祝小蓮 ZHU Xiaolian李文歡 LI Wenhuan王慧霞 WANG Huixia陳 楠 CHEN Nan杜祥穎 DU Xiangying李坤成 LI Kuncheng

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雙源CT冠狀動脈成像：320 mgI/ml替代370 mgI/ml對比劑的可行性

祝小蓮 ZHU Xiaolian
李文歡 LI Wenhuan
王慧霞 WANG Huixia
陳 楠 CHEN Nan
杜祥穎 DU Xiangying
李坤成 LI Kuncheng

Department of Radiology, Xuanwu Hospital, Capital Medical University, Beijing 100053, China

Address Correspondence to： LI Kuncheng E-mail： cjr.likuncheng@vip.163.com

修回日期：2016-01-04

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志

2016年 第24卷 第3期：187-190

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （3）： 187-190

【摘要】目的 比較320 mgI/ml及370 mgI/ml兩種不同濃度碘對比劑對雙源冠狀動脈CT血管成像（CCTA）圖像質(zhì)量的影響，探討CCTA中較低濃度對比劑替代高濃度對比劑的可行性。資料與方法 100例臨床擬診為冠狀動脈疾病患者隨機(jī)分為兩組，兩組患者體重指數(shù)相當(dāng)，高濃度組對比劑采用370 mgI/ml碘普羅胺，注射流速5.0 ml/s；低濃度組對比劑采用320 mgI/ml碘佛醇，注射流速5.8 ml/s；兩組碘流速均為1.85 gI/s，碘負(fù)荷均為0.34 g/kg。測量升主動脈及降主動脈的CT值及右冠狀動脈近段、右冠狀動脈遠(yuǎn)段、左主干、前降支及左回旋支的信噪比和對比噪聲比，并采用4分法進(jìn)行圖像質(zhì)量主觀評價。結(jié)果 兩組升主動脈及降主動脈的強(qiáng)化CT值差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；兩組右冠狀動脈近段、右冠狀動脈遠(yuǎn)段、左冠狀動脈主干、左前降支、左回旋支的信噪比及對比噪聲比差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；2名評估者對圖像質(zhì)量評分一致性較好（Kappa=0.773，P＜0.05），兩組圖像質(zhì)量主觀評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=0.117，P＞0.05）。結(jié)論 在雙源CCTA中保持碘流速和總碘負(fù)荷一致，320 mgI/ml及370 mgI/ml兩種不同濃度對比劑所得圖像質(zhì)量相似，320 mgI/ml可以替代370 mgI/ml對比劑。

【關(guān)鍵詞】冠狀動脈疾?。还跔钛茉煊靶g(shù)；體層攝影術(shù)，X線計算機(jī)；造影劑；碘濃度；血藥濃度

隨著多層螺旋CT的不斷發(fā)展，冠狀動脈CT血管成像（cononary CT angiography，CCTA）技術(shù)得到很大的提高，已成為臨床評估和篩查冠狀動脈疾?。╟oronary artery disease，CAD）的重要手段［1-3］。對比劑的碘濃度、注射總量、注射流速［4］ 等可以直接影響CCTA 的效果。既往應(yīng)用不同碘濃度CT 對比劑采用相同流速進(jìn)行CCTA的對比研究表明，高濃度對比劑能得到更高的血管內(nèi)增強(qiáng)［5-7］，因此，目前臨床上CCTA多采用350 mgI/ml以上碘濃度的對比劑。但高濃度的碘對比劑價格高，且可能存在更高的腎毒性風(fēng)險［8-9］。近年研究表明，應(yīng)用不同碘濃度對比劑而采用相同碘流速進(jìn)行的CT血管成像在肺血管及腹部血管取得相似的效果［6-7］，但類似技術(shù)在CCTA的研究鮮有報道。本研究擬在相同碘流速前提下比較320 mgI/ml與370 mgI/ml對比劑對CCTA圖像質(zhì)量的影響，探討320 mgI/ml對比劑在CCTA中替代370 mgI/ml對比劑的可行性。

