不同对比剂用量方案在双源CT冠状动脉成像及心脏结构显示方面的研究

何新华，胡永胜，杨 越，王自勇，巢惠民，付 旋，费长军

（安徽省合肥市第一人民医院影像中心，安徽 合肥230000）

对比剂因素是影响双源CT冠状动脉CTA图像质量的主要因素之一。如何在有限的条件下选择适宜的对比剂用量及注射方案，保证冠状动脉成像质量的同时改善室间隔等心脏结构的显示能力，便于利用双源CT后处理软件进行心功能分析等，从而在一次检查中为患者疾病的诊断和鉴别诊断提供更多形态与功能的信息，是本研究的重点。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择我院2011年4月～2012年8月临床拟诊冠心病、接受双源CT冠状动脉成像检查的患者160例，其中男85例，女75例；年龄34～91岁，平均（62.6±12.1）岁。临床表现为不同程度的胸痛、胸闷、心悸等症状。排除标准为碘对比剂过敏、肾功能不全（血肌酐大于120 mg／L）、心功能Ⅲ级、严重心律不齐和钙化、屏气不佳等，体质量指数（BMI）＞30 kg／m2等患者。患者随机分为A、B、C、D 4组，均签署知情同意书。

1.2 仪器与方法 使用Somatom Definition（第一代）双源CT进行扫描。检查前介绍检查流程及注意事项，取得患者的密切配合。训练患者平静状态下吸气、屏气，扫描前3～5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。患者仰卧于扫描床上，双臂置于头部，安置电极连通心电导线，选择最佳导联。

经右侧肘正中静脉穿刺放置18 G套管针，Medrad双筒高压注射器。采用个性化的注射方案，生理盐水试注射正常后，推注碘对比剂（碘海醇，350 mgI／ml），体 质 量 ＜75 kg 者 流 率 为 4.8～5.0 ml／s，≥75 kg者流率5.5 ml／s，继之以相同流率注射生理盐水40 ml。参照相关文献［1］并加以修改，4组的对比剂总量分别是：X ml（X＝扫描采集时间×流率，A 组）、X＋5 ml（B组）、X＋10 ml（C组）、X＋（15～20）ml（D组）。应用对比剂智能示踪法，触发点位于升主动脉，触发阈值100 HU，延时5 s扫描。扫描范围自气管隆突下1 c m至心脏膈面，包括左右冠状动脉开口及所有分支。

采用螺旋后门控扫描模式，100 k V，64×0.6 mm，0.33 s／r，pitch 0.20～0.50（随心率自动调整），开启 Care Dose 4D 功能，Quality ref.mAs：320 mAs／r，自动心电门控技术（ECG－pulsing）。

1.3 图像后处理 扫描数据经软件处理自动选择最佳收缩期和最佳舒张期双时相重建，层厚均为0.75 mm，重建卷积核采用 B26f。使用 Syngo Wor kstation，Circulation软件分析，行 VR、MPR、CPR等后处理。

1.4 图像质量主观评价 根据美国心脏病学会（A HA）冠状动脉的15段标准。由2名影像专业副高职称医师采用双盲法对直径1.5 mm以上的冠状动脉节段图像进行分析，并对图像质量评分。评分标准采用5分制。5分：图像质量优，冠状动脉管腔连续完整，边缘锐利无运动伪影；4分：冠状动脉管腔连续完整，局部边缘略模糊，无明显运动伪影；3分：冠状动脉管壁欠锐利或轻度运动伪影，不影响诊断；2分：冠状动脉管壁中度伪影或有阶梯状伪影，尚可以作出诊断；1分：图像质量差，重组图像上冠状动脉错位、管壁严重伪影，不能作出诊断。

注意观察并记录上腔静脉和右心房室对比剂伪影及严重程度、右房室内对比剂混合液均匀度、室间隔等心脏结构显示是否清晰等。室间隔显示情况评分：显示清晰，室间隔两侧对比明显，为3分；显示尚可，室间隔两侧对比较清楚，为2分；显示差，室间隔两侧对比不明显，为1分。

1.5 测量冠状动脉各段、肺动脉干及同层升主动脉（AA）以及左心室（LV）、右心室（RV）中间层面CT值。ROI应尽可能大且不包括冠状动脉血管壁，注意避开钙化、斑块和狭窄部位。

1.6 统计学分析 采用SPSS 17.0统计学软件对所得数据进行分析。将A组作为对照组，应用单因素方差分析（One－Way ANOVA）法比较组间患者的一般情况、图像CT值、质量评分等，组间两两比较采用LSD法。应用χ2检验比较组间室间隔对比显示情况、对比剂伪影例数及严重程度、右心室对比剂均匀度等。以P＜0.05为差异有统计学意义。

