羅春材，唐 田，李 濤，楊 立，李金峰，張興華，張 晶

中國人民解放軍總醫(yī)院放射科，北京 100853

冠狀動脈旁路移植術是進展的冠狀動脈粥樣硬化性心臟病最有效的心肌再血管化的治療手段之一。術后橋血管的通暢性對于外科手術結(jié)果的評價意義重大。冠脈搭橋術后3年橋血管狹窄、閉塞的發(fā)生率為20%～30%[1]。術后一些患者出現(xiàn)復發(fā)性心絞痛、勞力性呼吸困難等癥狀。移植血管造影術是評價移植血管通暢性的金標準，但它是有創(chuàng)檢查，有造成心肌梗死、栓塞、移植血管夾層、心律不齊和中風等并發(fā)癥的風險，因此迫切需要安全準確的替代方法評價橋血管。近年來，使用多排螺旋CT冠狀動脈血管造影非侵襲性地評價橋血管的通暢性在臨床應用較廣泛[2-3]，搭橋術后1、6個月及1年常規(guī)使用多排螺旋CT監(jiān)測橋血管的通暢性，由于掃描范圍大，復查次數(shù)多，射線劑量偏高是其主要缺陷，也是患者非常關注的問題，因此遵循使用盡可能低的射線劑量獲得高質(zhì)量圖像的原則。如何使用較低的射線劑量仍能夠較好地顯示橋血管是放射學家面臨的一道難題。以結(jié)構化知識模型為基礎的全模型迭代重建技術(knowledge-based iterative model reconstruction，IMR)，代表了最新的迭代重建技術，能夠縮減射線劑量，提高圖像質(zhì)量[4]。然而，IMR用于搭橋術后橋血管的評價極少。本研究前瞻性選取冠脈搭橋術后CT血管造影(CT angiography，CTA)復查的患者，采用低管電壓(80 kVp)、低對比劑用量結(jié)合IMR重建技術，與常規(guī)臨床掃描方案結(jié)合高級混合迭代重建技術獲得的圖像進行比較，評價CT雙低技術結(jié)合IMR重建對冠脈搭橋術后患者的診斷效能及臨床應用價值。

對象和方法

對象入組標準是冠脈搭橋術后行CTA復查的患者。排除標準：心律不齊，對造影劑過敏、腎功能不全以及不能屏氣超過10 s的患者。前瞻性選取本院2016年6至11月冠脈搭橋術后復查的患者71例，心率<75次/min，年齡44～81歲，平均(62.5±8)歲，體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI) 22～30 kg/m2，男性64例、女性7例。所有患者均為術后定期復查，64例患者無癥狀，7例有胸前區(qū)不適、氣短等癥狀。本研究經(jīng)本院醫(yī)學倫理委員會批準，所有參與者均簽署了知情同意書。

冠狀動脈CTA檢查技術所有患者均使用Philips iCT 進行掃描，掃描范圍從胸廓入口平面至心臟膈面。將患者根據(jù)數(shù)字表法隨機分為A、B兩組，相同掃描參數(shù)：采用前瞻性心電門控掃描方式，均在舒張期78%期相進行掃描，250 mAs，螺距：<0.2，準直：128×0.625，球管轉(zhuǎn)速270 ms/周，矩陣512×512。A組(改良組)采用80 kVp管電壓，對比劑使用碘海醇(300 mgI/ml)，以4.0 ml/s的流速注射，BMI>24 kg/m2，注射70 ml，BMI≤24 kg/m2，注射60 ml，隨后以相同流速注射30～40 ml生理鹽水。B組(常規(guī)組)采用100 kVp管電壓，對比劑使用碘帕醇(370 mgI/ml)，以5.0 ml/s的流速注射，BMI>24 kg/m2，注射80 ml，BMI≤24 kg/m2，注射70 ml，隨后以相同流速注射40～50 ml生理鹽水。采用Bolus Tracking 自動跟蹤技術監(jiān)測升主動脈根部CT值的變化，當CT值升至100 HU時，延遲6 s自動觸發(fā)掃描。根據(jù)心率選擇最佳時相重建，A組采用以結(jié)構化知識模型為基礎的全模型迭代重建技術重建方式；B組采用高級混合迭代重建技術(Philips Healthcare Level 4,iDose4)方式，即濾過反投影(filtered back projection，F(xiàn)BP)和迭代重建各占50%。重建層厚0.80 mm，重建間隔0.40 mm，采用標準的心臟重建算法。

