車小雙 魏 里 賈惠娟 吳昆鵬 高 磊 劉大亮,*

1.聊城市人民醫(yī)CT室(山東 聊城 252000)

2.聊城市人民醫(yī)中原生物醫(yī)學研究院(山東 聊城 252000)

動脈粥樣硬化是一種全身性疾病，發(fā)病率和死亡率高，患者常多系統(tǒng)受累[1-2]。對合并高血壓、糖尿病、血脂異常、吸煙、肥胖體質及運動量少等危險因素者，更易發(fā)生下肢動脈疾病和冠狀動脈疾病(coronary artery disease,CAD)[3]。近年來，外周下肢動脈血管病變發(fā)病趨勢逐年增加，嚴重影響患者的生存質量[4]。罹患下肢動脈病變并冠狀動脈病變者，血管造影檢查(digital subtraction angiography,DSA)是為診斷的金標準，但診治費用昂貴增加患者家庭及社會負擔[5]；隨著CT技術的發(fā)展，無創(chuàng)性CTA檢查技術已經(jīng)逐步成為診斷血管疾病的主要手段，但傳統(tǒng)冠脈CTA和下肢CTA檢查需要分開檢查，且對比劑用量較大，且操作復雜，需要患者配合度較高。CT能譜技術的出現(xiàn)為聯(lián)合檢查提高了可行性，能譜CT技術通過組合高和低keV電壓瞬時切換來產(chǎn)生各種單能量CT圖像和物質分離圖像[6-7]。低keV可以有效的對提高圖像對比度，且低造影劑用量檢查切實可行[8]。在有臨床癥狀的下肢動脈病變患者中，能譜下肢CTA可準確地檢測下肢動脈狹窄>50%的患者，且能有效克服下肢鈣化斑塊影響管腔狹窄程度觀察的問題[9]。以往有學者[10]提出心臟聯(lián)合下肢動脈CTA檢查的方案，但需加掃雙小腿以解決末端血管強化程度差的情況，且存在造影劑用量高、輻射劑量大等問題，限制其臨床推廣。鑒于此，我們設計了冠脈CTA聯(lián)合能譜下肢CTA掃描的方案，探索其對于心臟下肢動脈血管病變診斷的可行性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料前瞻性納入2017年2月至2018年9月因下肢及冠脈血管病變于聊城市人民醫(yī)院行冠脈CTA和下肢動脈CTA檢查患者60例，通過我院倫理委員會同意，并簽署知情同意書。

納入標準：同一患者行冠脈CTA和下肢動脈CTA并且掃描成功患者，兩種掃描方式分開掃描的時間間隔小于7天。排除標準：因患者無法配合未完成兩部位掃描，有嚴重的碘對比劑過敏史，心功能不全，肝腎功能損害影響對比劑代謝。冠脈搭橋術后因無法評估血管分數(shù)故予以排除3例，最終60例患者最終納入研究，其中女性34例，男性26例，患者年齡42～75歲，平均65.21±10.12歲，體重指數(shù)(body mass index，BMI)：范圍21.22～24.25，平均22.64±3.62，其中一站式完成兩種CTA檢查患者臨床資料30例，分開掃描患者臨床資料30例。將30例行冠脈CTA和能譜下肢動脈CTA聯(lián)合掃描的患者納入A組；先行冠脈CTA掃描，而后7天內行下肢動脈CTA掃描的患者納入B組。

1.2 掃描方案及后處理A組及B組患者心臟掃描時均采用自動門控技術掃描，在長達10s的心電圖記錄后，計算機會以此心電圖計算患者的合適的掃描期項，并推薦給操作者，操作者根據(jù)實際情況給予設置。A組、B組我們均采用表1內方案。所有患者掃描均采用GE revolution CT進行掃描，圖像后處理采用ADW4.7平臺軟件處理。

