黨 軍， 高曉燕， 肖 虎， 潘純雪， 邢 艷, 劉文亞

(新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院影像中心CT室， 烏魯木齊 830054)

近年來(lái)雙能量成像技術(shù)逐漸成為CT研究的熱點(diǎn)，其可通過(guò)一次掃描同時(shí)完成冠狀動(dòng)脈病變及心肌灌注的評(píng)價(jià)，且金標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照有很高的一致性，實(shí)現(xiàn)了心臟“一站式”檢查[1]。但國(guó)內(nèi)大部分相關(guān)研究均報(bào)道的是正常體質(zhì)量[2]，對(duì)體質(zhì)指數(shù)(Body Mass Index,BMI)28 kg/m2者以上的研究報(bào)道甚少。新疆因其特殊的地域特點(diǎn)及飲食習(xí)慣，高體質(zhì)指數(shù)病例較多,這就使得其在雙能量檢查中因噪聲過(guò)大而在很大程度上影響了冠脈疾病的準(zhǔn)確評(píng)估及該技術(shù)的廣泛推廣。本研究嘗試在高BMI患者中應(yīng)用雙能量CT冠脈掃描，應(yīng)用不同的重建方式進(jìn)行比較分析，旨在為高BMI患者提供一種更加安全、有效的方法，進(jìn)一步擴(kuò)大冠脈雙能量檢查的應(yīng)用范圍。

1 資料與方法

1.1一般資料連續(xù)收集2012年12月-2013年6月50例因臨床懷疑冠心病而在新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院行冠狀動(dòng)脈CTA檢查的DECT檢查的圖像數(shù)據(jù)，其中15例患者因心率過(guò)快(≥75次/min)及圖像存在呼吸偽影而被排除本研究；最終納入35例，其中男性26例，女性9例，年齡40～75歲，平均(57.03±6)歲，體質(zhì)指數(shù)(BMI)為(30.06±3.22) kg/m2，檢查時(shí)心率56～72次/min，平均(66.02±10)次/min。本研究通過(guò)新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)的審查，所有患者均簽署了知情同意書(shū)。

1.2方法采用德國(guó)Siemens公司(Siemens somatom definition CT,Germany)雙源CT機(jī)。機(jī)架轉(zhuǎn)速0.33 s，螺距0.20～0.35，準(zhǔn)直64 mm×0.6 mm,z軸飛焦點(diǎn)模式，時(shí)間分辨率165 ms,回顧性心電門(mén)控，采集時(shí)間窗在心動(dòng)周期的60%～80%。A球管電壓140 kV，電流91 mAs；B球管電壓100 kV，電流181 mAs?；颊哐雠P位，掃描范圍從氣管隆突水平至膈肌水平。將觸發(fā)檢測(cè)區(qū)置于主動(dòng)脈根部，采用Bolus-tracking技術(shù)觸發(fā)自動(dòng)掃描，閾值60 HU。所有患者均未使用藥物控制心率。

高壓注射器(德國(guó)Ulrich雙筒高壓注射器)經(jīng)右肘前臂靜脈團(tuán)注非離子型對(duì)比劑優(yōu)維顯(370 mg/mL), 對(duì)比劑總量為75 mL，流速5.5 mL/s。重建算法為FBP的A管球(100 kV)數(shù)據(jù)及融合數(shù)據(jù)，融合因子系數(shù)為0.5(相當(dāng)于120 kV數(shù)據(jù)),Kernel值為B26 f；利用Safire算法進(jìn)行100 kV和融合數(shù)據(jù)的圖像重建，融合因子系數(shù)亦為0.5(相當(dāng)于120 kV數(shù)據(jù)),Kernel值為I26 f。雖然較高的能量可顯著提高圖像的質(zhì)量，但本研究旨在常規(guī)能量掃描或低能量掃描對(duì)Safire算法與FBP算法間對(duì)照研究，故將140 kV數(shù)據(jù)排除,未納入研究范疇。將FBP重建算法兩組數(shù)據(jù)(100 kV組與融合數(shù)據(jù)組)分別命名為FBP-A與FBP-B，將Safire重建算法兩組數(shù)據(jù)(100 kV組與融合數(shù)據(jù)組)分別命名為Safire-A與Safire-B；數(shù)據(jù)層厚均為0.75 mm。將4組圖像分別導(dǎo)入Syngo-mmwpVE4IA后處理工作站中Circulation軟件包，應(yīng)用容積再現(xiàn)(Volume Rendering，VR)、多平面重建(MultiPlanner Reconstruction，MPR)、曲面重建(Cuverd Planner Reconstruction，CPR)等重建方法多角度觀察、分析血管病變。