表1 各组间一般情况及图像质量评分比较±s）

表1 各组间一般情况及图像质量评分比较±s）

注：BMI：体质量指数；a：χ2 值

组别 例数（n）性别男 女年龄（岁）体质量（m／kg）BMI（kg／m2）平均心率（次／min）扫描时间（t／s）对比剂用量（V／ml）图像质量评分（分）A组 40 21 19 63.0±12.9 66.7±11.1 23.9±4.7 67.4±12.4 9.2±2.3 76.9±4.9 4.60±0.4 B组 40 19 21 65.8±11.7 68.1±9.6 24.6±2.1 69.6±11.4 9.0±2.1 79.1±6.8 4.61±0.5 C组 40 22 18 59.3±11.2 65.2±12.2 24.8±3.5 71.6±11.5 9.2±9.1 79.6±6.8 4.60±0.4 D组 40 23 17 63.9±13.7 70.3±12.3 24.0±7.0 71.3±11.7 8.1±2.3 83.1±4.0 4.66±0.4 F值P值0.08 0.97 0.878 a 0.831 2.24 0.09 0.96 0.41 0.96 0.41 1.08 0.36 0.19 0.90 4.15 0.01

2 结果

2.1 各组间的一般情况及图像质量评分见表1。可见各组间患者一般情况、图像质量评分等差异无统计学意义（P＞0.05）；组间对比剂用量有差异，LSD法组间两两比较，B组、C组之间差异无统计学意义，A组＜C组＜D组，组间约递增2～3 ml（见表1）。

2.2 各组左右心室腔内、升主动脉根部、肺动脉干、冠状动脉各段CT值见表2。可见，RV腔内CT值A组＜B组＜C组＜D组，C组RV腔内对比剂浓度较理想，与A、B、D组间比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）。PA内CT值C组高于A组，差异有统计学意义（P＝0.017）。除左前降支远段（LCAd）、左旋支远段（CXd）外，其余心房室及冠脉各段CT值各组间比较差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

表2 各组左右心室腔内、升主动脉根部、肺动脉干、冠状动脉各段CT值比较（±s） HU

表2 各组左右心室腔内、升主动脉根部、肺动脉干、冠状动脉各段CT值比较（±s） HU

注：RV：右心室，L V：左心室，AA：升主动脉，PA：肺动脉干，RCA：右冠状动脉，RCAp：右冠状动脉近段，RCAm：右冠状动脉中段，RCAd：右冠状动脉远段，LCA：左冠状动脉，L M：左主干，LCAp：左前降支近段，LCAm：左前降支中段，LCAd：左前降支远段，CX：左旋支，CXp：左旋支近段，CXm：左旋支中段，CXd：左旋支远段

130.2 B组 144.4±43.5 CXm CXd A组 142.1±35.5组别 RV LV AA PA RCA RCAp RCAm RCAd LCA LM LCAp LCAm LCAd CX CXp 523.7±99.8 501.9±117.1 401.5±133.5 551.1±122.5 543.8±132.8 542.2±128.4 543.1±116.3 551.3±111.0 526.0±92.2 489.3±120.2 547.9±110.5 531.9±112.5 495.0±471.5±96.5 C组 186.1±66.1 494.3±104.9 481.3±79.7 425.6±150.1 524.1±94.5 533.3±123.7 512.5±120.3 508.1±89.2 501.8±134.2 507.5±95.9 441.2±100.9 525.2±121.2 509.6±114.0 482.6±106.8 465.9±97.4 470.6±126.2 494.8±100.9 496.2±120.0 486.1±124.7 495.2±96.2 487.9±103.5 481.2±102.8 421.6±100.3 493.7±107.3 479.4±103.9 432.1±97.9 D组 223.3±119.3 443.8±153.6 474.0±89.7 428.4±113.1 F值P值459.9±113.1 518.4±116.9 492.8±89.6 490.3±142.0 502.0±93.1 492.2±131.9 476.5±109.4 423.7±95.0 476.2±106.6 458.6±124.5 3.05 0.03 10.09 0.00 2.33 0.08 1.06 0.37 1.97 0.12 2.10 0.10 2.38 0.16 1.64 0.18 1.90 0.13 2.53 0.06 1.97 0.12 3.51 0.02 2.57 0.06 2.57 0.06

2.3 室间隔显示情况见图1～9（见插页Ⅰ）。各组间尚能分辨室间隔（2分）的例数差异无统计学意义（P＝0.059），但C、D组室间隔显示清晰（3分）的例数多于A、B组，显示不清（1分）的例数少于A、B组（见图10）。D组上腔静脉及右心对比剂伪影例数明显多于A、B、C组且较严重（见图11，P＝0.007）。右心室均匀性好最多的是A组（见图12），但是并不能很好地显示室间隔等组织。综合分析，C组对比剂方案优于其他组。