1　資料與方法

1.1 研究對象 收集2013年5—10月在首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院就診、臨床擬診為CAD的患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：①臨床疑有CAD或已確診為CAD；②未經(jīng)或經(jīng)藥物控制后，心率＜65次/分，心律齊；③無嚴(yán)重肝、腎功能不全。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有碘對比劑不良反應(yīng)史；②心率＞65次/分，心律不齊；③嚴(yán)重肝、腎功能不良；④有支氣管哮喘病史；⑤冠狀動脈內(nèi)有支架植入和冠狀動脈搭橋術(shù)后；⑥近期計劃妊娠者。共納入100例患者，按接受放射科檢查的順序隨機(jī)分為兩組，每組50例，兩組患者采用不同濃度的對比劑，但碘流速及總碘負(fù)荷保持一致。高濃度組患者年齡36～89歲，其中32例體重指數(shù)（body mass index，BMI）＞25 kg/m2；低濃度組患者年齡41～86歲，其中33例BMI＞25 kg/m2。兩組患者性別、年齡及BMI比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。本研究經(jīng)首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)，所有研究對象均獲告知并簽署知情同意書。

1.2 儀器與方法

1.2.1 對比劑注射方案 高濃度組對比劑采用370 mgI/ml碘普羅胺（德國拜耳公司），注射速度5 ml/s，碘流速1.85 gI/s，碘負(fù)荷為0.34 g/kg；低濃度組對比劑采用320 mgI/ml碘佛醇（中國恒瑞公司），注射速度5.8 ml/s，碘流速1.85 gI/s，碘負(fù)荷為0.34 g/kg。所有患者采用CT專用高壓注射器（MED TRON，德國）經(jīng)左肘靜脈用20G留置針注入對比劑，隨后用生理鹽水40 ml沖管，流速5 ml/s。

1.2.2 CCTA掃描 采用Siemens Somatom Definition Flash第二代雙源CT機(jī)進(jìn)行CCTA檢查?；颊呷⊙雠P腳先進(jìn)體位，按標(biāo)準(zhǔn)位置粘貼心電極，連接導(dǎo)線，常規(guī)選用II導(dǎo)聯(lián)。先掃描胸部定位像后進(jìn)行鈣化積分平掃，然后進(jìn)行小劑量團(tuán)注（Test-blous）測定升主動脈達(dá)峰時間。以所測達(dá)峰時間+4 s為掃描延遲時間進(jìn)行CCTA檢查，范圍包括左、右冠狀動脈的全部解剖范圍。采用心電前門控大螺距（Flash）掃描方式，掃描參數(shù)：螺距3.4，管電壓用智能最佳管電壓技術(shù)（Care kV），參考管電壓120 kVp，參考管電流380 mAs/轉(zhuǎn)，且用careDose4D在Z軸方向上調(diào)控管電流。

1.3 圖像重建 所有病例的圖像重建為2種模式：①層厚0.6 mm，層間隔0.4 mm，數(shù)據(jù)重建采用SAFIRE迭代算法，迭代因子為3，卷積核為B26f，傳至GE AW 4.5工作站，進(jìn)行曲面重組（CPR）、最大密度投影（MIP）及容積再現(xiàn)（VR）等重建；②層厚和間隔均為1.5 mm的橫斷位圖像，常規(guī)濾波反投影算法，卷積核為B30，測量CT值，并計算信噪比（SNR）和對比噪聲比（CNR）。

1.4 圖像評估 ①CT值測量：在優(yōu)勢冠狀動脈近段層面測定升主動脈、降主動脈及優(yōu)勢冠狀動脈近段的CT值。②冠狀動脈SNR及CNR測量：分別測量右冠狀動脈近段、右冠狀動脈中段、左主干、前降支及左旋支的CT值，并測量其主動脈根部周圍脂肪CT值，以目標(biāo)冠狀動脈CT值的標(biāo)準(zhǔn)差作為圖像的背景噪聲，根據(jù)公式（1）及公式（2）計算SNR和CNR。以上測量的感興趣區(qū)大小約為目標(biāo)血管截面積的2/3，避開鈣化，放置3個感興趣區(qū)，取其平均值。③CT圖像質(zhì)量主觀評分：由2名具有5年以上血管影像診斷經(jīng)驗(yàn)的主治醫(yī)師分別采用盲法評價CPR圖像質(zhì)量，共分為4級，評分為1～4分，評分標(biāo)準(zhǔn)：4分，血管顯示清晰，邊界清晰光滑，無偽影；3分，血管顯示較清晰，但部分節(jié)段血管有輕度偽影或輕微模糊，不影響診斷；2分，部分節(jié)段有血管邊界中度模糊，但無節(jié)段不連續(xù)，圖像尚可用于診斷；1分，血管部分節(jié)段有重度偽影，或節(jié)段不連續(xù)，圖像無法滿足診斷要求。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，2名評估者對圖像質(zhì)量判斷結(jié)果的一致性采用Kappa檢驗(yàn)；圖像質(zhì)量主觀評分取2名評分者的平均值，兩組間比較采用Mann-Whitney U檢驗(yàn)；兩組間目標(biāo)血管CT值、SNR 及CNR比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