1.3圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)為冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量的判讀按照美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)(AHA-American Heart Association)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)冠狀動(dòng)脈采用改良的15段分法[3]。由2名高年資影像診斷醫(yī)師采用盲法，在不知圖像臨床資料及其他檢查結(jié)果的情況下，分別判斷FBP組與Safire組的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量，采用4分法[4]：圖像無(wú)法用于診斷為1分，圖像可以接受為2分；圖像質(zhì)量較好為3分；圖像質(zhì)量?jī)?yōu)良為4分。2～4分的節(jié)段可用于診斷；客觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)為測(cè)量并記錄4組圖像主動(dòng)脈根部和左心室后壁心肌的平均CT值、標(biāo)準(zhǔn)差,測(cè)量時(shí)保持每次測(cè)量時(shí)ROI面積及4組間測(cè)量區(qū)域保持一致，并計(jì)算圖像的平均CNR與SNR。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS17.0軟件包對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，采用Kappa檢驗(yàn)對(duì)FBP組與Safire組圖像質(zhì)量評(píng)分進(jìn)行一致性分析，客觀圖像質(zhì)量的比較采用秩和檢驗(yàn)，以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1客觀圖像質(zhì)量對(duì)比結(jié)果35例患者，數(shù)據(jù)均為非正態(tài)分布，表達(dá)方式為中位數(shù)(四分位間距)-M(P25，P75)。Safire-A組及Safire-B組的CNR、SNR均高于相對(duì)應(yīng)的FBP-A組、FBP-B組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；Safire-A組與Safire-B組的CNR、SNR無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05),見(jiàn)表1、2。

表1 主動(dòng)脈根的平均CT值、ROI標(biāo)準(zhǔn)差與CNR、SNR比較/M(P25，P75)

表2 Safire組與FBP組對(duì)應(yīng)比較結(jié)果

2.2主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)35例共540個(gè)冠狀動(dòng)脈節(jié)段進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，結(jié)果為一致性程度良好，(Kappa值=0.801，P<0.05)；FBP-A組和FBP-B組平均得分分別為(3.36±0.40)分和(3.39±0.78)分，Safire-A組與Safire-B組平均得分分別為(3.37±0．60)分和(3.40±0.58)分。FBP-A組與FBP-B組均為98.00%(530/540),可用于診斷；SafireA組為98.4%(532/540)，可用于診斷，SafireB組為98.9%(534/540)，可用于診斷(表3)。

