高流量吸氧对冠状动脉成像质量的影响

冉启胜 RAN Qisheng

冷艾泠 LENG Ailing

陈地友 CHEN Diyou

曹 晖 CAO Hui

王舒楠 WANG Shunan

陈金华 CHEN Jinhua

高流量吸氧对冠状动脉成像质量的影响

冉启胜 RAN Qisheng

冷艾泠 LENG Ailing

陈地友 CHEN Diyou

曹 晖 CAO Hui

王舒楠 WANG Shunan

陈金华 CHEN Jinhua

目的比较高流量吸氧与正常呼吸状态下CT冠状动脉成像质量的差异，探讨高流量吸氧对CT冠状动脉成像质量的影响。资料与方法132例患者采用Philips 256 CT行CT冠状动脉成像，其中71例给予高流量吸氧，61例正常呼吸。采用AW 4.4工作站行后处理冠状动脉血管重建。比较两组前瞻性心电门控完成扫描比例及图像的信噪比、对比噪声比和冠状动脉各节段图像质量评分。结果给予高流量吸氧患者的前瞻性心电门控完成扫描比例及图像质量评分明显高于正常呼吸者（P＜0.05），但两组图像信噪比及对比噪声比差异无统计学意义（P＞0.05）。结论高流量吸氧可以在降低患者受辐射剂量的同时提高CT冠状动脉成像的质量，该方法简单易行，值得临床推广使用。

冠状动脉疾病；氧吸入疗法；冠状血管造影术；质量控制；辐射剂量

随着多层螺旋CT冠状动脉成像成功率和图像质量的提高，越来越多的医师开始采用这种无创性的心脏检查诊断模式[1]，但是其成像质量对诊断率有显著影响。在冠状动脉成像中，除设置较合理的扫描参数及对比剂用量外，还通过控制心率、呼吸屏气、选择合理的时相提高扫描质量[2]。呼吸屏气能使大多数患者心率降低且心律稳定数秒，但由于该时间较短，往往不能使数据采集在该段时间内完成，从而导致扫描质量降低。吸氧能提高动脉血氧分压和氧饱和度的水平，当患者血氧分压提高后可能推迟因屏气导致的交感神经兴奋时间点，从而使心率更长时间维持在其自身较稳定的水平。本研究拟通过比较高流量吸氧与正常呼吸状态下CT冠状动脉成像质量差异，以探讨高流量吸氧对CT冠状动脉成像的影响。

1 资料与方法

1.1 研究对象 连续选择第三军医大学大坪医院野战外科研究所放射科行CT冠状动脉成像检查的132例患者，其中男78例，女54例；年龄37～86岁。71例于2011-11检查者为高流量吸氧患者（研究组），61例于2013-11检查者为正常呼吸患者（对照组），两组患者性别、年龄、心率及体重指数差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。所有患者均常规准备控制心率＜100次/min，均能自主或在家属协助下配合屏气，无CT冠状动脉成像检查禁忌证及碘对比剂使用禁忌证。

1.2 检查前的准备 检查前测量患者心率，并向患者

表1 两组患者一般资料比较

介绍CT冠状动脉检查过程，以消除其紧张恐惧情绪。对于能够较好地配合屏气者教会其深吸气后屏气，对于配合较差者教会其直接屏气或家属协助捂住口鼻屏气；完成该呼吸训练后，选用20G静脉套管留置针经肘正中静脉留置。患者取仰卧位，研究组患者首先给予鼻导管吸氧直到检查结束，流量4.0～5.0 L/min，对照组患者让其正常呼吸；以4.5～5.5 ml/s注入生理盐水21 ml，确认静脉通路通畅无渗漏。

1.3 仪器与方法 采用Philips 256 CT行CT冠状动脉成像扫描，管电压100～120 kV，管电流250～1000 mA，旋转时间270 ms，根据患者心律稳定情况优先采用前瞻性心电门控扫描，心律稳定较差者采用回顾性心电门控扫描，扫描范围从气管分叉下1.0～2.0 cm至心脏轮廓下缘。应用德国Ulrich高压注射器，非离子型对比剂碘海醇（欧乃派克，350 mgI/ml），按0.9～1.0 ml/kg以4.0～5.0 ml/s注射。延迟时间18～24 s，扫描前10 s左右嘱患者屏气，扫描完成后观察图像并重建最佳显示时相。

