低碘流率多层螺旋CT冠状动脉造影对斑块诊断价值的研究

冯晓荣，梁立华，陈耀强，吴菊芳，李 锦



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低碘流率多层螺旋CT冠状动脉造影对斑块诊断价值的研究

冯晓荣，梁立华，陈耀强，吴菊芳，李 锦

目的 探讨低碘流率多层螺旋CT(MSCT)冠状动脉造影对斑块诊断的价值。方法 收集2013年6月—2014年12月深圳市第四(福田)人民医院行低碘流率MSCT冠状动脉造影的冠心病患者30例为低碘流率组，另选择同时期行正常碘流率MSCT冠状动脉造影的冠心病患者30例为对照组，在相同扫描条件及对比剂浓度下，分别用1 480 mgI/s及1 850 mgI/s碘流率(注射流率分别为4 ml/s及5 ml/s)进行检查，利用工作站软件进行后处理图像，比较两组图像质量及斑块指标、对比剂总量、注射时间。结果 对照组与低碘流率组信号-噪音比(SNR)、对比噪音比(CNR)、图像质量、图像锐利程度、斑块面积(PA)、斑块负荷(PB)、斑块偏心指数、狭窄程度(SD)比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。对照组对比剂总量为(68.5±4.9)ml，低碘流率组对比剂总量为(56.8±6.3)ml，两组比较差异有统计学意义(t=8.067，P<0.001)。对照组注射时间为(14.4±1.5)s，低碘流率组注射时间为(14.0±0.9)s，两组比较差异无统计学意义(t=1.282，P=0.205)。结论 使用低碘流率进行MSCT冠状动脉造影，不仅可以达到诊断要求的图像质量，还可以减少对比剂使用，减少对比剂肾病等不良反应的发生，具有一定的临床应用价值。

冠状血管造影术；多层螺旋CT；斑块,动脉粥样硬化；冠心病

冯晓荣，梁立华，陈耀强，等.低碘流率多层螺旋CT冠状动脉造影对斑块诊断价值的研究[J].中国全科医学，2015，18(27)：3366-3370.[www.chinagp.net]

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表1 对照组与低碘流率组患者一般资料比较

注：BMI=体质指数；a为t值

冠心病已经成为人类死亡率最高的疾病之一，急性冠状动脉综合征(ACS)是导致冠心病患者死亡的主要因素，而不稳定斑块破裂所引发冠状动脉血栓形成是ACS发生的主要原因，因此对斑块的准确检出对于临床早期评估和治疗具有特别重要的意义。CT冠状动脉造影(CCTA)是公认的诊断冠状动脉疾病的首选非侵入性方法，研究表明，在测量斑块准确性(斑块负荷量、面积等)方面，多层螺旋CT(MSCT)和“金标准”——血管内超声(IVUS)均具有较好的一致性[1]。CCTA需要较大剂量对比剂维持血管内浓度，由此发生对比剂肾病(CIN)及对比剂过敏反应的概率也随之增加[2]。西门子64层螺旋CT具有扫描速度快、对比剂效用高等特点，是冠心病筛查的首选无创性检查方法，因此使用较少剂量对比剂成为可能。本研究旨在探讨如何使用低剂量对比剂得到较满意的图像，能准确地诊断冠心病，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 病例纳入标准 (1)体质指数(BMI)20～25 kg/m2；(2)排除严重心律失常、心肌病、风湿性心脏病、冠状动脉支架植入术后或冠状动脉旁路移植术后患者；(3)心率低于70次/min，对于心率过快或心率不齐者，口服倍他洛克25～50 mg，降低心率；(4)呼吸训练要求患者能一次性屏气10 s以上，并且能保持呼吸动度一致。

1.2 临床资料 收集2013年6月—2014年12月深圳市第四(福田)人民医院行低碘流率MSCT冠状动脉造影的冠心病患者30例为低碘流率组，另选择同时期行正常碘流率MSCT冠状动脉造影的冠心病患者30例为对照组。两组患者性别、年龄、身高、体质量、BMI、合并高血压及糖尿病、冠心病病程比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表1)。行MSCT冠状动脉造影前患者均自愿签署知情同意书。

