西門子Force雙源CT在冠脈CTA成像中的影響因素及解決方案

羅 娜 賀露瑤 田祥潔 歐陽佳裕

中山大學附屬第三醫(yī)院放射科(廣東 廣州 510000)

人們生活方式的變化和生活水平的不斷提高，冠狀動脈疾病(coronary artery disease，CAD)的發(fā)生率也在逐漸增長且年輕化[1-2]。全球范圍內(nèi)冠狀動脈疾病的發(fā)病率以及死亡率都很高，因此它的早期診斷尤為重要，不僅可以避免并發(fā)癥的發(fā)生，還可以改善預(yù)后情況[3]。冠狀動脈造影術(shù)是冠心病診斷的金標準，在冠狀動脈病的影像診斷中一直占主導地位，但由于其創(chuàng)傷性原因，在常規(guī)檢查中并不適用[4-6]。近年來，雙源CT冠脈造影技術(shù)不斷發(fā)展，在臨床上得到了廣泛的關(guān)注，該技術(shù)不僅在一定程度上避免了冠脈造影創(chuàng)傷性的弊端，而且具有多參數(shù)成像的特點，為臨床診斷提供了多維度的有效數(shù)據(jù)[7]。目前，西門子Force CT在冠脈掃描方案上有多種選擇，但如果不能根據(jù)患者自身情況制定特異性掃描方案，后期圖像會出現(xiàn)拼接斷層、由于呼吸偽影較大而無法診斷、對比劑較濃或較淡而影響冠脈血管斑塊和狹窄的觀察等情況，現(xiàn)對以往數(shù)據(jù)進行分析，制定優(yōu)化方案，以進一步提高數(shù)據(jù)圖像的可信度,為臨床提供更可靠的依據(jù)。

1 資料和方法

1.1 臨床資料隨機選取2021年6月至2022年6月在中山大學附屬第三醫(yī)院用西門子Force雙源CT行冠脈CTA檢查的患者50例，將其作為對照組。其中男性35例，女性15例，平均年齡(51.2±9.6)歲，平均體重(68.2±11.2)kg，ΒMI(24.7±2.5)kg/m2。觀察組由優(yōu)化掃描方案后檢查的50名患者組成，男性40例，女性10例，平均年齡(50.4±9.4)歲，平均體重(67.8±11.1)kg，ΒMI(24.3±2.3)kg/m2。該研究符合醫(yī)學倫理學規(guī)定，所有患者均已簽署知情同意書。

納入標準：患者年齡均大于20歲，需要行冠脈CTA檢查、無碘過敏史、臨床資料完整。排除標準：患者有起搏器植入術(shù)史、患有心、肝、腎等重要器官嚴重損傷、CT檢查禁忌癥。

1.2 檢查方法對照組采用常規(guī)掃描方式：檢查前，讓患者在平靜的狀態(tài)下測量心率和血壓，仔細交代檢查中的注意事項，檢查時，讓患者躺在檢查床上訓練呼吸，對無法配合呼吸者，讓家屬進行干預(yù)配合，掃描前舌下含服硝酸甘油0.5mg；掃描時，采用前瞻性心電門控掃描模式，范圍從主動脈弓上2cm至心臟隔面下2cm；注射造影劑時，A筒造影劑總量60mL[碘普羅胺注射液，碘濃度370mg/mL]；Β筒生理鹽水30mL，先注射造影劑后用鹽水進行沖管，注射固定流速均為5.0mL/s。

觀察組采用優(yōu)化后的掃描方案:檢查前,仍然讓患者保持平靜的狀態(tài),測試患者的心率、血壓,認真交代檢查中的各種注意事項,檢查時,讓患者躺在檢查床上多進行幾次呼吸訓練,既要讓患者明白憋氣的動作是怎么完成的,又要讓患者知道呼吸指令發(fā)出時及時憋氣的重要性；掃描前舌下含服硝酸甘油0.5mg；掃描時,根據(jù)病人是否能配合呼吸和心率的高低分為6類(如表1)。掃描范圍包括主動脈弓及心臟隔面下2cm；注射造影劑時，A筒造影劑劑量設(shè)定為1.2mL/kg；Β筒生理鹽水30mL，先注射造影劑后用鹽水進行沖管，注射流速為造影劑劑量/10(mL/s)，鹽水為相同速率。使用團注造影劑追蹤技術(shù)(bolus tracking)，監(jiān)測升主動脈，當閾值達到120HU時延遲6秒開始掃描。將圖像自動傳輸?shù)焦ぷ髡?，?jīng)重建處理后，進行圖像質(zhì)量評估。

