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        基于團注追蹤法低觸發(fā)閾值在高心率患者冠狀動脈CT血管造影中的應(yīng)用研究

        2023-02-04 06:32:40黃雯暄張惠英
        關(guān)鍵詞:質(zhì)量研究

        黃雯暄 張惠英

        華北理工大學附屬醫(yī)院CT室 河北唐山 063000

        近年來,冠狀動脈CT血管造影成像(coronary computed tomography angiography,CCTA)已成為臨床評估冠心病的首選影像學檢查方法[1]。隨著多層螺旋CT的不斷發(fā)展,高時間分辨率的寬體探測器CT能夠在單個心動周期內(nèi)一次完成掃描而無需患者進行心率控制[2]。但在臨床工作中,高心率(75~100次/min)、心率不齊患者往往難以選擇合適峰值時間,從而影響圖像的成像質(zhì)量。對比劑團注追蹤法(bolus-tracking)被廣泛用于選擇CCTA中數(shù)據(jù)采集的最佳時間點,選擇合適的觸發(fā)閾值有助于在峰值時間完成掃描,獲得良好的圖像質(zhì)量,但目前對于高心率患者的觸發(fā)閾值并沒有明確的研究。本研究旨在探討基于團注追蹤法下降低觸發(fā)閾值在高心率患者CCTA中的應(yīng)用,探討降低觸發(fā)閾值能否獲得更好的圖像質(zhì)量。

        1 材料與方法

        1.1一般資料 選取2021年7~11月就診于華北理工大學附屬醫(yī)院需行CCTA檢查的高心率(75~100次/min)患者40例,其中男19例,女21例,年齡(56.65±7.87)歲。排除標準:(1)心律不齊及心動過速(心率>100次/min)患者;(2)肝腎功能不全;(3)碘對比劑不良反應(yīng)史;(4)無法配合檢查患者。將患者隨機分為A組和B組,每組均為20例,A組觸發(fā)閾值為100HU,B組觸發(fā)閾值為80HU。所有受檢者均簽署知情同意書。

        1.2掃描方法及后處理 使用GE Revolution 512層螺旋CT機(GE Healthcare,Milwaukee,USA)進行CCTA掃描,患者仰臥位,足先進,標準粘貼心電裝置。于掃描前行呼吸訓練,掃描胸部定位像進行定位,范圍為氣管分叉處下2cm至膈肌水平。所有患者均使用德國ORICH高壓注射器,用20G套管針經(jīng)右肘粗支靜脈注射對比劑。掃描參數(shù):管電壓100kV,自動調(diào)制管電流,范圍400~1000 mA,探測器寬度16cm,0.28s/r,重組層厚0.625mm,重組矩陣512×512。采用前瞻性心電門控軸掃,應(yīng)用冠狀動脈凍結(jié)技術(shù)(snap shot freeze,SSF),采集重建期相為40%~55%,迭代重建。對比劑采用碘美普爾(400mg I/mL),用量為40mL,注射速率為4.0mL/s,注射時間為10s,隨后以相同速率注入30mL的生理鹽水。采用對比劑團注跟蹤技術(shù)進行觸發(fā),監(jiān)測點為主動脈根部,A組觸發(fā)閾值為100HU,B組為80HU,達到閾值后延遲5.9s后開始掃描。

        將原始掃描數(shù)據(jù)經(jīng)ADW 4.7工作站進行圖像后處理,包括表面重建、最大密度投影(maximum intensity projections,MIP)、曲面重組(curved multiplanar reformats,cMPR)及三維容積再現(xiàn)(3D volume rendered technique,VR)等,結(jié)合橫斷面原始圖像進行綜合評價。

        1.3圖像質(zhì)量評價

        1.3.1客觀圖像質(zhì)量評估 測量主動脈根部、左主干及右冠中段的 CT 值,分別計算信號噪聲比(SNR)和對比度噪聲比(CNR)。計算公式為:SNR= CT血管腔/SD血管腔。以主動脈根部標準差作為圖像噪聲。測量左主干周圍的心包內(nèi)脂肪為背景,測量CT值,計算CNR,公式為:CNR=(CT左主干-CT心包脂肪)/SD左主干。

