陳 巖，王建華，高希法，王榮洲

胸痛三聯(lián)征在影像學(xué)上是指以胸痛為臨床表現(xiàn)的3種疾病的合稱，包括冠狀動(dòng)脈綜合征、肺動(dòng)脈栓塞和主動(dòng)脈夾層。由于3種疾病的臨床癥狀均以胸痛為首發(fā)癥狀且危及生命，因而早期明確病因和及時(shí)有效的診治十分重要[1~3]。應(yīng)用胸痛三聯(lián)計(jì)算機(jī)體層血管造影（computed tomography angiography，CTA）檢查可以對(duì)3種病變的存在與否、嚴(yán)重程度和累及的范圍等進(jìn)行明確診斷。胸痛三聯(lián)CTA檢查使用小螺距心電門控掃描，患者接受輻射劑量較高從而增加了患者隨機(jī)性效應(yīng)的發(fā)生率[4~6]。全模型迭代重建（iterative model reconstruction，IMR）是一種新的重建濾過(guò)算法，依靠CT系統(tǒng)軟硬件的提升，通過(guò)重復(fù)的迭代接近理想模型來(lái)獲取最優(yōu)的圖像質(zhì)量，在降低輻射劑量的同時(shí)可維持對(duì)比度且不增加圖像噪聲。筆者在256層CT使用低輻射劑量聯(lián)合IMR技術(shù)行胸痛三聯(lián)CTA檢查，對(duì)胸痛原因進(jìn)行診斷和排除，并通過(guò)評(píng)價(jià)其主客觀圖像質(zhì)量證實(shí)其臨床診斷意義和可行性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選擇2019年3月至2020年3月在江蘇省中醫(yī)院（南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院）門診及住院的胸痛患者100例，其中男性54例，女性46例；年齡31～86歲，平均年齡61.87歲（標(biāo)準(zhǔn)差13.90歲）；心率50～120次/分，平均心率75.11次/分（標(biāo)準(zhǔn)差10.56次/分）；體質(zhì)量47～90 kg，平均體質(zhì)量66.50 kg（標(biāo)準(zhǔn)差10.40 kg）；身高1.48～1.82 m，平均身高1.66 m（標(biāo)準(zhǔn)差0.10 m）；體質(zhì)量指數(shù)（body mass index，BMI）18.87～32.46 kg/m2，平均BMI 24.17 kg/m2（標(biāo)準(zhǔn)差2.29 kg/m2）。所有患者或家屬均簽署知情同意書，筆者研究通過(guò)醫(yī)院倫理委員會(huì)審查。

選擇標(biāo)準(zhǔn)：①臨床因急慢性胸痛就診并疑為胸主動(dòng)脈、肺動(dòng)脈、冠狀動(dòng)脈病變者；②患者無(wú)意識(shí)喪失或躁動(dòng)，可配合檢查（取仰臥位，屏氣10 s）；③患者本人知情同意。

排除標(biāo)準(zhǔn)：①臨床不穩(wěn)定性、嚴(yán)重心律失?；蛐穆?90次/分；②高度懷疑急性心肌梗死需盡早行急診經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入（percutaneous coronary intervention，PCI）或搭橋術(shù)患者；③甲狀腺功能亢進(jìn)；④有碘對(duì)比劑過(guò)敏史或過(guò)敏體質(zhì)；⑤高心肌梗死溶栓評(píng)分（≥5分）的患者；⑥嚴(yán)重心功能不全（失代償期心力衰竭）、腎功能不全[美國(guó)腎臟病學(xué)會(huì)（Commission of Kidney Disease，CKD）分期4期及以上，腎小球?yàn)V過(guò)率（glomerular filtration rate，GFR）<30 mL/min]。

