CT冠狀動脈造影檢查中“雙低”造影劑注射模式的應(yīng)用

莫緒凱, 駱春柳, 梁建業(yè), 溫志琴, 黃家喜, 史長征

(暨南大學(xué) 附屬第一醫(yī)院 醫(yī)學(xué)影像中心，廣東 廣州 510632)

冠狀動脈CT造影檢查(coronary CT angiography，CCTA)在冠心病(coronary artery disease，CAD)診斷中的作用日益突出，目前已經(jīng)被臨床廣泛應(yīng)用[1].在CT血管成像中，造影劑的填充效果取決于碘造影劑的質(zhì)量濃度、速率以及注射體積[2-3].常規(guī)的CCTA掃描會采用碘的質(zhì)量濃度在350 mg/mL以上的造影劑，注射體積為80 mL以上[4-5].然而大劑量的造影劑可能會影響患者的腎臟功能[6].本研究擬比較兩種不同碘質(zhì)量濃度的造影劑在不同注射模式下對圖像質(zhì)量的影響，旨在探討減少患者接受的碘負荷同時保證CCTA圖像質(zhì)量的合適的造影劑注射體積與模式.

1 資料與方法

1.1 一般資料

收集2018年1月至2018年12月在我院醫(yī)學(xué)影像中心接受CCTA檢查的患者150名，按照隨機數(shù)字表法將所有患者隨機分為A、B、C共3組，每組各50名患者.納入標準為：①臨床懷疑為CAD；②未經(jīng)或經(jīng)β受體阻滯劑控制后，心率< 75次/min；③無嚴重肝、腎功能障礙.排除標準為：①不配合檢查者；②肝、腎功能不全者；③碘造影劑有禁忌使用者.所有受試者均簽署知情同意書.

1.2 研究方法

1.2.1 造影劑注射模式

所有患者檢查均使用雙筒高壓注射器注射，3組分別使用不同的注射模式.A組使用碘的質(zhì)量濃度為370 mg/mL的非離子型造影劑碘帕醇體積50 mL，第1期速率為5.0 mL/s，注射造影劑體積50 mL，造影劑注射維持時間為10 s，第2期速率為5.0 mL/s，注射生理鹽水體積30 mL；B組使用非離子型造影劑碘帕醇體積39 mL，第1期速率為5.0 mL/s，注射造影劑體積25 mL，第2期速率為5.0 mL/s，注射造影劑-生理鹽水混合液(體積比為4∶6)體積35 mL，造影劑總注射體積為39 mL，造影劑注射維持總時間為12 s，第3期速率為5.0 mL/s，注射生理鹽水體積30 mL；C組使用碘的質(zhì)量濃度為320 mg/mL的非離子型造影劑碘克沙醇體積39 mL，其余參數(shù)與B組相同.

1.2.2 檢查方法

所有被檢者都使用320排螺旋CT(Aquilion ONE，Japan)進行掃描.管電壓均為100 kV，管電流根據(jù)被檢者自動調(diào)整，范圍為350～500 mA，探測器為320×0.5 mm，層厚、層間距為0.5 mm.

1.2.3 圖像后處理

將掃描獲得的數(shù)據(jù)傳送到Vitera FX后處理工作站進行圖像后處理,后處理重建技術(shù)主要有曲面重建、最大密度投影、多平面重組和容積再現(xiàn).

1.2.4 圖像質(zhì)量評價

采用美國心臟病協(xié)會發(fā)布的冠狀動脈分段方法將冠狀動脈分為15段[7].所有冠狀動脈血管節(jié)段均由兩位高年資放射科醫(yī)師通過雙盲法進行評估和分析.兩者結(jié)果不一致時，經(jīng)討論得出結(jié)果.評分標準分為3級：1級(優(yōu))，血管連續(xù)顯示、邊緣較為清晰，沒有明顯影響診斷的偽影；2級(良)，部分血管邊緣稍微模糊，不夠清晰，但是整體仍可診斷；3級(差)，出現(xiàn)明顯的血管節(jié)段偽影或者錯層，血管不能清晰顯示，無法進行診斷[8].

使用CT后處理工作站在原始數(shù)據(jù)上測量目標血管的CT值.其中，信噪比(signal to noise ratio,SNR)=主動脈根部CT值/主動脈根部標準差(SD).對比噪聲比(contrast to noise ratio,CNR)=(目標血管的CT值-心室壁的CT值)/主動脈根部CT值標準差(SD)[9].

