仝開軍 舒榮寶 程劉兵

前瞻性與回顧性心電門控CT冠狀動脈成像的對照研究

仝開軍 舒榮寶 程劉兵

目的 比較前瞻性與回顧性心電門控CT冠狀動脈成像(CTCA)的差異和臨床應用價值。方法 將行64層CT冠狀動脈成像的105例患者分為兩組，54例采用前瞻性心電門控掃描技術(shù)(PGA組)，51例采用回顧性心電門控掃描技術(shù)(RGH組)，比較兩組基本資料、圖像質(zhì)量、冠狀動脈斑塊與心肌橋診斷以及狹窄程度評估。結(jié)果 兩組患者性別、年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)量指數(shù)、掃描時平均心率及心率波動、主動脈CT值等差異無統(tǒng)汁學意義(P>0.05)。PGA和RGH組平均有效輻射劑量分別為(3.97±1.24)mSv、(14.37±1.59)mSv,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，PGA組較RGH組有效輻射劑量減少約72.4%。PGA組可評估的冠狀動脈血管節(jié)段數(shù)共736段，RGH組可評估的冠狀動脈血管節(jié)段數(shù)共702段，兩組間冠狀動脈節(jié)段圖像質(zhì)量分級評分、平均評分、斑塊與心肌橋診斷以及狹窄程度評估差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。結(jié)論 PGA相比RGH，輻射劑量明顯減低，且圖像質(zhì)量和診斷效果無明顯差異，具有較高的臨床應用價值。

體層攝影術(shù)，X線計算機；冠狀血管造影術(shù)；輻射劑量

隨著多層螺旋CT(multi slice computed tomography,MSCT)技術(shù)的迅速發(fā)展，CT冠狀動脈成像(CT coronary angiography,CTCA)已經(jīng)廣泛應用于臨床，但其較高的輻射劑量也越來越受到關(guān)注。本文分析總結(jié)前瞻性和回顧性心電門控掃描技術(shù)，不僅比較輻射劑量、圖像質(zhì)量的差異，而且對冠狀動脈斑塊與心肌橋診斷以及狹窄程度評估等臨床應用進行對比。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選擇2012年2月至2014年4月在我院行64層CTCA檢查的105例住院患者，其中男性57例，女性48例；年齡35～79歲，平均(57.9±9.8)歲；體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)16.9～32.3 kg/m2，平均(23.67±2.81)kg/m2；心率44～89次/min，平均(61.09±7.20)次/min；心率波動0～7次/min，平均(2.36±1.50)次/min。105例患者隨機分為前瞻性心電門控掃描技術(shù)(prospective heart switch control scanning technology,PGA)組和回顧性心電門控掃描技術(shù)(retrospective heart switch control scanning technology,RGH)組，PGA組最小心率為47～73次/min，最大為49～77次/min，心率波動0～7次/min；RGH組最小心率為44～87次/min，最大為46～89次/min，心率波動為0～6次/min。病例為臨床確診及懷疑冠心病患者及體檢者；排除碘對比劑過敏者、孕婦、嚴重心腎功能不全、呼吸不能配合者、心律不齊患者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準，所有患者掃描前均簽署知情同意書。

1.2 檢查方法 采用GE Light Speed XT 64層CT機，優(yōu)維顯(370 mgI/mL)對比劑；美國EZEM公司雙筒高壓注射器，22G留置針?；颊邫z查前監(jiān)測心率，心率≥65次/min，于CT掃描前45 min按1 mg/kg 1次足量口服美托洛爾。訓練患者呼吸，平靜吸氣下屏氣20 s。患者取仰臥位，正側(cè)位定位掃描覆蓋全部心臟區(qū)域。先行測定肘靜脈-主動脈的循環(huán)時間：經(jīng)肘前靜脈以4.5 mL/s流速注射對比劑20 mL，選擇主動脈根部水平一個層面測出時間密度曲線，確定掃描延遲時間。掃描為頭足方向，范圍自支氣管分叉平面下2 cm至膈面以下3 cm。掃描參數(shù)為機架轉(zhuǎn)速0.35 s/r，探測器寬度0.625 mm×64，重組層厚0.625 mm，視野(FOV)250 mm×250 mm，矩陣512×512，后降噪軟件為C2。RGH參數(shù)設置：管電壓為120 kV，固定管電流為600 mA， pitch為0.22～0.24，重建期相為75%。PGA參數(shù)設置：當心率≤65次/min，重疊時間(padding time,PT)為100 ms，重建期相為75%；當心率>65次/min，PT為200 ms，重建期相為60%，掃描管電流依據(jù)推導的個體化管電流公式進行選擇，其它掃描參數(shù)同RGH。右側(cè)肘靜脈注射對比劑75 mL，隨后以4.0 mL/s流率注射40 mL生理鹽水。測量圖像噪聲選取主動脈分出冠狀動脈左主干的層面，選取面積相等的ROI(200 mm2)，以CT值的標準差作為圖像噪聲，為避免因?qū)Ρ葎┗旌喜痪斐傻恼`差，選取左主干層面上下3層的平均值作為患者的圖像噪聲。所有病例計算CTCA掃描時的輻射劑量，容積劑量指數(shù)及劑量長度乘積由CT掃描儀自動計算，有效輻射劑量計算根據(jù)公式：有效輻射劑量(mSv)=劑量長度乘積×k，本文采用胸部取值k=0.014 mSv/(mGy·cm)。