        1.3.2主觀圖像質(zhì)量評估 由兩位主治醫(yī)師及以上職稱的放射科醫(yī)師用盲法對圖像質(zhì)量進行評分,有評價不一致病例時,經(jīng)討論達成共識后作出評價,評分標準采用5分法。5分:圖像清晰,血管分支、遠端顯影好、無偽影,診斷容易;4分:主干及分支顯影良好,遠端顯影較好,有少許偽影,不影響診斷;3分:血管顯影尚可,部分分支、遠端顯示欠佳,有偽影,能夠滿足診斷;2分:血管顯影不清晰,分支及遠端顯影差,偽影明顯,影響診斷;1分:圖像質(zhì)量差,顯影不佳伴嚴重偽影,不能滿足診斷。其中≥3分的圖像能夠滿足診斷需求,≥4分的圖像為優(yōu)秀。

        1.4輻射劑量評價 記錄冠狀動脈掃描的CT容積劑量指數(shù)(CT volume dose index,CTDIvol)、劑量-長度乘積(dose-length product,DLP)、輻射有效劑量(effective dose,ED)。ED根據(jù)歐洲多層CT掃描指南推薦的胸部劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)k(mSv:Gy-1cm-1:0.014)進行計算:ED=DLP ×k[3]。

        2 結(jié)果

        2.1兩組患者一般資料比較 兩組患者年齡、心率、身高、體質(zhì)量等比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),有可比性。見表1。

        表1 兩組患者的一般資料比較

        2.2兩組客觀圖像質(zhì)量評估結(jié)果比較 兩組主動脈根部CT值、左主干CT值、SNR及CNR比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。B組主動脈根部CT值(455.49±55.46),高于A組[(375.58±102.86)HU],增加了23.3%。B組左主干CT值為(430.49±52.03)HU,高于A組[(350.73±91.68)HU],增加了22.7%。B組SNR(21.08±3.78)高于A組[(15.97±4.52)HU],B組CNR(25.69±4.54),高于A組[(19.88±6.18)HU]。A、B兩組右冠中段CT值分別為(346.28±89.61)HU、(413.69±54.92)HU,圖像噪聲分別為(24.99±7.21)、(22.20±3.36),兩組比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。因此可見,B組客觀圖像指標大部分優(yōu)于A組,有較好的客觀圖像質(zhì)量。見表2。

        表2 兩組客觀圖像質(zhì)量評估結(jié)果比較

        2.3兩組主觀圖像質(zhì)量評估結(jié)果比較 兩組主觀圖像質(zhì)量評分比較差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.400,P>0.05)。A組有19例滿足診斷需求,其中有1例患者主觀圖像質(zhì)量評分為2分,未能滿足診斷需求,見圖1,B組20例患者均滿足診斷需求(≥3分),見圖2。A組圖像優(yōu)秀率為80%,B組圖像優(yōu)秀率為90%,B組優(yōu)秀率高于A組,但差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表3。

        圖1 A組患者右冠狀動脈重建圖像

        圖2 B組患者右冠狀動脈重建圖像

        表3 兩組主觀圖像質(zhì)量評估結(jié)果比較[例]

        2.4兩組輻射劑量評價結(jié)果比較 A、B兩組CTDIvol、DLP及ED比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表4。

        表4 兩組輻射劑量評價結(jié)果比較

        3 討論

        傳統(tǒng)的冠狀動脈CT血管造影中,高心率患者常常由于成像時間窗短,機器時間分辨率差,難以獲得高質(zhì)量圖像[4],因此對于高心率患者檢查前常需要服用β受體阻滯劑降低心率(<70次/min)。而隨著CT掃描設(shè)備的不斷發(fā)展,近年來出現(xiàn)的超寬探測器能夠縮短掃描時間,提高時間分辨力及空間分辨力[5],對心率變化較以往設(shè)備不敏感,因此,對于高心率水平的患者也能夠提供更高質(zhì)量的圖像。本研究采用的GE Revolution 512層螺旋CT能夠在一次心動周期內(nèi)完成全心掃描,采用前瞻性心電門控技術(shù),對于不同心率水平患者都能獲得良好的圖像質(zhì)量,滿足診斷需求[6]。但在臨床工作中,高心率患者的圖像質(zhì)量仍有參差,如何個性化的優(yōu)化掃描方案,取得穩(wěn)定且良好的掃描圖像仍是現(xiàn)今研究的熱點。