表1 患者掃描方案

1.3 圖像質(zhì)量主觀評價采用美國心臟協(xié)會推出的冠狀動脈分段法進行分段[8]。冠狀動脈圖像質(zhì)量采用4分法評分得出，讓兩名經(jīng)驗豐富的高級醫(yī)師同時進行評分，當觀點一致時，分數(shù)進行采用[9]。評價標準：①血管運動偽影特別嚴重或多處不連續(xù)，無法進行診斷；評為不合格，計1分；②血管有較大偽影、邊緣模糊但無中斷且可以診斷；評為一般，計2分；③血管邊緣稍模糊或有輕度運動偽影；評為良好，計3分；④血管邊界清晰無偽影，與周圍組織圖像對比良好；評為優(yōu)秀，計4分。評定為1分的血管為不合格。

1.4 圖像質(zhì)量客觀評價測量各血管管腔的CT值和標準差(standard deviation，SD)。 測量時將感興趣區(qū)放在升主動脈根部及冠狀動脈主要分支的管腔中心，大小適中，盡量避開斑塊等特殊影像因素，將升主動脈根部的SD值定義為圖像噪聲。同時室間隔的CT值和SD值也要測，室間隔的SD值可作為背景噪聲。計算圖像的對比噪聲比CNR和信噪比SNR，其中CNR=(目標管腔平均CT值-室間隔平均CT值)/室間隔SD值，SNR=升主動脈CT值/升主動脈SD值[10]。

1.5 統(tǒng)計學方法采用SPSS 27.0軟件處理數(shù)據(jù)，計量資料用(±s)表示，定性資料用頻數(shù)或百分比表示，兩組間計量資料比較采用兩獨立樣本t檢驗，多組間變量比較采用單因素方差分析或者Kruskal-Wallis秩和檢驗，計數(shù)資料采用Pearson卡方檢驗或者Fisher確切概率法，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

患者一般資料：2組患者在年齡、身高、體質(zhì)量、ΒMI方面均無顯著性差異(F=1.043，1.378，1.018，1.181，P均>0.05)，背景圖像質(zhì)量客觀評價：觀察組背景噪聲低于對照組，背景信噪比和對比噪聲比都高于對照組，差異有統(tǒng)計學意義(t=2.114,2.791，7.355，P均＜0.05)(見表2)。觀察組冠脈主要分支的信噪比均高于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義(t=3.472，4.127，5.135，2.205，4.546，3.722，2.544，2.771，P均＜0.05)(見表3)。觀察組冠脈主要分支的對比噪聲比均高于對照組，差異具有統(tǒng)計學意義(t=2.164，2.986，6.341，3.085，3.272，2.713，3.520，2.835，P均＜0.05)(見表4)。圖像質(zhì)量主觀評價：兩組共對800個節(jié)段進行了評價。觀察組的平均評分顯著大于對照組且差異具有統(tǒng)計學意義(F=3.378，P<0.001)(見表5，圖1)。

圖1A-圖1D 冠脈圖像質(zhì)量評分圖；1A為男性，46歲，掃描時平均心率67bmp，圖像質(zhì)量主觀評分為4分。1B為男性，39歲，掃描時平均心率82bmp，圖像質(zhì)量主觀評 分為3分。1C為男性，55歲，掃描時平均心率93bmp，圖像質(zhì)量主觀評分為2分。1D為女性，67歲，掃描時平均心率102bmp，圖像質(zhì)量主觀評分為1分。 LAD為左前降支；RCA為右冠狀動脈。