2.1 兩種對比劑注射方法的目標(biāo)血管CT值 高濃度組升主動脈及降主動脈平均CT值均稍高于低濃度組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.485、0.318，P＞0.05），見表1。

表1 兩組患者基本資料及目標(biāo)血管CT值比較

2.2 兩種對比劑注射方法的目標(biāo)冠狀動脈SNR及CNR兩組冠狀動脈各主要節(jié)段SNR及CNR比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），結(jié)果見表2及圖1A、圖2A。

2.3 兩組對比劑注射方法的CCTA圖像質(zhì)量主觀評分2名評估者對圖像質(zhì)量的評分一致性較好（Kappa=0.773 P＜0.05）。高濃度組與低濃度組圖像質(zhì)量評分分別為（3.70±0.54）分、（3.66±0.63）分，差異無統(tǒng)計學(xué)意義（Z=0.117 P＞0.05），兩組病例CCTA圖像質(zhì)量相似（圖1B、圖2B）。

表2 兩組CCTA的CNR及SNR比較

圖1 男，56歲，BMI 27 kg/m2。注射370 mgI/ml對比劑，升主動脈、降主動脈的CT值分別為397.6 HU、381.7 HU，右冠狀動脈近段SNR及CNR分別為13.6、15.8（A），圖像質(zhì)量主觀評分為4分（B）

圖2 女，60歲，BMI 26 kg/m2。注射320 mgI/ml對比劑，升主動脈、降主動脈的CT值分別為409.5 HU、394.6 HU，右冠狀動脈近段SNR及CNR分別為14.2、16.9（A），圖像質(zhì)量主觀評分為4分（B）

3　討論

目前CCTA已成為冠心病的重要篩查手段，其圖像質(zhì)量將直接影響冠狀動脈狹窄程度及斑塊性質(zhì)的判斷準(zhǔn)確性，影響CCTA圖像質(zhì)量的因素很多，其中患者因素主要是心率、心律、呼吸控制等，設(shè)備因素主要是CT的時間分辨力及探測器的Z軸覆蓋寬度等。雙源CT具有75 ms的高時間分辨力，使CCTA在單個心動周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)采集成為可能，并可減少所需對比劑的總量，本研究探討在雙源CT Flash掃描模式下利用常規(guī)濃度對比劑替代高濃度對比劑的可能性。

為了取得良好的圖像質(zhì)量，滿足診斷要求，CCTA要求對比劑在冠狀動脈腔內(nèi)充分充盈，且強(qiáng)化程度在合理范圍內(nèi)，強(qiáng)化過高或過低均可能影響冠狀動脈狹窄程度和斑塊性質(zhì)的判斷，CCTA一般要求冠狀動脈腔內(nèi)血液的CT值為300～500 HU［10］。為了達(dá)到這種程度的強(qiáng)化，臨床CCTA一般采用碘濃度在350 mgI/m以上的高濃度對比劑并進(jìn)行快速團(tuán)注，注射流速一般在5 ml/s以上［11］。然而高濃度對比劑價格高，而且增加了腎毒性的風(fēng)險［8-9］。近年研究報道利用低管電壓及迭代算法等技術(shù)進(jìn)行CCTA檢查時可適當(dāng)降低碘對比劑的濃度或流速［12-14］，但低管電壓技術(shù)主要適用于BMI較低的人群，臨床上部分行CCTA檢查的患者并不適宜采用，本研究納入100例患者中，65例BMI＞25 kg/m2。因此，能否在標(biāo)準(zhǔn)管電壓前提下采用常規(guī)濃度且價格更低廉的對比劑進(jìn)行CCTA是值得探討的重要課題。