CT輻射劑量和對比劑用量記錄患者CT容積劑量指數(shù)、掃描長度、劑量長度乘積。有效射線劑量等于劑量長度乘積乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，胸部的轉(zhuǎn)換系數(shù)k=0.014 mSv×mGy-1×cm-1[5]。碘的總量等于對比劑濃度乘以對比劑用量。

圖像分析重建后的軸位圖像被傳到Philips星云工作站(Extended Brilliance WorkspaceV4.5.2；Philips Healthcare)進行分析。在IMR和高級混合迭代重建技術重建的軸位上分別測量各感興趣區(qū)(region of interest，ROI)的密度，ROI放在升主動脈、降主動脈、左心室、動脈橋血管近段、靜脈橋血管近段、胸壁肌肉(圖1)，大小根據(jù)部位的不同而異，橋血管的ROI大小為3～10 mm2，計算各ROI的噪聲、信噪比(signal to noise ratio，SNR)和對比噪聲比(contrast to noise ratio，CNR)。噪聲定義為ROI的標準差，SNR定義為各ROI的CT值除以噪聲，CNR定義為各ROI的CT值減去肌肉的CT值除以噪聲。比較A、B兩組之間的這些參數(shù)。

圓圈、箭頭：指感興趣區(qū)

cycle，arrow：regions of interest

A.升主動脈；B.降主動脈；C.左心室；D.內(nèi)乳動脈橋；E.大隱靜脈橋；F.胸壁肌肉

A. ascending aorta；B. descending aorta；C. left ventricular；D. internal mammary artery；E. great saphenous vein；F. chest wall muscles

圖1在以結(jié)構化知識模型為基礎的全模型迭代重建技術的圖像上選擇的感興趣區(qū)

Fig1Selected regions of interest on the knowledge-based iterative model reconstruction image

統(tǒng)計學處理采用SPSS (15.0 v；SPSS Inc，Chicago，Ⅲ)統(tǒng)計軟件，計量資料采用均數(shù)±標準差表示，兩組影像質(zhì)量的比較采用t檢驗，射線劑量及碘負荷的比較采用t檢驗，P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

一般資料A組8例BMI≤24 kg/m2，33例BMI>24 kg/m2；B組7例BMI≤24 kg/m2，23例BMI>24 kg/m2。兩組患者年齡、性別、體重、BMI差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)(表1)。

兩組射線劑量和對比劑用量A組平均有效射線劑量及碘的用量遠遠低于B組，有效射線劑量降低了49%，碘用量減少了31%(P均=0.000)(表2)。

影像質(zhì)量評價A組升主動脈、降主動脈、左心室及動脈橋血管和靜脈橋血管CT值均顯著高于B組，除左心室外，其他ROI差異均有統(tǒng)計學意義(P值分別為0.011、0.024、0.000、0.000)；肌肉的CT值，兩組差異無統(tǒng)計學意義；A組中升主動脈、降主動脈、左心室腔的噪聲顯著低于B組(P值分別為0.042、0.000、0.000)，但是動脈橋血管的噪聲高于B組(P=0.003)；升主動脈、降主動脈、左心室腔、靜脈橋血管的SNR和CNR，A組高于B組(P值分別為0.012、0.002、0.002、0.035和0.010、0.002、0.014、0.031)，動脈橋血管的SNR和CNR，A組和B組差異均無統(tǒng)計學意義(表3)。

表1 患者的基本資料Table 1 Basic information of the patients

表2 兩組放射劑量及碘的用量Table 2 Dose of radiation and dosage of iodine in two

討 論

本研究對于冠脈搭橋術后CTA隨訪的患者，采用低管電壓(80 kVp)結(jié)合低對比劑流速、新型IMR全模型迭代重建技術，與100 kVp管電壓結(jié)合高級混合迭代重建技術相比，在降低射線劑量及對比劑用量的基礎上，還可以提高大血管、心腔及靜脈橋血管的圖像質(zhì)量，對于動脈橋血管，低電壓組不劣于常規(guī)劑量組。

