1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院心外科(河南 鄭州 450052)

2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科(河南 鄭州 450052)

舒禮良1 黃功成1 張永高2朱效華1 黃 辰1 徐 敬1

CTA聯(lián)合自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)在冠狀動(dòng)脈病變患者中的應(yīng)用

1.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院心外科(河南 鄭州 450052)

2.鄭州大學(xué)第一附屬醫(yī)院放射科(河南 鄭州 450052)

舒禮良1黃功成1張永高2朱效華1黃 辰1徐 敬1

目的 探討CT血管成像(Computer tomographic angiography，CTA)聯(lián)合自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)(Adaptive statistical IR，ASIR)在冠狀動(dòng)脈病變患者中的應(yīng)用價(jià)值。方法 收集2012年2月-2016年4月我院收治的78例冠狀動(dòng)脈病變患者的臨床資料，所有患者入院均接受CTA或CTA聯(lián)合ASIR成像檢查，其中38例接受常規(guī)CTA檢查(A組)，掃描數(shù)據(jù)采用120 kVP聯(lián)合濾波反投影重建(Filtered back projection，F(xiàn)BP)，其余40例采用CTA+ASIR技術(shù)，應(yīng)用ASIR 40%重建(B組)，比較兩組成像質(zhì)量及患者有效輻射劑量。結(jié)果 B組圖像質(zhì)量評(píng)分為1分所占比例高于A組，其評(píng)分為2分所占比例低于A組(P＜0.05)；B組信噪比(Signal to noise ratio，SNR)、對(duì)比噪聲比(Contrast to noise ratio，CNR)均高于A組，噪聲低于A組(P＜0.05)；B組容積CT劑量指數(shù)(CT dose index volume，CTDIvol)、劑量長(zhǎng)度乘積(Dose length roduct，DLP)、有效劑量(Effective dose，ED)均低于A組(P＜0.05)。結(jié)論 CTA聯(lián)合ASIR可提高冠脈病變患者成像質(zhì)量，降低患者受輻射劑量，安全可行。

冠狀動(dòng)脈病變；CT血管成像；自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化心臟病，即冠心病，系我國(guó)老年群體常見(jiàn)病，且近年來(lái)發(fā)病趨向年輕化發(fā)展，無(wú)癥狀冠脈病變所占比例逐漸上升，且早期檢出率低[1]。目前用于冠脈病變篩查的方式主要包括侵入性冠脈造影、冠脈內(nèi)超聲、運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)、同位素心肌灌注掃描、靜息心電圖等，選擇性冠脈造影是目前診斷冠脈病變的金標(biāo)準(zhǔn)，但其為有創(chuàng)操作，且相關(guān)并發(fā)癥多，檢查費(fèi)用高昂，有其操作風(fēng)險(xiǎn)且無(wú)法顯示血管壁及斑塊特點(diǎn)[2]。而冠脈CT血管成像(Computer tomographic angiography，CTA)則為冠脈病變無(wú)創(chuàng)檢查的常用手段，其可較好顯示冠脈病變的嚴(yán)重程度，但有效輻射劑量高[3]。能譜CT成像技術(shù)的出現(xiàn)使低濃度對(duì)比劑CTA檢查成為可能，同時(shí)配合自適應(yīng)統(tǒng)計(jì)迭代重建技術(shù)(Adaptive statistical IR，ASIR)可在保證圖像質(zhì)量的同時(shí)降低輻射損傷，提高臨床篩查的安全性?；诖?，為進(jìn)一步證實(shí)CTA聯(lián)合ASIR技術(shù)在冠脈病變?cè)\斷中的應(yīng)用價(jià)值，現(xiàn)對(duì)我院收治的78例患者的臨床資料進(jìn)行了回顧性分析，報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2012年2月～2016年4月我院收治的78例冠脈病變患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：入院后均接受CTA及ASIR篩查；年齡＞18歲；臨床資料及影像學(xué)資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并嚴(yán)重心肝腎肺功能損害者；碘對(duì)比劑過(guò)敏者；心率失常、頻發(fā)性室性早搏及嚴(yán)重傳導(dǎo)阻滯者；既往冠脈搭橋或冠脈支架術(shù)者；冠脈畸形者；妊娠或哺乳期女性；無(wú)法配合屏氣者；臨床資料不完整者。所有患者入院均接受CTA或CTA聯(lián)合ASIR成像檢查，其中38例接受常規(guī)CTA檢查(A組)，其余40例采用CTA+ASIR技術(shù)，應(yīng)用ASIR 40%重建(B組)。A組中男23例，女15例；年齡36～76歲，平均(54.6±5.7)歲；合并高血壓8例，糖尿病5例；其中吸煙30例。B組男25例，女15例；年齡37～77歲，平均(54.8±5.9)歲；合并高血壓10例，糖尿病7例；其中吸煙34例。兩組基線(xiàn)資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05)。