1.3 方法

1.3.1 仪器设备 采用德国Siemens Somatom Sensation 64层螺旋CT扫描仪，德国Ulrich 造影剂注射器，浓度为370 mgI/ml的碘普罗胺注射液(优维显)。

1.3.2 检查方法 扫描时开启心电门控，管电压为120 kV，管电流质量根据BMI调控，范围为500～650 mAs，准直0.66 mm，螺距为1.0～1.4，旋转时间0.33 s，显示野(FOV)250 mm，矩阵521×512，扫描范围自气管隆突下2 cm至膈下2 cm。先做胸部屏气定位相，然后做序列扫描，在患者心动周期的舒张期获取平扫图像，层厚3 mm，从升主动脉到心尖的扫描范围中可得到约90个断层扫描图像。低碘流率组碘流率为1 480 mgI/s，对比剂注射流率4 ml/s；对照组碘流率为1 850 mgI/s，对比剂注射流率5 ml/s，根据文献[3]及日常工作经验，对比剂总量系数分别约为0.8 ml/kg及0.9 ml/kg。

1.3.3 后处理

1.3.3.1 所有图像传输至西门子后处理工作站，采用多平面重建(MPR)、容积再现(VR)、最大密度投影(MIP)、曲面重建(CPR)进行重建并获得冠状动脉短轴位影像。

1.3.3.2 图像质量比较 客观指标包括：(1)测量并计算主动脉根部(左侧冠状动脉开口处)、冠状动脉平均CT值，感兴趣区域(ROI)范围尽可能接近血管管腔面积，窗宽为800 HU，窗位为100 HU。(2)计算左前、右前、左后、右后胸壁深层肌肉CT值的平均值。(3)计算背景噪声水平(纵隔窗胸骨角平面前胸壁左前、正前和右前方空气的噪声值水平的平均值，ROI面积为10 mm2)。信号-噪声比(SNR)=冠状动脉平均CT值/背景噪声；对比噪声比(CNR)=冠状动脉平均CT值与胸壁肌肉平均CT值的差值/背景噪声。

主观评价：在不知道碘流率的情况下，由2名工作10年以上的放射科医师独立根据冠状动脉显示情况并结合自己的经验判断图像满意度。采用4分评分标准评价图像质量：1分：不能接受；2分：可以接受；3分：良好；4分：非常好。图像锐利度由血管壁的锐利程度评估：1分：不合格，血管边缘模糊，无法诊断；2分：较差，血管边缘毛糙，勉强能诊断；3分，良好，血管壁光滑，显示较好；4分：优秀，血管边缘非常锐利。采取冠状动脉9节段法(左主干，左前降支近、中、远段，左旋支近、远段及右冠状动脉近、中、远段)[3]，其中左主干、3支近段血管定义为近段血管，其余定义为远段血管。

1.3.3.3 斑块指标测量 (1)斑块面积(PA)=血管面积-管腔面积；(2)斑块负荷(PB)=斑块面积/血管面积×100% ；(3)斑块偏心指数=斑块最大径/斑块最小径，以>2.00为偏心斑块；(4)狭窄程度(SD)=狭窄部位管腔面积/参考血管管腔面积×100%。测量点在斑块所在的垂直于冠状动脉长轴多平面重组(MPR)横断面上；参考血管尽量选取病变节段近端和远端内最接近正常并且无大分支发出的部位，取平均数为参照血管面积，距测量点10 mm以内。

2 结果

2.1 对照组与低碘流率组图像质量比较 对照组与低碘流率组SNR、CNR、图像质量、图像锐利程度比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表2，图1～3)。

表2 对照组与低碘流率组图像质量比较(±s)

注：SNR=信号-噪声比，CNR=对比噪声比

表3 对照组与低碘流率组斑块指标比较(±s)

注：PA=斑块面积，PB=斑块负荷，SD=狭窄程度

图1 低碘流率MSCT冠状动脉造影示：左冠状动脉前降支与左冠状动脉回旋支图像质量

Figure 1 MSCT coronary angiography with low iodine flow rate:the image quality of the lefe anterior descedning branch and the circumflex