1.4 图像后处理 将图像显示最佳时相数据传入AW 4.4工作站进行图像后处理，图像重建包括容积再现、曲面重组、最大密度投影[3]。

1.5 图像质量评价 根据美国心脏协会15段分段法[4]，由2名有经验的主治医师采用双盲法对重建好的图像进行质量评分，结果不一致时经协商达成统一意见。图像质量评分标准采用5分法[5]：5分：冠状动脉各节段显示清楚，无运动伪影；4分：冠状动脉血管轮廓较清楚，少量运动伪影；3分：冠状动脉血管轮廓模糊，仍能诊断，存在运动伪影；2分：诊断把握度明显下降，运动伪影明显；1分：冠状动脉显示不清，图像不能满足诊断，较多运动伪影。

1.6 图像噪声评价 在横断位图像上于主动脉根部（左主干开口附近）上、中、下3层测量CT值，感兴趣区取1 cm2，取3层CT值的平均值作为平均CT值，以该平均CT值的标准差作为该层面的图像噪声。冠状动脉信噪比（SNR）及对比噪声比（CNR）测量[6]：将大小约0.2 cm2感兴趣区分别置于冠状动脉的9个部位，包括左主干、前降支近段、前降支远段（第2对角支开口以远）、第1对角支近段、旋支近段、旋支远段（第2钝缘支开口以远）、第1钝缘支近段、右冠状动脉近段和右冠状动脉远段（后降支开口前）。计算公式[7]：SNR=CT1/图像噪声；CNR=（CT1－CT2）/图像噪声；CT1为各部位冠状动脉感兴趣区平均CT值，CT2为血管周围组织约0.2 cm2感兴趣区（置于左主干开口水平的冠状动脉周围脂肪组织内）的平均CT值。根据Karaca等[8]的标准，在血管成像中CNR＞8为图像质量优，4＜CNR＜8为图像质量良好，CNR＜4为图像质量较差。

1.7 统计学方法 采用SPSS 13.0软件，计量资料比较采用成组t检验，计数资料比较采用χ2检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

两组患者的图像SNR及CNR比较，差异无统计学意义（t=0.271、0.341, P＞0.05），但研究组的前瞻性心电门控完成扫描比例及图像质量评分明显高于对照组（χ2=2.847, P＜0.05; t=5.463, P＜0.05），见表2及图1、2。对照组较研究组图像质量降低约18%。

表2 图像质量评价

图1 女，60岁。给予4 L/min高流量吸氧后，CT冠状动脉成像示冠状动脉左前降支远段薄层心肌桥-壁改变，左前降支起始部少许软斑块（箭头，D），管腔最大狭窄程度约1/4。A、C为容积再现图像，B为曲面重组图像，D为针对病灶显示的多平面重组图像，各血管分支显示清晰，无伪影干扰

图2 男，43岁。冠状动脉CT血管成像检查未见明显异常，容积再现图像可见血管显示不连续（箭），错层明显（A、C）；曲面重组图像可见血管边缘模糊（箭），显示不清（B）；血管轴位图像可见血管显示不清（箭，D）。该患者对比剂充盈较好，但由于扫描时心律不稳导致伪影干扰明显，从而影响诊断

3 讨论

本研究发现，CT冠状动脉成像检查时给予患者高流量吸氧可以提高图像质量，并且可适当提高前瞻性心电门控扫描完成比例。CT冠状动脉成像质量的主要影响因素有：①冠状动脉严重钙化；②呼吸伪影；③严重心律失常伪影；④上腔静脉及右心房高密度造影剂产生的伪影；⑤监测层面触发点选择不当；⑥重建时相选择不当[9]。除冠状动脉严重钙化这一客观因素外，呼吸和心律是影响CT冠状动脉成像质量非常重要的因素。因此，采集数据的时机往往选择在呼吸屏气较好且心律稳定的时间内，由于呼吸屏气能引起迷走神经兴奋使心率降低且心律稳定，但屏气引起氧分压降低到一定水平后使交感神经兴奋、心率加快，导致迷走神经兴奋维持时间（简称“迷走时间”）仅约5 s，该时间心率相对较低、心律波动幅度相对较小，进行CT冠状动脉成像数据采集可以很大程度地降低或避免因心律不齐导致的层间伪影。所以本研究给患者高流量吸氧，试图增加患者的氧分压，推迟交感神经兴奋时间点，从而延长“迷走时间”。