有研究顯示與120 kVp相比，使用100 kVp可以降低射線劑量[6-7]，然而，管電壓下降，影像噪聲必然增加，影響圖像質(zhì)量[8]，影像重建算法對血管成像質(zhì)量起到至關重要的作用?；旌系亟夹g能夠提高圖像質(zhì)量[9-10]，在一定程度上能夠彌補低管電壓提高的噪聲。但是傳統(tǒng)迭代重建技術中因含有FBP成分，隨著劑量降低幅度越大，圖像噪聲增加的越大[11]，限制了更低劑量掃描方案的臨床應用。為了保證圖像質(zhì)量，本院臨床常規(guī)使用100 kVp結(jié)合高級混合迭代重建技術進行橋血管成像，本研究以此作為對照組(B組)。IMR這種新型迭代算法與高級混合迭代重建技術比較，不包含F(xiàn)BP的影像，能夠準確建立數(shù)據(jù)統(tǒng)計模型與圖像統(tǒng)計模型，減少采集數(shù)據(jù)與掃描模型之間的差異，能夠進一步降低影像噪聲，提高圖像質(zhì)量[12-13]。本研究顯示，與100 kVp結(jié)合高級混合迭代重建技術相比，80 kVp結(jié)合IMR重建技術，可以有效降低大血管及心腔的噪聲，SNR和CNR明顯提高；對于細小的橋血管，IMR并不能完全彌補由于管電壓下降造成的噪聲增加，但由于管電壓的下降，射線對血管的穿透力下降了，因此血管強化明顯，管腔的CT值明顯增加，細小橋血管的SNR和CNR也增加了，尤其靜脈橋血管的增加，達到了提高圖像質(zhì)量的目的，同時更有效地控制射線劑量。本研究采用降低管電壓結(jié)合IMR重建技術，掃描大范圍的橋血管，平均射線劑量僅為(2.3±0.4) mSv，與常規(guī)掃描方案相比，有效射線劑量降低了49%。

表3 兩組各個感興趣區(qū)的密度、噪聲、信噪比、對比噪聲比Table 3 Density，noise，signal to noise ratio，and contrast to noise ratio of each region of interest in two groups

ROI：感興趣區(qū)

ROI：region of interest

近年對比劑腎病(contrast-induced nephropathy，CIN)的報道時有發(fā)生[14]。無腎臟病變的患者中，CIN的發(fā)病率為0.6%～2.3%，然而具有高危因素的患者中，如既往存在腎損害、糖尿病、心功能不全、急性心肌梗死、高齡等患者，CIN的發(fā)病率可升高至50%[15]。目前對于CIN的發(fā)病機制仍不十分明確，大多數(shù)學者認為腎臟缺血、缺氧及造影劑的細胞毒性作用是兩個主要原因，而腎功能損害、糖尿病、高齡、心功能不全，尤其對比劑滲透性是引起CIN的高危因素，使用低滲造影劑發(fā)生CIN的概率為使用高滲造影劑的0.61[16]。如何保證圖像質(zhì)量的前提下使用盡可能少的造影劑具有十分重要的意義。文獻報道對比劑用量降低及注射速率的降低會導致血管內(nèi)的強化峰值降低，影響圖像質(zhì)量[17]。本研究采用低對比劑濃度300 mgI/ml的碘海淳，注射速度為4 ml/s，與常規(guī)對比劑用量相比，總的碘用量降低了31%，但是血管的CT值明顯升高，部分彌補了橋血管因為管電壓下降而增加的噪聲，橋血管的SNR及CNR均有提高。表明80 kVp管電壓由于穿透力降低，能夠有效彌補對比劑用量及流速減少造成的管腔CT值的降低。這個掃描方案使得腎功能不全的搭橋患者大大受益。

本研究有幾個限制：首先，樣本量不是很大，還需要加大臨床樣本驗證結(jié)果。第二，本研究集中在CT雙低技術結(jié)合IMR重建對于橋血管影像質(zhì)量的評價，對于診斷的準確性并沒有涉及，這是下一步的研究方向。

綜上，低管電壓(80 kVp)結(jié)合低對比劑用量及IMR新型迭代重建技術，在顯著降低射線劑量的同時，還可以大大提高大血管、心腔及靜脈橋的影像質(zhì)量，對于動脈橋血管的影像質(zhì)量不劣于常規(guī)方案。因此，本研究為冠脈搭橋術后CTA復查的患者提供了一個很好的掃描方案。