采用隨機(jī)數(shù)字表法將100例患者分為常規(guī)劑量組（管電壓120 kV，平均管電流510 mAs）和低劑量組（管電壓100 kV，平均管電流150 mAs），各50例。常規(guī)劑量組男性26例，女性24例；年齡35～86歲，平均年齡64.48歲（標(biāo)準(zhǔn)差13.31歲）；心率50～120次/分，平均心率74.96次/分（標(biāo)準(zhǔn)差13.51次/分）；體質(zhì)量47～90 kg，平均體質(zhì)量66.50 kg（標(biāo)準(zhǔn)差10.40 kg）；身高1.48～1.82 m，平均身高1.65 m（標(biāo)準(zhǔn)差0.10 m）；BMI 18.87～32.46 kg/m2，平均BMI 24.19 kg/m2（標(biāo)準(zhǔn)差2.30 kg/m2）。低劑量組男性28例，女性22例；年齡31～83歲，平均年齡59.26歲（標(biāo)準(zhǔn)差14.34歲）；心率61～95次/分，平均心率75.26次/分（標(biāo)準(zhǔn)差7.61次/分）；體質(zhì)量48～92 kg，平均體質(zhì)量67.68 kg（標(biāo)準(zhǔn)差11.83 kg）；身高1.52～1.82 m，平均身高1.67 m（標(biāo)準(zhǔn)差0.10 m）；BMI 19.38～29.04 kg/m2，平均BMI 24.16 kg/m2（標(biāo)準(zhǔn)差2.29 kg/m2）。

兩組性別、年齡、心率、體質(zhì)量、身高、BMI比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。

1.2 方法

1.2.1 掃描方法

患者準(zhǔn)備：①去除頸部及胸部各種高密度異物，如項(xiàng)鏈、掛件、有金屬配飾的衣物等；②對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，要求每次能屏氣10 s左右，并保證屏氣時(shí)膈肌保持固定。掃描前進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，連接心電圖監(jiān)控，必要時(shí)給予降心率藥物。

使用美國(guó)Philips 256層iCT系統(tǒng)；掃描范圍從胸骨上凹至左腎上極，掃描長(zhǎng)度200～350 mm；掃描時(shí)間7～10s，深吸氣后屏氣掃描。采用回顧性心電門控技術(shù)，自動(dòng)螺距0.2～0.3；探測(cè)器128 mm×0.625 mm，對(duì)比劑跟蹤觸發(fā)掃描，監(jiān)測(cè)點(diǎn)置于主動(dòng)脈氣管分叉處，閾值100 Hu。

兩組皆采用CT系統(tǒng)配置的預(yù)設(shè)噪聲控制技術(shù)，噪聲指數(shù)（noise index）設(shè)置為19。常規(guī)劑量組：管電壓120 kV，采用Dose Right技術(shù)，平均管電流約510 mAs；重建算法為濾波反投影法（filteredbackprojection，F(xiàn)BP），重建層厚0.9 mm，層間距0.45 mm。低劑量組：管電壓100 kV，采用Dose Right技術(shù)，平均管電流150 mAs；重建算法為IMR，重建層厚0.9 mm，層間距0.45 mm。

1.2.2 對(duì)比劑注射方案

使用雙筒高壓注射器，于右肘靜脈注射非離子型碘對(duì)比劑（碘普羅胺，370 mgI/mL）。對(duì)比劑注射方案：第1期以4.5～5.5 mL/s流率注射40～60 mL對(duì)比劑，第2期以3.0 mL/s流率注射對(duì)比劑30 mL，第3期則以3.0 mL/s流率注射30 mL 0.9%氯化鈉溶液。造影劑總劑量設(shè)置約為體質(zhì)量的1.2倍，最少不少于70 mL，最多不超過(guò)90 mL，注射速率根據(jù)患者靜脈情況酌情設(shè)置。

1.2.3 觀察指標(biāo)

（1）圖像質(zhì)量主觀評(píng)分：采用4分法對(duì)圖像噪聲、對(duì)比度、清晰度、有無(wú)運(yùn)動(dòng)異物等偽影做出評(píng)價(jià)，由2名心血管影像醫(yī)師使用飛利浦Extended Brilliance Workspace（EBW）后處理工作站對(duì)原始圖像進(jìn)行二維及三維重建，打印膠片，做出診斷報(bào)告。2名醫(yī)師對(duì)肺動(dòng)脈、胸主動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈3組血管及其重建圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)分，3組血管中以圖像質(zhì)量最差的一組作為評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。