1.2 方法 CTA檢查前進(jìn)行碘過(guò)敏試驗(yàn)，檢查前4h禁水，1h前平靜呼吸下測(cè)心率，對(duì)心率過(guò)高者口服藥物控制心率＜65次/min。肘正中靜脈穿刺，留置18G靜脈留置針，上舉雙臂，仰臥，安裝心電監(jiān)護(hù)儀，進(jìn)行屏氣訓(xùn)練，采用美國(guó)Discovery 750HD型CT掃描儀，經(jīng)右上肢靜脈高壓注射碘對(duì)比劑碘克沙醇(270mgI/mL)，監(jiān)測(cè)胸主動(dòng)脈CT值，達(dá)100Hu后開(kāi)始CTA掃描，至氣管分叉下端1cm處掃描至心底下端2cm處。A組常規(guī)CTA檢查，設(shè)定管電壓120kVp，電流500mA，層厚0.625mm，轉(zhuǎn)速0.35s/r，對(duì)比劑注射速率5.5mL/s，劑量0.8mL/kg，對(duì)比劑注射完畢后追加生理鹽水20mL，進(jìn)行心電門(mén)控掃描，并進(jìn)行濾波反投影重建(Filtered back projection，F(xiàn)BP)。B組采用CTA+ASIR技術(shù)，采用能譜掃描模式，管電壓80/140kVp，其余參數(shù)同A組，并獲得60keV結(jié)合40%ASIR重建圖像。

1.3 圖像分析 選2名高資歷影像科醫(yī)師對(duì)CTA圖像及重建圖像進(jìn)行回顧性閱片，兩人意見(jiàn)不一時(shí)協(xié)商取相同意見(jiàn)。①圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)。參照美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)通過(guò)的冠脈血管分段標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行冠脈分段[4]，均選取直徑≥1.5mm冠脈進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用Likert 4分分級(jí)法進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)估[5]。1分：質(zhì)量?jī)?yōu)，冠脈顯示清晰，管腔連續(xù)且完整，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影，無(wú)錯(cuò)層；2分：質(zhì)量良，冠脈管壁欠銳利，可見(jiàn)輕度運(yùn)動(dòng)偽影，但對(duì)臨床診斷無(wú)影響；3分：質(zhì)量一般，冠脈管壁見(jiàn)中度偽影，尚可診斷；4分：質(zhì)量差，冠脈錯(cuò)位，管壁見(jiàn)嚴(yán)重偽影，無(wú)法滿(mǎn)足診斷需求。②圖像客觀評(píng)估。自測(cè)量各層面取3個(gè)感興趣區(qū)(ROI)，測(cè)定左側(cè)冠脈開(kāi)口層冠脈竇、左冠脈主干、右冠脈近段CT值，測(cè)定信噪比(Signal to noise ratio，SNR)，與對(duì)比噪聲比(Contrast to noise ratio，CNR)，SNR=冠狀竇、左右冠脈近端平均CT值(CT1)/各層面前胸皮下脂肪CT均值(SD)；CNR=CT1-胸大肌CT均值(CT2)/SD。均避開(kāi)鈣化、血管狹窄、軟斑區(qū)。③CT輻射評(píng)估。均統(tǒng)計(jì)冠脈CT成像輻射劑量，獲取容積CT劑量指數(shù)(CT dose index volume，CTDIvol)及劑量長(zhǎng)度乘積（Dose length product，DLP)。有效劑量(Effective dose，ED)為DLP×轉(zhuǎn)化系數(shù)k(0.017)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS19.0軟件學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)，計(jì)量資料進(jìn)行t檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料進(jìn)行χ2檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組圖像質(zhì)量比較 B組圖像質(zhì)量評(píng)分為1分所占比例高于A組，其評(píng)分為2分所占比例低于A組，對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表1。