1.2.5 輻射劑量

CT掃描自動生成得到螺旋CT劑量指數(shù)(CT dose index volume，CTDIvol)和劑量長度乘積(dose length product，DLP).有效劑量(effective dose,ED)=DLP×0.014[10].

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

所有數(shù)據(jù)使用SPSS 19.0進行統(tǒng)計學(xué)處理.采用Kappa檢驗來確定兩名評估者對圖像質(zhì)量判斷結(jié)果的一致性.測量數(shù)據(jù)以(均數(shù)±標準差)表示，多組測量數(shù)據(jù)采用單因素方差分析進行比較，兩兩比較采用SNK-q檢驗; 多組有序多分類資料采用Kruskal-WallisH檢驗.以P<0.05為有統(tǒng)計學(xué)差異.

2 結(jié)果

2.1 基本資料的比較

本研究總共納入150例患者，其中男83例，女67例，年齡為22～89歲，平均年齡(60.5±12.7)歲(表1).3組患者的基本資料比較，均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05).

表1 患者基本資料

2.2 患者輻射劑量的比較

患者輻射劑量結(jié)果如表2所示.3組患者在掃描范圍、輻射劑量之間的比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05).

表2 患者輻射劑量比較

2.3 患者客觀圖像質(zhì)量的比較

患者客觀圖像質(zhì)量結(jié)果如表3所示.A組患者的右心房、右心室、主動脈根部、肺動脈、右冠狀動脈近段(right coronary artery 1, RCA1)、左冠狀動脈主干(left main coronary artery, LM)、心室壁CT值均顯著高于B組和C組，具有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05); B組與C組之間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)(圖1).3組患者上腔靜脈CT值、主動脈根部噪聲、SNR、CNRRCA1及CNRLM比較，均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05).

2.4 患者主觀圖像質(zhì)量的比較

兩名評估者對圖像質(zhì)量的評分一致性較好(Kappa=0.653，P<0.05).患者主觀圖像質(zhì)量結(jié)果見表4.總共評價了3組患者的1822個冠狀動脈節(jié)段，A組共635個節(jié)段，B組共564個節(jié)段，C組共623個節(jié)段.A、B、C 3組的冠狀動脈節(jié)段圖像質(zhì)量評分分別為(1.22±0.53)、(1.21±0.51)、(1.27±0.64)，組間比較無統(tǒng)計學(xué)差異(2=0.782，P=0.676).圖2為C組一名患者的掃描圖像.

表3 患者客觀圖像質(zhì)量比較

Table 3 Comparison of objective image quality of patients

組別主動脈根部/Hu主動脈根部噪聲/HuSNR上腔靜脈/Hu肺動脈/Hu右心房/HuA組571.3±94.438.1±63.419.9±5.6159.2±51.0239.0±94.9143.0±40.4B組454.9±93.21)24.3±4.019.1±4.9157.8±71.0184.8±59.31)123.2±31.81)C組437.1±74.51)22.8±4.019.4±3.2140.5±61.8164.9±40.51)113.8±29.21)F值34.4262.6310.4111.41819.6889.570P值0.0000.0750.6640.2450.0000.000組別右心室/HuRCA1/HuLM/Hu心室壁/HuCNRRCA1CNRLMA組172.6±66.0538.8±99.9561.3±97.597.4±16.115.3±4.316.3±5.0B組140.2±40.41)459.9±96.41)458.4±93.61)89.8±18.915.5±4.315.4±4.3C組129.2±33.11)429.6±92.51)433.4±80.41)87.3±19.31)15.1±3.415.4±3.2F值12.93017.12027.8694.1900.1330.697P值0.0020.0000.0000.0170.8750.500

1)與A組比較，P<0.05.

1)Compared with A group,P<0.05.

表4 患者主觀圖像質(zhì)量比較

患者，女，70歲，BMI為28.6 kg/m2,檢查前心率為85 次/min，服用倍他樂克50 mg，掃描心率為63 次/min，有效輻射劑量為3.2 mSv.A:軸位重建，主動脈根部CT值為370 Hu，LM段CT值為410 Hu，RCA1段CT值為376 Hu.B:左冠狀動脈前降支，近中段管腔呈中-重度狹窄.C:左冠狀動脈旋支，左旋支遠段管腔呈中-重度狹窄.D:右冠狀動脈，管腔呈中-重度狹窄.