（2）圖像質(zhì)量客觀評(píng)價(jià)：用軟件測(cè)定圖像每個(gè)興趣區(qū)的CT值、噪聲，計(jì)算出其信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）、對(duì)比度噪聲比（contrast noise ratio，CNR）。感興趣區(qū)（region of interest，ROI）分別選擇為每組圖像的升主動(dòng)脈根部、肺動(dòng)脈主干、左冠狀動(dòng)脈主干、右冠狀動(dòng)脈主干及脂肪組織共5處。選擇ROI的升主動(dòng)脈根部、肺動(dòng)脈主干及脂肪組織面積為（100±10）mm2，左冠狀動(dòng)脈主干、右冠狀動(dòng)脈主干面積為（10±2）mm2。對(duì)于主動(dòng)脈及冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)后的患者，ROI注意避開受金屬偽影干擾的區(qū)域。SNR=SI/SD；CNR=（SI-SI肌肉）/SD，其中：SI（信號(hào)強(qiáng)度，signal intensity）代表所測(cè)ROI增強(qiáng)CT值；SD（信號(hào)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)差，standard deviation of signal strength）代表所測(cè)ROI噪聲（即標(biāo)準(zhǔn)差）；SI肌肉代表脊柱旁肌肉平均CT值。

（3）輻射劑量相關(guān)指標(biāo)：記錄每次掃描的管電壓、管電流、掃描長(zhǎng)度、CT劑量指數(shù)（computed tomography dose index，CTDI）、劑量長(zhǎng)度乘積（dose length product，DLP）=CTDI×掃描長(zhǎng)度、有效劑量（effectivedose，ED）=k×DLP（k為轉(zhuǎn)換系數(shù)，胸部為0.014 mSv/mGy）。

1.2.4 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

借鑒歐洲CT質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)指南[7]，設(shè)置圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)如下：優(yōu)（4分），血管顯示非常清晰，對(duì)比劑濃度很適當(dāng)，無(wú)異物、運(yùn)動(dòng)偽影干擾；良（3分），血管顯示較清晰，對(duì)比劑濃度適當(dāng)，無(wú)異物偽影或偽影未對(duì)診斷產(chǎn)生影響；中（2分），血管顯示欠清晰，對(duì)比劑濃度過(guò)高或過(guò)低，有異物或運(yùn)動(dòng)偽影，勉強(qiáng)做出大部分診斷；差（1分），血管顯示模糊或中斷，對(duì)比劑濃度太低無(wú)法識(shí)別，有異物或運(yùn)動(dòng)偽影，無(wú)法做出診斷。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

使用SPSS 19.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，對(duì)兩組患者的臨床資料、主客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)先進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)。對(duì)患者常規(guī)劑量組與極低劑量加IMR重建組數(shù)據(jù)的患者體長(zhǎng)、BMI、5處ROI的CT平均值、噪聲、CNR、SNR、CTDI、DLP及ED采用兩獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。對(duì)醫(yī)師主觀評(píng)價(jià)進(jìn)行一致性Kappa檢驗(yàn)，對(duì)兩組數(shù)據(jù)的主觀評(píng)分進(jìn)行獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01為差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 胸痛三聯(lián)CTA影像診斷結(jié)果

100例胸痛三聯(lián)CTA患者中，3組血管病變分別為冠狀動(dòng)脈82%、肺動(dòng)脈5%、主動(dòng)脈80%；診斷所見血管病變包括主動(dòng)脈粥樣硬化、主動(dòng)脈增粗、主動(dòng)脈壁間血腫、主動(dòng)脈內(nèi)膜增厚、胸主動(dòng)脈穿透性潰瘍形成、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化伴或不伴管腔狹窄、心肌橋、肺動(dòng)脈栓塞、肺動(dòng)脈主干瘤樣擴(kuò)張等。其他發(fā)現(xiàn)包括心影增大、心包積液、肺陳舊性結(jié)核、肺氣腫、肺水腫、肺間質(zhì)性炎病變、肺部感染、肺小結(jié)節(jié)等。見圖1、2。