1.3 診斷標準 由2位具有5年以上CTCA診斷經(jīng)驗的放射科醫(yī)師在不知掃描條件和臨床資料的情況下，利用GE ADW4.5圖像工作站冠脈分析軟件，觀察橫軸面、MPR、CPR、MIP及VR圖像，采用美國心臟協(xié)會(AHA)冠狀動脈15段分段方法[1]，對所有冠脈節(jié)段(管徑≥1 mm)進行評估。冠狀動脈圖像質(zhì)量評估分為3級[2]，相應評為1～3分：1級為血管顯示良好，邊界清晰，無錯層偽影；2級為血管顯示較清晰，有輕度錯層或偽影；3級為血管顯示不清，血管有明顯錯層或嚴重偽影，質(zhì)量評為1～2級的為可診斷性血管，3級為非診斷性血管，見圖1～2。冠狀動脈斑塊性質(zhì)分為鈣化斑塊、非鈣化斑塊、混合斑塊，見圖3～5。管腔狹窄程度評估分為3級：無或及輕度狹窄(<50%的狹窄)為1級、中度狹窄(50%～74%的狹窄)為2級、重度狹窄(≥75%的狹窄)為3級，見圖6。

圖1 血管顯示良好，邊界清晰，無錯層偽影(評分1級) 圖2 血管顯示較清晰，有輕度錯層(評分2級)

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較 PGA組男性32例，女性22例，RGH組男性25例，女性26例，兩組患者性別差異無統(tǒng)計學意義(χ2=1.11，P=0.29)。兩組患者年齡、身高、體質(zhì)量、體質(zhì)指數(shù)、掃描時平均心率及心率波動、主動脈CT值等差異無統(tǒng)汁學意義(P>0.05)。兩組主動脈噪聲、平均有效輻射劑量(average effective radiation dose,ED)比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

圖5 混合斑塊 圖6 冠狀動脈斑塊及管腔狹窄(中度狹窄)

2.2 圖像質(zhì)量與臨床應用比較 行CTCA檢查105例患者，冠狀動脈供血類型右優(yōu)勢型為92.4%(97/105)，左優(yōu)勢型為5.7%(6/105)，均衡型為1.9%(2/105)。PGA與RGH組比較圖像質(zhì)量、節(jié)段平均評分差異無統(tǒng)計學意義(χ2=2.62，P=0.27；t=0.55，P=0.58)，見表2。兩組比較冠狀動脈斑塊與心肌橋節(jié)段差異無統(tǒng)計學意義(χ2=2.89，P=0.24；χ2=0.38，P=0.54)，見表3。兩組冠狀動脈節(jié)段狹窄程度比較，差異無統(tǒng)計學意義(χ2=2.51，P=0.29)，見表4。

3 討論

MSCT的高時間分辨力和空間分辨力保證了CTCA的圖像質(zhì)量，能夠清晰的顯示冠狀動脈的各個節(jié)段，因此CTCA已成為診斷和排查冠心病的重要的影像學檢查手段[2]。以64層CT為代表的MSCT在臨床上應用廣泛，然而其引起的輻射風險越來越受到關(guān)注，在保證圖像質(zhì)量和滿足臨床診斷的前提下，根據(jù)盡可能降低輻射劑量原則，最大程度控制輻射劑量、盡可能地減少輻射危害越來越受到重視。CTCA掃描方法中RGH采用螺旋掃描，由于采集全心動周期的數(shù)據(jù)，并選用小螺距掃描方式，掃描重疊范圍較多，導致輻射劑量加大；而PGA為步進式軸位掃描，掃描重疊范圍小，曝光時間僅發(fā)生在心臟時相某一段時間窗，理論上輻射劑量應明顯減少。在工作實踐中， PGA較RGH有效輻射劑量減少約72.4%，而顯示冠狀動脈節(jié)段等圖像質(zhì)量上并無明顯區(qū)別，這與國外報道一致[3]。影響CTCA檢查圖像質(zhì)量的主要因素有嚴重鈣化以及心率和呼吸所致的運動偽影等，在心率及心率變異較高的情況下，PGA采用Padding技術(shù)是適應心率變化的重要措施[4]，它在采集前后各加0～200 ms的多余曝光時間，一般應用30%～40%或70%～80%R-R間期來選擇左、右冠狀動脈的最佳重組時相，以最大限度地避免和減少階梯狀偽影和運動偽影[5]。當患者心率控制75次/min以下，心率波動范圍穩(wěn)定在5次/min以下，掃描參數(shù)合理設置，冠狀動脈成像質(zhì)量較好并能滿足診斷要求，可采用PGA實現(xiàn)個體化低劑量掃描[6]。