表3 FBP組與Safire組不同成像參數(shù)間主觀圖像質(zhì)量評(píng)分/%

3 討論

冠心病的發(fā)病逐漸呈年輕化趨勢(shì)[5]，其早期確診對(duì)臨床醫(yī)生制定有效的治療方案有重要的臨床意義。目前冠狀動(dòng)脈CT血管造影檢查(CT Coronary Artery Angiography ，CTCA)逐漸成為冠心病篩查的常規(guī)手段。以往CTCA主要采用單源CT掃描模式，主要獲取心臟的形態(tài)學(xué)相關(guān)信息，通過(guò)直觀地顯示冠脈血管，對(duì)冠脈疾病進(jìn)行分析診斷。近年來(lái)逐漸進(jìn)入臨床應(yīng)用的雙能量CT能夠從心臟的形態(tài)學(xué)以及功能學(xué)兩方面獲得心臟的信息, 顯示出了強(qiáng)大的成像能力，雙源CT雙能掃描模式通過(guò)一次掃描可獲得不同能量圖像，既能直觀顯示冠脈血管，又能對(duì)心肌灌注變化情況進(jìn)行直觀顯示和定量評(píng)估[6]，實(shí)現(xiàn)了心臟的一站式掃描，具有廣闊的應(yīng)用前景。

以往的冠脈重建算法主要以FBP算法為主，其特點(diǎn)是重建速度快，但對(duì)高BMI患者圖像噪聲較大。通常降低噪聲的方法是增加管電流、管電壓以及增加對(duì)比劑用量來(lái)確保圖像質(zhì)量[7-8]，這就大大增加了患者接受的輻射劑量以及對(duì)比劑毒副作用的危險(xiǎn)性，且對(duì)比劑用量增加可導(dǎo)致右心內(nèi)高密度放射狀偽影,影響冠脈節(jié)段的觀察。前期國(guó)內(nèi)已有學(xué)者應(yīng)用雙源CT混合能量成像方式評(píng)價(jià)了Safire重建算法的優(yōu)勢(shì)性[9]，在雙源CT雙球管組合并90°扇區(qū)混合能量采集數(shù)據(jù)的情況下，采用100 kV外加Safire模式重建圖像，可快速低劑量地完成掃描，圖像質(zhì)量同樣可以滿足診斷，適用于肥胖且心率較快的患者，但其采用了非同一批樣本間對(duì)照，且并無(wú)Safire高低能量?jī)山M數(shù)據(jù)間的對(duì)照，不能反映出高低能量間的數(shù)據(jù)通過(guò)Safire算法優(yōu)化后的差異，且研究結(jié)果是否能用于雙能量的檢查尚未報(bào)道。

本研究樣本中，F(xiàn)BP-A與FBP-B圖均為雙能量常規(guī)算法圖像(分別為100 kV，混合圖像)，Safire-A與Safire-B為利用Safire算法重建的圖像；其中FBP-A與FBP-B圖像噪聲相對(duì)略大，F(xiàn)BP-B圖像噪聲相對(duì)略小，而Safire-A與Safire-B圖像噪聲均較小。本研究中FBP組圖像均可顯示前降支軟斑，而添加Safire重建后，圖像噪聲均減小，軟斑塊顯示更清晰，圖像質(zhì)量達(dá)到4分。主觀圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)顯示2種算法的圖像質(zhì)量均可以滿足診斷要求，但Safire組的主觀圖像質(zhì)量?jī)?yōu)于FBP組。

本研究方法的特點(diǎn)是在不增加管電流、管電壓及對(duì)比劑用量條件下完成了雙能量冠脈的采集，同時(shí)利用Safire算法重建，保證圖像質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)低放射劑量、低造影劑用量的情況下，對(duì)冠脈病變的精確評(píng)價(jià)。掃描接收的平均放射劑量為(8.18±1.81) mSv，低于常規(guī)單源或雙源螺旋CT掃描放射劑量(8.83±1.74)[10]。