Patient, female, 70 years old, with body mass index (BMI)of 28.6 kg/m3, heart rate of 85 BPM before examination, Betaloc 50 mg, scan heart rate of 63 bpm, effective radiation dose of 3.2 mSv.A: Axial reconstruction.The CT value of aortic root is 370 Hu, that of LM segment is 410 Hu, and that of RCA1 segment is 376 Hu.B: The anterior descending branch of the left coronary artery with moderate to severe stenosis in the proximal and middle segments.C: The circumflex branch of the left coronary artery with moderate to severe stenosis in the distal segment of the circumflex branch.D: The right coronary artery with moderate to severe stenosis.

圖2 注射體積少、質(zhì)量濃度低的碘造影劑掃描圖像

Fig.2 Image by scanning protocol with low injection volume and low concentration of iodine

3 討論

本研究結(jié)果表明，采用3期造影劑注射模式時，使用碘的質(zhì)量濃度為320 mg/mL的碘克沙醇體積39 mL的注射模式與正常使用碘的質(zhì)量濃度為370 mg/mL的碘帕醇體積50 mL的注射模式得到的圖像質(zhì)量基本一致.雖然C組患者中主動脈、肺動脈、心室壁、右心房、右心室、LM及RCA1的CT值明顯低于A組和B組，但是冠狀動脈節(jié)段的主觀圖像質(zhì)量得分并沒有統(tǒng)計學(xué)差異，SNR和CNR也無統(tǒng)計學(xué)差異，所有LM及RCA1節(jié)段的CT值均大于400 Hu，提示注射體積少、碘的質(zhì)量濃度低(“雙低”)的造影劑注射模式并不會導(dǎo)致冠狀動脈圖像質(zhì)量的降低.

用鹽水沖刷的方法可以降低造影劑的注射體積并減少血管內(nèi)造影劑質(zhì)量濃度過高而造成的放射狀偽影.在冠脈CT檢查中使用3期造影劑注射模式時，心房、心室、主動脈和LM、RCA均可得到較好的強化效果，能夠清晰顯示心臟各房室結(jié)構(gòu)形態(tài)[10-12].在3期注射模式中，第2期中稀釋的部分生理鹽水可以沖刷先前注射的高質(zhì)量濃度造影劑，同時，注射液中含有部分造影劑，能保持造影劑的高質(zhì)量濃度，獲得更好的血管延續(xù)強化效果.3期造影劑注射模式，在減少造影劑注射體積的同時，能維持更長的造影劑持續(xù)時間.然而，既往研究中，使用3期注射模式時造影劑注射體積都不能少于50 mL[10-12].本研究中B組及C組的造影劑注射體積均為39 mL，造影劑維持時間為12 s，A組的造影劑注射體積為50 mL，維持時間僅為10 s，兩種注射方法強化效果基本一致.

目前，減少造影劑的注射體積來完成冠脈CT檢查的研究較多，然而大部分研究的前提是要求患者具有低BMI或者低心率[13-14].本研究中C組患者的BMI為(23.2±2.7)kg/m2、心率為(63.2±11.3)次/min，并不是低BMI、低心率患者.A組、B組及C組檢查所用的造影劑使用標準分別為0.78、0.62、0.63 mL/kg，碘負荷分別為0.29、0.23、0.20 g/kg.楊文才[15]認為獲得滿足影像診斷要求的碘的質(zhì)量濃度為350 mg/mL的造影劑每公斤體質(zhì)量的最低總注射體積至少為0.6 mL，其碘負荷為0.21 g/kg，稍高于本研究中的C組，但其研究獲得的血管CT值多為300～400 Hu，而本研究中C組的冠狀動脈CT值均>400 Hu，可能與本研究中采用低管電壓技術(shù)有關(guān).李莉明等[16]以0.5 mL/kg的造影劑劑量標準進行CCTA檢查，造影劑的注射體積為36 mL，碘負荷為0.19 g/kg，但此模式對患者心胸比、射血分數(shù)、心率均有明確要求，具有一定的局限性.祝小蓮等[17]采用碘的質(zhì)量濃度為320 mg/mL的造影劑替代碘的質(zhì)量濃度為370 mg/mL的造影劑的研究中，認為兩種不同質(zhì)量濃度的造影劑在相同碘速率的情況下得到的圖像質(zhì)量一致，但該研究中的碘負荷高達0.34 g/kg，遠遠超過本研究.

總之，320排螺旋CT在采用注射體積少、碘的質(zhì)量濃度低(320 mg/mL)的造影劑的條件下行CCTA檢查，可以降低患者發(fā)生造影劑腎病的可能性，同時圖像質(zhì)量可以滿足診斷需求.