        影響CCTA質(zhì)量的因素有很多,如心率、掃描模式、參數(shù)及注射方案等,本研究主要針對減少高心率對圖像質(zhì)量的影響進行探究。獲得優(yōu)質(zhì)圖像的關(guān)鍵在于能否在峰值時間進行掃描,心率會影響心輸出量和對比劑循環(huán)時間。血容量和心輸出量隨著體質(zhì)量的增加,也以相同的速度增加,因此對比劑循環(huán)時間基本不隨體質(zhì)量的變化而改變[7]。心輸出量的減少與對比劑達峰時間呈線性關(guān)系。心輸出量=每搏輸出量×心率,在一定范圍內(nèi)心率的增加不會減少每搏輸出量,但會導致心輸出量增多、對比劑達峰時間縮短,常規(guī)掃描可能無法捕捉最佳時相,因此可以通過降低觸發(fā)閾值縮短掃描時間。有研究表明,在同樣掃描條件下,低心率的達閾值時間慢于高心率組,因此高心率組能夠更快達到閾值,因此應(yīng)該盡快開始掃描[8]。該研究中高心率組的強化CT值低于低心率患者,這可能是因為未降低高心率組觸發(fā)閾值,導致錯過其對比劑達峰時間,因此圖像質(zhì)量較差。本研究將高心率患者分為兩組,B組(低閾值)的圖像CT值明顯高于A組,這表明對于高心率患者,降低閾值能夠取得更好的圖像質(zhì)量。

        《冠狀動脈CT血管成像掃描與報告書專家共識》表明,冠狀動脈主干管腔內(nèi)CT值至少應(yīng)達到325HU才能滿足臨床診斷需求,本研究中兩組均能滿足診斷需求。近年一項評價CCTA的研究發(fā)現(xiàn),圖像質(zhì)量較好的冠狀動脈近段管腔內(nèi)CT值應(yīng)為390~500HU[9],本研究中B組所有主干CT值均達到優(yōu)秀圖像水平,這表明雖然A組的客觀圖像質(zhì)量不如B組,但控制合適的掃描時間在常規(guī)掃描條件下也可以獲取更高的管腔內(nèi)密度。李嬌嬌等[10]進行的研究中也表明在不同的掃描時間管腔內(nèi)的密度不同,所以掃描時間點應(yīng)當設(shè)置于峰值處或峰值前;本研究采用的設(shè)備與其不同,但都能在一次心動周期內(nèi)完成全心掃描。在上述研究中,心率70次/min的體模中峰值略晚于心率60次/min體模,這可能是由于他們選用的心率范圍屬于正常范疇,而本研究針對高心率患者,左室舒張期時間減少,導致到達峰值的時間也縮短,因此降低閾值能夠提前激發(fā),使掃描時間點位于峰值處。

        本研究的不足之處:(1)僅針對高心率(75~100次/min)患者,未針對心率進一步細分亞組,無法證明在一定范圍內(nèi)心率與閾值之間是否存在負相關(guān)的關(guān)系,在今后的研究中將進一步的分組調(diào)查。(2)未納入心動過速患者(心率≥100次/min),正常人群心率通常為60~80次/min,在正常范圍內(nèi)加快心率可以增加每搏輸出量及心輸出量,但若心率≥100次/min可能導致心臟儲備能力下降,每博輸出量減少,心臟的效率隨之降低[11],因此可能反而需要提高閾值來延緩激發(fā)時間,在今后的研究中將進一步探究。

        綜上所述,在使用團注追蹤法下的高心率患者CCTA掃描中,降低觸發(fā)閾值(80HU)比常規(guī)閾值(100HU)能夠獲得更好的圖像質(zhì)量。因此,在疑診冠狀動脈疾病的高心率患者中,可以選擇低觸發(fā)閾值進行掃描。

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