表2 患者一般資料及背景圖像質(zhì)量

表3 圖像質(zhì)量客觀評價(SNR)

表4 圖像質(zhì)量客觀評價(CNR)

表5 圖像質(zhì)量主觀評價

3 討 論

以往冠心病診斷的金標準是冠脈造影，但由于這項檢查具有創(chuàng)傷性，花費時間長，費用高，且患者體感差等原因限制了其發(fā)展，因此具有無創(chuàng)、費用少、可短時間復(fù)查等優(yōu)點的冠脈CTA檢查手段逐漸受到青睞[11-12]。想要獲得高質(zhì)量的冠脈CTA圖像，血管在掃描時需要保持相對靜止狀態(tài)，所有在掃描期間不利患者血管保持靜止狀態(tài)的因素，如心臟搏動、呼吸、掃描機掃的不同方案等，都會影響冠脈CTA的圖像質(zhì)量[13]，而雙源CT心電門控技術(shù)可以在心臟較為靜止的狀態(tài)下進行圖像采集，提高了圖像的空間分辨率，這對于評估冠脈狹窄和斑塊的細節(jié)非常重要，能夠更準確地檢測和定位冠脈病變。冠脈圖像質(zhì)量的優(yōu)劣往往跟患者是否進行有效的呼吸訓練相關(guān)，如果患者在檢查過程中呼吸不配合會導致圖像斷層。每位患者都需制訂不同的個性化掃描方案，例如在檢查過程中使用心電門控來預(yù)判各種心率[14]；對于不同體重患者使用不同的造影劑注射總量與注射速度等，通過結(jié)合這些方法，才能得到優(yōu)秀的冠脈圖像[15-16]。目前，控制心臟運動偽影的最有效方法是心電門控技術(shù)，該技術(shù)分為回顧性和前瞻性，在冠狀動脈疾病的檢查中已得到廣泛應(yīng)用[17]。前瞻性心電門控技術(shù)是與心電同步僅在R-R間期固定時相觸發(fā)掃描的步進性掃描模式?；仡櫺孕碾婇T控技術(shù)是在記錄受檢者的心電信息的同時，采集多個全心動周期的掃描數(shù)據(jù)，然后回顧性重建所采集的原始數(shù)據(jù)，得到質(zhì)量最好的圖像[18]。雙源CT心電門控技術(shù)可以根據(jù)心電圖信號的特征，準確地選擇合適的心動周期進行圖像采集。這可以避免在心臟處于不穩(wěn)定狀態(tài)時進行圖像采集，確保采集到的圖像具有較高的穩(wěn)定性和準確性。西門子Force雙源CT不僅擁有此項心電門控技術(shù)，還同時擁有不同的掃描方式，螺旋掃描和軸掃。掃描方式結(jié)合前后門控智能，解決絕大多數(shù)冠脈成像難題。傳統(tǒng)的CT冠脈成像通常需要較高的劑量的射線，這對于患者來說可能產(chǎn)生較高的輻射暴露。雙源CT心電門控技術(shù)可以通過根據(jù)心電圖信號來選擇合適的圖像采集時機，從而減少不必要的圖像采集，降低了患者的輻射劑量。這一研究的不足之處在于樣本量較少，ROI的范圍是手工勾畫，可能有偏差。在檢查結(jié)果前進行有效的呼吸訓練，可以減少患者在檢查過程中因呼吸配合差引起的冠脈圖像斷層；各種心率影響因素，可通過心電門控預(yù)判，制訂個性化的掃描方案；固定造影劑注射總量與速度，可能會使不同患者的血管強化程度參差不齊，可以通過患者體重差異制定個性化造影劑注射總量與速度的方案來改善這一情況。

綜上所述，通過對西門子Force雙源CT冠脈成像中的各種不利影響因素的分析，以及對掃描方案的改進，冠脈成像合格率和圖像質(zhì)量都有了很大的提高，為患者提供了更加優(yōu)化的檢查服務(wù)，為制定臨床治療方案提供了更可靠的依據(jù)。