圖1 常規(guī)劑量組1例63歲女性胸痛患者三聯(lián)CTA圖像Fig.1 Triple CTA images of 63-year-old female patient with chest pain in conventional dose group

圖2 低劑量組1例78歲女性急性胸痛患者三聯(lián)CTA圖像Fig.2 Triple CTA images of 78-year-old female patient with acute chest pain in low dose group

2.2 兩組接受輻射劑量及影響因素分析

常規(guī)劑量組與低劑量組掃描長(zhǎng)度比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；常規(guī)劑量組與低劑量組平均管電流、CTDI、DLP、ED比較，差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.001）。低劑量組掃描的ED[（7.68±1.70）mSv]降低，為常規(guī)劑量組[（17.10±3.58）mSv]的44.91%。見表1。

表1 常規(guī)劑量組與低劑量組輻射劑量相關(guān)指標(biāo)比較Tab.1 Comparison of radiation dose related indexes between 2 groups

2.3 兩組圖像質(zhì)量的主客觀評(píng)價(jià)比較

2.3.1 兩組圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分比較

2名醫(yī)師對(duì)100例胸痛三聯(lián)CTA圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)有高度一致性（Kappa=0.746），100例2名醫(yī)師評(píng)分皆為4分（共有90例），常規(guī)劑量組圖像質(zhì)量評(píng)分優(yōu)秀率達(dá)86%，低劑量組達(dá)94%。醫(yī)師1對(duì)胸痛三聯(lián)CTA圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分常規(guī)劑量組為（3.84±0.42）分，與低劑量組[（3.98±0.14）分]相比，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-2.225，P<0.05）；醫(yī)師2對(duì)胸痛三聯(lián)CTA圖像質(zhì)量的主觀評(píng)分常規(guī)劑量組為（3.84±0.47）分，與低劑量組[（3.94±0.24）分]相比，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=-1.345，P>0.05）。見表2、3。

表2 兩名醫(yī)師主觀評(píng)分一致性評(píng)價(jià)比較Tab.2 Comparison of consistency evaluation of subjective scores by 2 physicians

2.3.2 兩組圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)比較

常規(guī)劑量組與低劑量組圖像5處ROI的CT值、噪聲、CNR和SNR比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表4。

表3 兩名醫(yī)師對(duì)兩組圖像質(zhì)量主觀評(píng)分比較Tab.3 Comparison of image quality subjective scores between 2 groups by 2 physicians

表4 常規(guī)劑量組和低劑量組圖像質(zhì)量的客觀評(píng)價(jià)比較Tab.4 Comparison of objective evaluation of image quality between 2 groups

3 討論

胸痛三聯(lián)CTA適用于表現(xiàn)為急性胸痛的3種疾病的中低風(fēng)險(xiǎn)的患者，在急性冠狀動(dòng)脈綜合征高風(fēng)險(xiǎn)情況下，患者直接進(jìn)行導(dǎo)管冠狀動(dòng)脈造影，以便評(píng)估冠狀動(dòng)脈并在需要時(shí)及時(shí)進(jìn)行溶栓或介入治療[1，8]。但胸痛三聯(lián)CTA造成的輻射暴露同樣令人擔(dān)憂。其掃描范圍比冠狀動(dòng)脈CTA長(zhǎng)30%～40%；另外，胸痛患者的心率常較快，但是由于β受體阻滯劑可能帶來(lái)副作用而不推薦使用，所以常常強(qiáng)制性使用回顧性心電圖門控來(lái)防止采集失敗，從而帶來(lái)更多的曝光時(shí)間和輻射劑量[9]。近年來(lái)文獻(xiàn)中報(bào)道的胸痛三聯(lián)低劑量掃描多為雙源CT系統(tǒng)或256排以上高端多層螺旋CT（multi-slice spiral CT，MSCT），可以通過(guò)前瞻性掃描、大螺距或者可變螺距技術(shù)等縮短曝光時(shí)間，或采用低管電壓合并迭代重建技術(shù)來(lái)降低輻射劑量，但是其冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量受心率波動(dòng)影響且對(duì)設(shè)備性能有較高要求[10~12]。IMR技術(shù)是以微平板探測(cè)器系統(tǒng)為硬件基礎(chǔ)，結(jié)合先進(jìn)的軟件算法，通過(guò)重復(fù)的迭代接近理想模型來(lái)獲取最優(yōu)的圖像質(zhì)量，對(duì)于裝機(jī)率更高的單源CT系統(tǒng)特別是128排CT系統(tǒng)有重要的參考價(jià)值。