本研究的優(yōu)勢(shì)是嘗試采用雙源CT雙能量掃描模式采集數(shù)據(jù)，同時(shí)得到常規(guī)單源和雙源CT混合能量掃描模式的數(shù)據(jù)以及相對(duì)較低能量的100 kV數(shù)據(jù)，并分組進(jìn)行主觀及客觀的統(tǒng)計(jì)學(xué)分析?？陀^圖像評(píng)價(jià)結(jié)果提示Safire組的CNR、SNR明顯優(yōu)于FBP組，Safire組內(nèi)高、低能量組間無(wú)明顯差異，對(duì)肥胖患者冠狀動(dòng)脈掃描通過(guò)Safire算法可達(dá)到優(yōu)化的圖像，所以推薦對(duì)高BMI患者進(jìn)行雙源CT雙能量掃描成像時(shí)，采用相對(duì)常規(guī)的能量來(lái)外加Safire算法重建圖像，可得到冠狀動(dòng)脈相對(duì)較優(yōu)良的解剖學(xué)信息,同時(shí)亦可得到心肌灌注信息；本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)，使用Safire算法，在提高圖像質(zhì)量的同時(shí)并不會(huì)降低時(shí)間分辨力，此與Moscariello等[11]的研究結(jié)果一致。

本研究的不足之處在于樣本量較小，且研究重點(diǎn)是在冠脈雙能量掃描過(guò)程中。如何在不增加放射線劑量及造影劑風(fēng)險(xiǎn)的前提下提高冠脈成像質(zhì)量，加之臨床隨訪工作中存在的諸多困難，故尚未對(duì)心肌灌注圖像進(jìn)行詳盡評(píng)價(jià)，且未與金標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照。將會(huì)在后續(xù)的研究中補(bǔ)充相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)一步完善研究結(jié)果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 王瑞，張兆琪，郭森，等.雙能量CT冠狀動(dòng)脈成像結(jié)合CT心肌灌注診斷冠心病準(zhǔn)確性的初步研究[J]．中華放射學(xué)雜志, 2011,45(2):111-115.

[2] 彭盛坤，曾勇明，呂發(fā)金，等.SAFIRE/FBP算法冠狀動(dòng)脈CTA圖像質(zhì)量的對(duì)比研究[J].重慶醫(yī)學(xué), 2013, 42(17)：1952-1953.

[3] James PT． Obesity：The worldwide epidemic[J]．Clin Dermatol，2004，22(4)：276-280．

[4] Hur G，Hong SW, Kim SY，et al．Uniform image quality achieved by tube current modulation using SD of attenuation in coronary CT angiography[J]．AJR Am J Roentgenol，2007，189(1)：188-196．

[5] Schoenhagen P,Halliburton SS,Stillman AE,et al.Noninvasive imaging of coronaryarteries:current and future role of multi-detector row CT[J].Radiology,2004,232(1):7-17.

[6] Nelson RC,Feuuuerlein S,Boll DT,et al.New iterative reconstruction techniques for cardiovascular commmputed tomography:How do they work,and what are the advantages and disadvantages and disadvantages[J]. J Cardiovasc Comput Tomogr,2011,5(5):286-292.

[7] Alkadhi H，Stolzmann P，Scheffel H，et al．Radiation dose of cardiac dual-source CT：The cffect of tailoring the protocol to patient—specific parameters[J]．Eur J Radio1，2008，68(3)：385-391．

[8] Leschka S，Stinn B，Schmid F，et al．Dual source CT coronary angiography in severely obese patients：Trading off temporal resolution and image noise[J]．Invest Radiol，2009，44(11)：720-727．

[9] 王瑞，吳潤(rùn)澤，張傳臣,等.迭代重建算法在肥胖患者冠狀動(dòng)脈CT成像中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)介入影像與治療學(xué),2013，10(2)：104-107.

[10] Chinnaiyan KM，Mc Cu Uough PA,Flohr TG,et al．Improved noninvasive coronary angiography in morbidly obese patients using dual source computed tomography and half-scan reconstruction[J]. J Cardiovasc Comput Tomogr，2009，3(1)：35-42．

[11] MoscarielIo A，Takx RA，Schoepfu J，et al．coronary CT angiography：Image quallty， diagnostic accuracy， and potentiaI for radiation dose reduction using a novel iterative image reconstruction technique-comparison with traditional filtered back projection[J]．Eur Radiol，2011，21(10)：2130-2138．