表1 冠脈CTA檢查掃描期像的選擇

A組掃描方案：100kV，自動mAs(50～500mAs)，冠脈噪聲指數(shù)(NI)設為24，下肢動脈噪聲指數(shù)(NI)設為16，手動前門控，心動周期期像選擇依據(jù)表1，單心動周期，軸位掃描，探測器寬度14～16cm，轉速0.28s，激發(fā)閾值250HU，激發(fā)位置定于升主動脈根部，激發(fā)后1.1s(無吸氣憋氣口令)曝光掃描，經(jīng)過11～12s后行腎動脈至足部的能譜CT掃描。對比劑(370mgI/mL)用量 1.0mL/kg，注射速度4mL/s；而后給予30mL造影劑，以2.5mL/s注射，造影劑注射結束后，會繼續(xù)給予生理鹽水30mL，以2.0mL/s速度繼續(xù)團注，直至結束，后重建50keV圖像作為參考圖像，并記錄造影劑注射至掃描結束時間。

B組冠脈掃描方案：100kV，自動mAs(50～500mAs)，噪聲指數(shù)(NI)設為24，手動前門控，心動周期期像選擇依據(jù)表1，探測器寬度14～16cm，轉速0.28s，激發(fā)閾值50HU，激發(fā)位置定于升主動脈根部，激發(fā)后5.9s曝光掃描，有吸氣、憋氣口令。常規(guī)心臟CTA摒氣式軸位掃描，對比劑(370mgI/mL)用量0.8mL/kg，注射速度=4.0mL/s。

B組下肢動脈掃描方案：100kV，自動mAs(50～500mAs)，噪聲指數(shù)(NI)設為16，轉速 0.5s，激發(fā)閾值150HU，激發(fā)位置定于腹主動脈下段近分叉處，激發(fā)后12s曝光開始掃描,迭代重建采用ASiR-V50%。對比劑(370mgI/mL)用量 95mL，前55mL為4mL/s 其余40mL的注射速度為2.5mL/s。注射完造影劑后，用30mL生理鹽水以2.5mL/秒的注射速度沖刷造影劑，直至結束，并記錄造影劑注射至掃描結束時間。

1.3 圖像質量主觀評估由2位經(jīng)驗豐富的診斷經(jīng)驗的高年資醫(yī)師對圖像質量盲評。冠脈CTA評分采用3級評分標準[11]，分別對左前降支(left anterior descending coronary artery，LAD)，左旋支(Left circumflex coronary artery，LCX) 右冠脈(Right coronary artery，RCA)行圖像質量。評分標準如下：3分，圖像質量出色，無偽影；2分：圖像質量良好，有少量偽影；1分：圖像偽影較多，無法診斷。

下肢動脈CTA主觀圖像評分采用4級評分標準評價：圖像質量：造影劑淺淡，血管輪廓不清，無法診斷；造影劑淡，血管輪廓尚清，勉強診斷；造影劑充盈可，輪廓清，可診斷；血管清晰，輪廓清晰；≥2分以上符合診斷要求。

1.4 圖像質量客觀評估冠脈CTA客觀評價：測量主脈根部CT值及SD值，以及同層面背部肌肉的CT值及SD值，并計算SNR及CNR。計算公式如下：SNR=主動脈根部CT值/主動脈根部SD值，CNR=(主動脈根部CT值–同層面背部肌肉CT值)/同層面背部肌肉SD值。

下肢動脈CTA客觀評估：分別測量并計算腰大肌、腹主動脈下段、股淺動脈及脛前動脈三段雙支血管的平均值作為其CT值及SD值，以腰大肌SD值作為背景噪聲，并計算各段CNR以及SNR，作為客觀評價的指標。計算公式如下：SNR=相應節(jié)段動脈管腔內部CT值/同層面動脈管腔內部SD值，CNR=(動脈管腔內部CT值–腰大肌CT值)/腰大肌SD值。

1.5 有效輻射劑量的比較有效輻射劑量計算公式：ED=DLP×k,下肢k=0.006 mSv·mGy-1·cm-1 [12]，心臟k=0.014 mSv·mGy-1·cm-1

