯影響，主要影響中遠(yuǎn)段圖像優(yōu)秀率。心律不齊則對冠脈節(jié)段的圖像優(yōu)秀率有明顯影響。

本次研究存在著一定的不足：首先本研究為單中心研究，數(shù)據(jù)量較少，可能對統(tǒng)計(jì)結(jié)果有一定的影響。其次，未對心律不齊患者進(jìn)一步深入研究，這在未來工作中會進(jìn)一步討論。最后，本研究入組患者中發(fā)現(xiàn)重度狹窄而進(jìn)行冠脈造影的較少，而CCTA圖像的診斷性分析并非本研究的主要研究，因此僅討論了CCTA的圖像質(zhì)量評分。

綜上所述，本研究初步評價(jià)我國首臺320排寬體探測器CT在CCTA成像中的應(yīng)用，在不同心率及心律情況場景下均可獲得滿足臨床診斷需求的CCTA圖像。較高的圖像質(zhì)量更加有助于便捷地進(jìn)行后處理，并最終提高診斷準(zhǔn)確度。

利益沖突：所有作者聲明不存在利益沖突。