图10 室间隔显示对比条形图 图11 对比剂伪影对比条形图 图12 右心室对比剂均匀度对比条形图

3 讨论

双源CT冠状动脉成像可以利用后处理软件，提供整个心脏的形态和功能的信息，在诊断冠状动脉疾病的同时，还可以诊断室间隔缺损等先天性心脏病，特别是三维后处理重建，可以立体直观地显示复杂的心脏、大血管畸形，对于临床诊断及制定手术方案很有帮助。而要评价心脏功能，了解心肌缺血的程度，进行病情的评估，需要清晰地描绘心室壁，勾画心内膜及心外膜等。因此，良好地显示右室及室间隔对评判心腔的结构具有重要意义。

对比剂因素是影响冠状血管和心室腔强化程度的重要因素［2－3］。传统的对比剂注射方式是单时相单纯注射对比剂。近年广泛使用的双筒注射方案是在对比剂注射后以相同流率注射一定量的生理盐水，不但能有效减少对比剂用量，而且能减轻注射后留存在上腔静脉和右心内对比剂形成的伪影，但是，多数情况下，生理盐水将对比剂冲洗出右心系统降低了肺动脉及右心房室的图像质量［4］。目前研究的还有对比剂稀释三时相注射法，在注射对比剂后按一定比例同时注射对比剂和生理盐水，可以较好地显示心脏各房室结构形态［2，4－6］，但因为很多医院包括我院的高压注射器不具备双流注射功能，无法运用此方法。

文献报道的一代双源CT冠脉成像的对比剂用量方案差异很大，有采用固定的、相同的对比剂用量［3，5－10］；有根据体质量范围给予相应固定的对比剂总量［11］等。由于双源CT时间分辨率可达83 ms，使得快心率和心率变异较大患者的冠脉CTA成为可能，相应地，完成每例冠脉检查的扫描时间不同，实际需要的对比剂用量个体之间差异也很大。此外，患者在检查过程中，常由于注射对比剂产生的热感、紧张感、呼吸屏气等因素导致心率突然变快或变慢，或由于突发心律异常等改变实际采集时间，因此选择对比剂用量时应充分考虑多种因素。所有患者采用统一的对比剂用量，部分患者会出现扫描结束仍有大量对比剂残留，产生上腔静脉和右心房、右心室伪影，影响冠状动脉和心脏结构的显示，同时增加对比剂肾病的发生率；或者对比剂用量不足，冠状动脉内对比剂浓度过低，无法诊断等。

对比剂增强效果还受到血容量、心输出量、体质量、身高等因素影响，对于大体质量的患者需要较快的注射速度或较高的对比剂浓度才能达到同样的动脉增强效果［2］，因此，有必要结合患者体质量和BMI计算对比剂流率，以期获得满意的血管内对比剂浓度。

本研究采用个性化的方案，随机分组，对比剂基础用量＝扫描采集时间×流率，结合患者体质量和BMI计算对比剂注射流率，在基础用量的基础上添加不同量对比剂，分析比较图像质量等相关信息，探讨能否通过调整对比剂用量和流率，在保证冠状动脉显示质量的前提下改善心室结构显示效果。

由结果可见，A～D组图像质量评分差异无统计学意义；冠状动脉各段的平均CT值均大于400 HU，除LCAd段和CXd段外，其他各段组间差异无统计学意义，均能满足诊断需要。在右心室均匀性方面，各组间差异无统计学意义（P＞0.05），但是从评价例数上，均匀性好最多是A组，这是由于生理盐水的冲刷作用，使得右心室内充满了密度均匀而且相对较低的一种介质，由于密度低，对比差，不能很好地显示心脏解剖结构。各组室间隔对比基本清楚（2分）的例数差异无统计学意义，但C、D组对比清晰（3分）的例数多于A、B组，室间隔对比不清（1分）的例数少于A、B组，表明C、D组对右心系统的显示优于A、B组。由于D组上腔静脉及右心内残留的对比剂较多，对比剂所致的条状伪影多于C组，影响心脏结构的显示和右冠状动脉图像质量，心室内的对比剂均匀度欠佳的例数多于C组，因此认为，C组对比剂方案优于其他组。

总之，本研究采用个性化的对比剂方案，结合患者体质量和BMI，计算对比剂注射流速，对比剂用量＝流率×扫描采集时间＋10 ml，使用双筒注射器，在对比剂注射后以相同流速注射40 ml的生理盐水，大多可以获得满意的冠脉CTA图像及较为满意的心脏结构和肺动脉显影效果，为鉴别诊断、进一步准确评估左心功能奠定基础，在第一代双源冠脉检查中有一定临床应用价值。

需要指出的是，第一代双源CT扫描模式冠脉显示需要较多的对比剂用量及接受较大的辐射，而第二代双源CT（flash）技术改进了许多，特别是低剂量的flash扫描方式，冠脉对比剂用量可以最低达30 ml，辐射剂量达1 mSv水平［12］，并不适用此实验结果得出的推荐值。

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