在日常检查中，技师只需要在体位设计时待患者吸氧后进行屏气测试，并记录当前患者从屏气开始到达心率稍降低且心律较稳定所需要时间t1及到达心率加快或心律相对不齐所需要时间t2，t1～t2的这段时间即为上述“迷走时间”；因此扫描时只需要技师将图像采集时间包含于“迷走时间”内完成数据采集，即可得到更优质的图像数据。由于部分医院受到设备的限制，图像采集时间往往较长，此时“迷走时间”的延长更加意义重大，而吸氧即是一个非常简单、直接、有效的方法。

本研究的局限性在于，吸氧用于纠正缺氧，提高动脉氧分压和血氧饱和度的水平，促进代谢，是辅助治疗呼吸衰竭、慢性气管炎、脑血管病、冠心病等多种疾病的重要方法之一。然而过度吸氧反而抑制呼吸，发生氧中毒，出现胸骨后不适及疼痛、吸气时加重、咳嗽、呼吸困难等。由于本研究是在患者平卧于检查床上后再给予吸氧，因此其吸氧总时间在8 min左右，无一例发生氧中毒。本研究拟通过高流量吸氧以延长“迷走时间”，从而使CT冠状动脉数据采集能在该时间内完成；但随着设备的发展，扫描时间缩短到能够满足患者在正常呼吸状态下“迷走时间”内完成数据采集，再给予其高流量吸氧则无效。

心脏和冠状动脉成像是CT应用的热点，自从多层螺旋CT诞生以来，临床医师一直致力于心脏和冠状动脉成像的研究[10]。心电门控技术的提高使越来越多的心律不齐患者能够获得较好的图像，扫描速度加快使心率快的患者也能够获得很好的图像[11]。与回顾性心电门控扫描比较，CT前瞻性心电门控扫描可以降低约75%的辐射剂量[12]。因此尽可能多地采用前瞻性心电门控扫描可以降低患者的受辐射剂量。CT冠状动脉成像检查时给予患者高流量吸氧不仅提高了图像质量，而且增加了前瞻性心电门控扫描比例，该方法简单、易行、成本低、不良反应小，可以广泛使用。

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（本文编辑 张春辉）

Effect of High Flow Oxygen Uptake on the Quality of Coronary Artery Imaging

PurposeTo compare the difference of CT coronary artery imaging quality under high fow oxygen uptake and normal breathing, and to investigate the effect of high fow oxygen uptake on the quality of CT coronary artery imaging.Materials and Methods 132 patients underwent coronary CTA examination using 256-slice CT (Philips), among them 71 patients were supplied with high fow oxygen, and the other 61 were asked to breathe normally. Coronary arteries were post-processed and reconstructed on AW 4.4 workstation. Scanning completion rate, signal to noise ratio (SNR), contrast to noise ratios(CNR) and image quality score of coronary segment using these two prospective ECG-gating techniques were compared.ResultsThe scanning completion rate and image quality score of the high fow oxygen uptake group were signifcantly superior to those of the normal breathing group (P＜0.05). However, there was no statistically signifcant difference of SNR and CNR between the two groups (P＞0.05).ConclusionImaging quality of coronary CTA can be improved using high fow oxygen uptake with reduced patient radiation dose, thus worth being used clinically as a simple and practicable method.

Coronary artery disease; Oxygen inhalation therapy; Tomography, spiral computed; Coronary angiography; Quality control; Radiation dosage

第三军医大学大坪医院野战外科研究所放射科 重庆 400042

陈金华

Department of Radiology, Institute of Surgery Research, Daping Hospital, Third Military Medical University, Chongqing 400042, China

Address Correspondence to: CHEN Jinhua E-mail: jhchenmri@163.com

R445.3

2014-08-12

修回日期：2014-10-26

中国医学影像学杂志

2014年 第22卷 第11期：834-837

Chinese Journal of Medical Imaging

2014 Volume 22(11): 834-837

10.3969/j.issn.1005-5185.2014.11.009