表1 兩組患者一般資料比較

表2 兩組患者冠狀動脈節(jié)段圖像質(zhì)量比較

表3 兩組患者冠狀動脈斑塊與心肌橋節(jié)段對比(個)

表4 兩組患者冠狀動脈節(jié)段狹窄程度評估對比(個)

CTCA檢查按左主干、前降支(包括較粗大的對角支)、回旋支(包括較粗大的鈍緣支)和右冠狀動脈(包括較粗大的后降支和左心室后支)觀察順序，通過冠狀動脈多平面重組、最大密度投影、曲面重組及容積再現(xiàn)以及與橫斷面影像結(jié)合起來對冠狀動脈節(jié)段進行診斷評估。在臨床應用上可對冠狀動脈解剖變異、供血類型、有無斑塊及其大體組織構(gòu)成、累及支數(shù)和范圍、病變導致管腔狹窄程度等進行診斷，并可在隨訪中對支架是否閉塞和橋血管通暢性等做出評估。本文通過對冠狀動脈斑塊、心肌橋診斷及狹窄程度評價等臨床應用進行比較，PGA和RGH無明顯差異。然而本研究未與“金標準”冠狀動脈造影檢查(coronary angiography,CAG)進行對照分析，評價CTCA不同掃描方法診斷效果及臨床應用的準確性有待進一步探討[7]。CTCA對管腔狹窄程度評估受圖像質(zhì)量、運動偽影、鈣化、血管管徑等因素的影響[8]，但對冠狀動脈狹窄的診斷準確性與CAG相比并無顯著性差異[9,10]。由于MSCT空間分辨力高，CTCA可以清晰顯示冠狀動脈長度和走行等，對判斷冠狀動脈起源異常和心肌橋等診斷具有優(yōu)勢[11]。

在注重電離輻射潛在危險的前提下，合理采取PGA及管電流調(diào)制、迭代重組等技術(shù)和方法降低輻射劑量[12]，可應用CTCA檢查對冠心病疑似患者或高危人群進行安全有效、準確可靠的無創(chuàng)篩查[13]。

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(2014-08-25 收稿 2015-03-22 修回)

The comparative study of application of prospectively gated axial technique and retrospectively gated helical technique in CT coronary angiography

TongKaijun,ShuRongbao,ChengLiubing

DepartmentofDiagnosticImaging,thePeople'sHospitalofMaanshan,Maanshan243000,China

Objective To compare difference and clinical value of the prospectively gated axial (PGA) technique and the retrospectively gated helical (RGH) technique in CT coronary angiography. Methods All 105 patients examined with 64-slice CT coronary angiography were divided into 2 groups：54 patients with the PGA technique and 51 patients with the RGH technique. The general information, image quality, characteristics of coronary plaques, myocardial bridges and degree of coronary artery stenosis of the two groups were compared respectively. Results The general information such as gender, age, body height, body weight, body mass index, average heart rate and its fluctuation range, and aortic CT value of patients from the two groups showed no statistical significance(P>0.05). The mean effective radiation dose of PGA group was (3.97±1.24) mSv, whereas that of RGH group was (14.37±1.59) mSv; the difference demonstrated therein was statistically significant (P<0.05). The effective radiation dose of PGA group was 72.4%, which was lower than that of RGH group. There were totally 736 evaluable segments of coronary artery in PGA group, there were totally 702 evaluable segments of coronary artery in RGH group, and the image quality score, the average score of segment, characteristics of coronary plaques, myocardial bridges and degree of coronary artery stenosis of the two groups showed no statistically significant difference (P>0.05). Conclusion The PGA technique presents high value in CT coronary angiography examination as it can effectively reduce the radiation dose while keep image quality and diagnosis effect almost unchanged in comparison with the RGH technique.

Tomography, X-ray computed;Coronary angiography;Radiation dose

馬鞍山市科技局科技計劃項目(項目編號:2012-k-z-04)

243000 安徽省馬鞍山市人民醫(yī)院影像科

10.3969/j.issn.1000-0399.2015.09.004