在管電壓一定的前提下，動脈血管內(nèi)的強(qiáng)化程度在一定范圍內(nèi)與碘流速成正比，并與總碘負(fù)荷有關(guān)［4］，碘流速由所用對比劑濃度和注射流速決定，因此要提高動脈血管內(nèi)強(qiáng)化程度既可以用高濃度對比劑，也可以通過提高注射流速來獲得。既往研究報道采用相同的注射流速而對比劑濃度不同進(jìn)行CTA，結(jié)果證明采用高濃度對比劑時動脈的強(qiáng)化程度更高［5-7］。因此主張采用高濃度對比劑進(jìn)行CTA檢查，這也是目前CCTA多采用高濃度對比劑的依據(jù)，但是上述研究中均未用標(biāo)準(zhǔn)化的碘流速和總碘負(fù)荷。Rist等［15］報道采用300 mgI/ml 及400 mgI/ml對比劑進(jìn)行CCTA對比研究，注射流速分別為3.3 ml/s和2.5 ml/s，總?cè)莘e分別為83 ml和63 ml，這兩種注射方法的碘流速和總碘負(fù)荷一致，結(jié)果表明這種注射方法強(qiáng)化效果基本一致，但該研究采用的是16 層CT，不僅掃描時間長，且冠狀動脈內(nèi)的平均CT值僅分別為259 HU和251 HU，明顯低于冠狀動脈CT血管成像的強(qiáng)化要求。本研究采用雙源CT，掃描時間短，注射流速提高，冠狀動脈強(qiáng)化程度明顯改善，兩組無顯著差異，且均能較好地滿足診斷要求；兩組患者冠狀動脈主要節(jié)段的SNR、CNR及圖像質(zhì)量主觀評分差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），表明采用常規(guī)濃度對比劑與高濃度對比劑進(jìn)行CCTA，其強(qiáng)化效果及圖像質(zhì)量相近。

本研究結(jié)果表明，采用雙源CT Flash掃描模式進(jìn)行CCTA，對于一般人群且選用常規(guī)管電壓的情況下，只要保持碘流速和總碘負(fù)荷一致，常規(guī)濃度對比劑完全可以替代高濃度對比劑。本研究的不足之處在于：①缺乏與冠狀動脈數(shù)字減影血管造影對照，因此未對兩組冠狀動脈各節(jié)段的診斷準(zhǔn)確性進(jìn)行比較；②本研究未涉及CCTA強(qiáng)化效果與BMI、年齡、性別等其他因素的相關(guān)性，但兩組患者的BMI、年齡、性別等因素?zé)o顯著差異，表明兩組之間具有可比性；③未特意關(guān)注低BMI人群及其對比劑注射方法的改變。上述問題將在后續(xù)研究中進(jìn)一步探討。

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（本文編輯張春輝）

作者單位首都醫(yī)科大學(xué)宣武醫(yī)院放射科 北京100053

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.03.008

通訊作者李坤成

中圖分類號

R543.3；R445.3

收稿日期：2015-10-20

Coronary Angiography with Dual-source CT： A Feasibility Study to Replace 370 mgI/ml with 320 mgI/ml Contrast Medium

【Abstract】Purpose To compare impact of two different concentrations of iodin contrast agent （320 mgI/ml and 370 mgI/ml） on image quality of dual-source CT coronary angiography （CCTA）, and to investigate the feasibility to replace higher concentration with lower concentration contrast medium in CCTA.Materials and Methods 100 patient were randomly divided into two groups, and no difference of BMI was found between two groups, iopromide of 370 mgI/ml was used in group A with flow rate of 5.0 ml/s while iodixanol of 320 mgI/ml in group B with flow rate of 5.8 ml/s, iodine delivery rate （1.85 gI/s） and total iodine load （0.34 g/kg） of the two groups were the same. Th CT values of the ascending aorta and descending aorta, signal-to-noise ratio （SNR） and contrast-to-noise ratio （CNR） of 5 main points （right coronary artery proximal, righ coronary artery distal, left main, left anterior descending branch and the left circumflex branch） of coronary artery were measured, and the four-point method was used fo subjective assessment of image quality.Results No statistical significant differenc between the two groups was found in CT value of ascending aorta and descending aort （P＞0.05）, SNR and CNR in right coronary artery proximal, right coronary artery distal left main, left anterior descending branch and the left circumflex branch （P＞0.05）. Th consistency of the image quality score between the two evaluators was good （Kappa=0.773 P＜0.05）, there were no statistical significance of subjective image quality scores between the two groups （Z=0.117, P＞0.05）.Conclusion Keeping similar iodine deliver rate and total iodine load, similar image quality can be got from 320 mgI/ml and 370 mgI/m contrast medium, and the former can substitute for the latter in dual source CCTA.

【Key words】Coronary artery disease； Coronary angiography； Tomography, X-ray computed； Contrast media； Iodine； Concentration； Plasma concentration