2.2 兩組圖像客觀評(píng)估結(jié)果比較 B組SNR、CNR均高于A組，其噪聲低于A組，對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表2。

2.3 兩組檢查輻射情況比較 B組CTDIvol、DLP、ED均低于A組，對(duì)比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05)，見(jiàn)表3。

表1 兩組圖像質(zhì)量比較[n（%）]

表2 兩組圖像客觀評(píng)估結(jié)果比較

表2 兩組圖像客觀評(píng)估結(jié)果比較

組別 SNR CNR 噪聲A組（n=38） 12.62±3.44 12.71±4.06 41.96±7.55 B組（n=40） 18.14±2.76 17.82±3.74 30.52±5.26 t 7.836 5.785 7.797 P ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

表3 兩組檢查輻射情況比較

表3 兩組檢查輻射情況比較

組別 CTDIvol（mGy） DLP（mGy·cm） ED（mSV）A組（n=38） 21.54±3.54 457.26±52.47 6.41±2.22 B組（n=40） 17.12±2.66 374.85±60.44 5.22±1.08 t 6.254 6.416 3.033 P ＜0.05 ＜0.05 ＜0.05

2.4 圖像成像比較 圖1-6均為同一患者常規(guī)CTA及CTA聯(lián)合40%ASIR重建圖，CTA聯(lián)合40%ASIR成像質(zhì)量高，較常規(guī)CTA顯示清晰，血管顯影好，管壁清晰，軸位CT值=995Hu，噪聲值=26.7；C T A掃描血管壁毛糙，C T值=488Hu，噪聲值=48.75。

圖1-3 常規(guī)CTA成像，女，50歲，冠心病，采用FBP重建。圖1 冠脈軸位成像；圖2-3 右冠脈MPR成像。圖4-6 與圖1同一患者，CTA聯(lián)合40%ASIR重建。圖4 冠脈軸位成像；圖5-6 右冠脈MPR成像。

3 討 論

CTA是目前診斷冠脈病變的主要手段，其靈敏度及特異性已得到研究者的證實(shí)，且具備無(wú)創(chuàng)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)經(jīng)濟(jì)性高，掃描速度快，禁忌癥少，操作方便，可多角度顯示冠脈主干、分支近端粥樣硬化病變，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)多角度、多方向掃描，清晰顯示血管壁形態(tài)特點(diǎn)、血管腔厚度、充盈程度、血管受累長(zhǎng)度及狹窄程度等，對(duì)冠脈病變?cè)\斷有其較高的參考價(jià)值[6]。但近年來(lái)發(fā)現(xiàn)，CTA檢查其X線(xiàn)輻射劑量高，對(duì)常規(guī)心電門(mén)控技術(shù)下進(jìn)行64排CTA心臟血管造影檢查結(jié)果發(fā)現(xiàn)其輻射劑量高達(dá)12mSV[7]，且CTA檢查患者對(duì)比劑反應(yīng)發(fā)生率在0.5%～10%左右[8]。降低CTA檢查輻射劑量，減少對(duì)比劑風(fēng)險(xiǎn)目前已成為臨床研究者關(guān)注的重點(diǎn)課題。