1.6 統(tǒng)計學分析采用SPSS 20.0軟件行統(tǒng)計分析，結果采用均數(shù)±標準差表示，BMI及年齡、ED、造影劑用量組間比較采獨立樣本T檢驗，主、客觀評價使用Mann-Whitney u秩和檢驗。兩位醫(yī)生的評分結果采用Kappa一致性檢驗評價。當P<0.05時，認為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結 果

2.1 患者一般情況60例患者影像資料收集完整，數(shù)據(jù)測量完整。2組患者BMI及年齡接近，差異無統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A組對比劑用量(92.68±6.48)ml明顯低于B組造影劑用量之和(145.52±5.53)，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)；A組輻射劑量(6.01±1.2)與B組的輻射總量接近，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表2。

表2 各組患者的一般情況匯總

2.2 A.B兩組患者主觀及客觀圖像質量比較A組冠脈與B組冠脈可觀圖像質量參數(shù)比較，主動脈根部CT值，SNR、CNR并無明顯差異(P<0.05)，差異無統(tǒng)計學意義(見表3)；主觀圖像質量評價：兩組冠脈圖像共評價 180根血管。A組(聯(lián)合組)，3、2分者分別為59、31根；單獨冠狀動脈組3、2分者分別為54、36根，兩組均無1分者，A組評分與B組無明顯差異(Z=-0.769，P=0.442)；兩位評價醫(yī)生結果的Kappa值為0.848，有高度一致性。

表3 A、B兩組冠脈CTA客觀圖像質量比較

2.3 A.B兩組下肢動脈CTA主觀及客觀圖像質量比較A組冠脈與C組下肢動脈可觀圖像質量參數(shù)比較，A組下肢動脈CTA各段CT值均高于C組(P<0.05)，SNR以及CNR除股淺動脈動脈段A組優(yōu)于B組外，余無明顯差異(見表4)；主觀圖像質量評價：兩組下肢動脈圖像共評價360個節(jié)段血管。A組(聯(lián)合組)，4、3、2分者分別為100、56、24根；B組下肢動脈CTA組4、3、2分者分別為 90、68、22根，兩組均無 1分者，比較差異A組圖像主觀評分與B組無明顯差異(Z=-0.376，P=0.17)；兩位評價醫(yī)生結果的Kappa值為0.825，顯示高度一致性。

表4 A、B兩組下肢動脈客觀圖像質量參數(shù)比較

2.4 病例資料典型病例影像分析見圖1～圖5。

圖1～圖3 55歲女性患者，掃描方式為冠脈聯(lián)合下肢CTA掃描冠脈圖像，心率65～70次/分，掃描期像為75%，冠脈圖像質量評分3分，對比劑用量為95mL(370mgI/mL)，ED為5.3mSv：圖1 成像為心臟與下肢融合圖像，患者下肢血管顯示良好，狹窄不明顯；圖2 為左前降支橫斷面圖像，如圖標注出非鈣化斑塊顯示良好；圖3 為左前降支多角度重建(CPR)圖像，黑色箭頭所示為非化斑塊，管腔狹窄；圖4～圖5 像為72歲男性患者，為冠脈聯(lián)合下肢CTA掃描的下肢圖像，患者雙下肢多發(fā)彌漫性混合斑塊形成，管腔狹窄明顯，下肢血管圖像質量評分為4分：圖4 為VRT及最大密度投影(MIP)重建圖像，可見雙側股淺動脈下段及腘動脈管壁多發(fā)彌漫性斑塊形成，管腔粗細不均；圖5 為CPR重建圖像結合橫斷面軸位圖像，可見管腔混合斑塊顯示良好，橫截面標記部位所示可見左側股前動脈明顯混合斑塊形成。