近年來(lái)，多項(xiàng)研究[13~19]將IMR應(yīng)用于頭頸部血管、肺動(dòng)脈、肺結(jié)節(jié)篩查和泌尿系結(jié)石等，證實(shí)其可明顯降低噪聲，顯著提升圖像密度分辨率，但是針對(duì)低劑量胸痛三聯(lián)CTA的研究尚少。筆者研究證明了基于IMR的低劑量胸痛三聯(lián)CTA在保證較高圖像質(zhì)量的前提下，掃描管電壓及管電流均有降低，有效輻射劑量降低為常規(guī)掃描劑量的44.91%，這對(duì)輻射劑量本來(lái)較高的三聯(lián)CTA意義更加凸顯。

筆者研究使用的是高濃度造影劑，采用單次注射三期不同流速的方案，總造影劑劑量根據(jù)患者體質(zhì)量為70～90 mL，得到各組血管的CT值皆符合診斷要求。有研究試圖降低造影劑的總量及濃度，多聯(lián)合應(yīng)用低濃度對(duì)比劑和低管電壓方法，利用的是高原子序數(shù)的碘劑在低管電壓下X射線衰減更多的光電效應(yīng)原理，在保證圖像診斷質(zhì)量的前提下有效降低對(duì)比劑碘劑量和輻射劑量[20]。但是造影劑的總量不可太低，因?yàn)楣P者采用單次三期注射，要保證采集時(shí)間窗內(nèi)體循環(huán)和肺循環(huán)中同時(shí)有對(duì)比劑充盈，總的注射時(shí)間應(yīng)達(dá)到20 s左右，否則會(huì)導(dǎo)致部分血管充盈不佳。而注射第2期降低注射速度的原因是防止上腔靜脈、右心和肺動(dòng)脈對(duì)比劑的濃度過(guò)高，而對(duì)鄰近冠狀動(dòng)脈產(chǎn)生線束硬化偽影[21，22]。

筆者研究中兩種協(xié)議對(duì)3種主要危及生命的疾病的診斷有很好的一致性（Kappa=0.746）。但是診斷質(zhì)量中的良和優(yōu)秀的分級(jí)與觀察者的經(jīng)驗(yàn)有關(guān)系，經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生對(duì)圖像的容忍度更高。研究中2名放射科醫(yī)生對(duì)使用IMR圖像有較高的識(shí)別度，與IMR圖像主觀觀察表現(xiàn)出來(lái)的“平滑效應(yīng)”有關(guān)系，這在其他采用迭代重建技術(shù)的研究中也被提到，其對(duì)細(xì)微解剖結(jié)構(gòu)顯示的影響尚待進(jìn)一步研究，但是這種效應(yīng)對(duì)疾病診斷沒(méi)有太多影響[23~25]。

綜上，基于IMR算法的低劑量胸痛三聯(lián)CTA檢查有重要的臨床診斷價(jià)值，可對(duì)胸痛的病因做一站式的影像學(xué)診斷；低劑量胸痛三聯(lián)CTA的主觀和客觀圖像質(zhì)量能滿足臨床診斷需求，同時(shí)可以顯著降低有效輻射劑量，減少胸痛患者的放射致癌風(fēng)險(xiǎn)。