早期認(rèn)為優(yōu)化掃描參數(shù)、采用低劑量技術(shù)可降低冠脈病變患者CTA輻射劑量[9]。但CTA檢查每降低1cm掃描長(zhǎng)度可減少掃描劑量5%[10]。同時(shí)有學(xué)者提出，配合應(yīng)用球管電流自動(dòng)調(diào)節(jié)技術(shù)可減少全身CT掃描劑量[11]。且前瞻性心電門(mén)控技術(shù)其自身X線(xiàn)輻射低，輻射劑量低，是目前CTA篩查冠脈病變常用技術(shù)。但其適用范圍有限，對(duì)心率要求高，無(wú)法適用于心率不規(guī)則或高心率患者。ASIR重建算法則為CTA圖像重建的新算法，其可通過(guò)建立系統(tǒng)化噪聲模型，采用迭代技術(shù)對(duì)圖像噪聲進(jìn)行抑制，獲取更為清晰的圖像，并配合迭代重建，獲取高質(zhì)量CT圖像，較常規(guī)FBP重建成像質(zhì)量更高，且在低劑量ASIR重建條件下可提升SNR，降低噪聲，減少受檢者輻射劑量。目前低劑量ASIR重建技術(shù)在胸部及腹部CT中的應(yīng)用價(jià)值已得到證實(shí)[12]，但在冠脈病變中的應(yīng)用尚少見(jiàn)報(bào)道。

本研究中，所有冠脈病變患者均接受CTA檢查，應(yīng)用前瞻性心電門(mén)控技術(shù)，但A組采用常規(guī)FBP重建，B組則采用ASIR重建，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，B組圖像質(zhì)量評(píng)分為1分，即圖像質(zhì)量好所占比例明顯高于A組，所有患者成像質(zhì)量均可滿(mǎn)足臨床診斷需求，肯定了CTA聯(lián)合ASIR重建在冠脈病變中的診斷作用。同時(shí)進(jìn)行圖像客觀評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)，B組其信噪比、對(duì)比噪聲比均較A組高，但圖像噪聲較A組低，提升CTA聯(lián)合ASIR重建其成像質(zhì)量高，噪聲少，圖像清晰度更高。此外，進(jìn)行CT輻射劑量監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，B組CTDIvol、DLP、ED均低于A組，證實(shí)CTA聯(lián)合ASIR重建在冠脈病變篩查中即可保證成像質(zhì)量，同時(shí)可減少患者CT輻射劑量，有其較高的安全性及可行性。

綜上所述，CTA聯(lián)合ASIR技術(shù)在冠脈病變檢查中安全性高，可提升成像質(zhì)量，降低患者受輻射劑量，臨床應(yīng)用價(jià)值高。

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(本文編輯: 黎永濱)

Application of CTA Combined Adaptive Statistical Iterative Reconstruction in Patients with Coronary Artery Disease

SHU Li-liang, HUANG Gong-cheng, ZHANG Yong-gao,et al., Cardiac Surgery, The First Affiliated Hospital of Zhengzhou University, Zhengzhou 450052, Henan Province,China

ObjectiveTo investigate the application value of computer tomographic angiography (CTA) combined with adaptive statistical iterative reconstruction (ASIR)in patients with coronary artery disease.MethodsThe clinical data of 78 patients with coronary artery disease treated in our hospital from February 2012 to April 2016 were collected. All patients were examined with CTA or CTA combined with ASIR imaging.Among them, 38 patients were examined with CTA (A group), and the scanning data were reconstructed with 120 kVP combined with filtered back projection (FBP). The other 40 patients were examined with CTA combined with ASIR and the data were reconstructed with ASIR 40% (B group). The imaging quality and effective radiation dose of the two groups were compared.ResultsThe proportion of image quality score of 1 point in B group was higher than that in A group, and the proportion of 2 points was lower than that in A group (P＜0.05). The signal-to-noise ratio (SNR) and the contrast to noise ratio (CNR) in B group were higher than those in A group, and the noise was lower than that in A group (P＜0.05). The CT dose index volume (CTDIvol), dose length product (DLP) and effective dose (ED) in B group were lower than those in A group(P＜0.05).ConclusionCTA combined with ASIR can improve the imaging quality of patients with coronary artery disease and reduce the radiation dose of patients, which is safe and feasible.

Coronary Artery Disease; CT Angiography; Adaptive Statistical Iterative Reconstruction

R814.42；R816.2

A

10.3969/j.issn.1672-5131.2017.12.010

舒禮良

2017-07-06