3 討 論

隨著我國人口的老齡化，動脈粥樣硬化發(fā)生率逐漸增高，同時并發(fā)下肢動脈和冠脈病變患者數(shù)量增多，治療前采用無創(chuàng)檢查以完善兩個部位的血管的病情是有必要的，GE revolution CT因16cm寬體探測器以及高轉速(0.28s)可以1～2s內完成單心動周期前門控冠脈CTA掃描，同時利用能譜低Kev技術，使單次對比劑注射情況完成冠脈聯(lián)合下肢CTA檢查的可行性大大提高。

如果需要同時完成兩項檢查，分開掃描需要的對比劑用量是比較大的，本研究聯(lián)合掃描的碘化劑用量(92.68±6.48)ml較分開掃描約減少了40%的造影劑用量，主要為能譜下肢CTA對比劑用量的減少，這個結果稍優(yōu)于魏恒樂[13]在GE寶石CT上關于能譜下肢CTA的研究，這可能與機器效能相關，不是本研究范圍。Liu等[14]報道過自由呼吸冠脈CTA掃描與摒氣冠脈CTA掃描的比較，認為自由呼吸造影劑用量少，圖像質量可達診斷標準。故本研究聯(lián)合掃描組使用了自由呼吸條件掃描冠脈CTA，這也是造影劑用量小的原因之一，較低的對比劑用量會降低腎功能不全患者使用CIN(對比劑腎病)的風險。

Khandelwal等[15]研究心臟聯(lián)合下肢CTA的掃描方式，但受限于當時的技術，造影劑用量以及輻射劑量均比較大。近年來，隨著能譜技術的飛速發(fā)展，虛擬單能量技術可以有效的促進下肢動脈CTA成像的發(fā)展，利用不同的虛擬kev值對成像血管系統(tǒng)進行圖像質量研究[16]，而且能譜下肢CTA的結果不受圖像重建方法的影像[17]，且有效輻射劑量并未明顯增加。本研究聯(lián)合組掃描方案中有效輻射劑量為(6.01±1.2)mSv，較B組分開掃描(6.11±1.98)mSv并未明顯增加，且在可接受的范圍內。

得益于Julian等[18]的研究結果，我們選擇了50keV作為最佳單能量重建下肢CTA圖像，促進對周圍動脈的有效成像，保證目標血管的高亮度同時獲得較高的CNR和SNR,但Kev的降低會增加圖像的噪聲值，故本研究中能譜組背景噪聲值及管腔內噪聲值是高于普通組，腹主動脈下段及脛前動脈段SNR及CNR比較并無明顯差異，兩組下肢CTA主觀評分亦無明顯差異，此結果與李林坤[19]研究結果相近，本研究意在探討聯(lián)合掃描的可行性，故圖像質量差異不明顯亦在可接受范圍內。同時兩組冠脈CTA圖像質量主客觀比較無明顯差異，也是研究開展的有效前提。聯(lián)合掃描組在掃描完冠脈之后會延遲11～12秒掃描，對照組腹主動脈達到閾值后會有12s延遲時間讓造影劑預先填充血管，避免掃描進度超過造影劑填充速度，一份有關下肢動脈CTA血流動力學研究中證實下肢動脈樹充盈時間為6～39s，注射時間至少為35s[20]，本研究兩組的下肢動脈注射總時間均大于45s，且聯(lián)合組時間更長，雙小腿充盈時間充足，基于能譜低Kev技術，雙小腿及末端血管顯示效果良好。

本研究表明此種聯(lián)合掃描方式是可行的，在獲得優(yōu)質圖像質量的同時，并能有效減少輻射劑量和造影劑使用量。然而，我們的研究有一定局限性。首先：納入患者數(shù)量較少，每組僅30例；其次，未研究下肢血管局部具體病灶的顯示和效能；第三，未對其他對比劑注射方案對聯(lián)合方案掃描的影響；第四，心衰患者因心臟泵血能力下降，計劃時間內下肢動脈無法充盈造影劑，故本實驗未納入心衰患者，此類患者如何檢查是后續(xù)需要研究的方向。

本研究意在利用更新技術設備和持續(xù)優(yōu)化的掃描方案，在保證圖像質量的同時降低對比劑用量及其他方面的檢查風險。