2.2 对照组与低碘流率组斑块指标比较 对照组与低碘流率组PA、PB、斑块偏心指数、SD比较，差异均无统计学意义(P>0.05，见表3)。

2.3 一致性检验 2名医师在噪声(SNR与CNR之和)、图像质量评分(图像质量与图像锐利程度之和)、斑块准确性方面(PA、PB、斑块偏心指数、SD之和)的评估取得了中等一致(Kappa值分别为0.56、0.53、0.57)。

2.4 对照组与低碘流率组对比剂总量、注射时间比较 对照组对比剂总量为(68.5±4.9)ml，低碘流率组对比剂总量为(56.8±6.3)ml，两组比较差异有统计学意义(t=8.067，P<0.001)。对照组注射时间为(14.4±1.5)s，低碘流率组注射时间为(14.0±0.9)s，两组比较差异无统计学意义(t=1.282，P=0.205)。

3 讨论

MSCT冠状动脉造影成像时，在扫描参数(管电压、管电流、扫描时间等)不变的前提下，增强效果取决于碘总量，碘总量=对比剂浓度×注射流率×注射时间，碘流率=对比剂浓度×注射流率，因此改变对比剂浓度和注射流率是决定血管强化程度的主要因素[4]。有研究认为，碘原子个数与对比增强程度呈线性相关[5-6]。在对比剂浓度不变的前提下，本研究通过改变注射流率控制碘流率。

理想的CT血管造影(CTA)图像应该是在冠状动脉内对比剂浓度维持峰值时进行扫描获得。高碘流率可以使冠状动脉血管对比剂峰值浓度时间提早，远端冠状动脉分支充盈好，冠状静脉显影少、干扰小；过低碘流率会使血管强化的峰值时间推迟，小血管显影差；但高对比剂注射流率下，上腔静脉伪影大，而且对患者的血管耐受性和心功能也是一个考验，容易造成血管破裂、对比剂外渗、CIN发病率增加[7]，因此不宜片面追求过高碘流率。

对比剂的增强水平(通过CT值评价)直接影响着冠状动脉图像的质量，其强化水平在250～450 HU时满足诊断要求，在冠状动脉重建图像上最易评价，也有利于斑块的显示[3]。本研究对照组图像质量佳，冠状动脉强化水平适中，冠状动脉近段血管CT值和远段血管CT值相差不明显，提示小分支充盈佳，得益于较高的碘流率；低碘流率组冠状动脉近段血管CT值和远段血管CT值相差较明显，提示细小分支充盈欠佳，注射时间较对照组略长，峰值略延迟。

在本研究中，以对照组为标准，低碘流率组血管图像虽然噪声相对偏大，SNR和CNR下降，但下降的幅度小，SNR、CNR、图像质量和图像锐利程度均无差异，因此冠状动脉CTA图像的诊断信息并没有明显下降，完全能够满足诊断要求，说明下降的碘流率在合适范围内，虽然未探究下限，但缩窄了其范围。

本研究中两组4个斑块指标均无差异，2名医师在噪声、图像质量评分、斑块准确性方面的评估取得了中等一致(Kappa值分别为0.56、0.53、0.57)。两组患者注射时间绝大部分在14～15 s，考虑患者个体差异的情况，近似认为注射时间一致，无差异。对比剂的峰值时间并未测量，因为对比剂仅经过肺循环后进入冠状动脉进行扫描，没有经过体循环，全身体液因素影响较小，扫描启动时间为自动触发，而且动脉时间-密度曲线属于速升速降型，冠状动脉成像扫描期内维持血管内的对比剂浓度即可，可以近似认为峰值时间有细微差异但无影响。

据文献报道，64层螺旋CT冠状动脉造影中，冠状动脉均匀强化至少需要注射0.9 ml/kg(350 mgI/ml)对比剂[8-9]，本研究所用的是370 mgI/ml的优维显，碘含量较350 mgI/ml更高，由于碘含量比与血管的强化程度呈正相关[10]，结合日常工作经验，对照组对比剂系数为0.9 ml/kg，低碘流率组将对比剂系数调整为0.8 ml/kg，能够满足成像要求。大多学者认为，注射流率在成人不能低于4 ml/s，否则单位时间内碘流率过低会影响图像的SNR，继而造成时间-密度曲线失真[11-12]；本研究根据日常工作经验及结合文献[13]，碘流率分别选择1 850 mgI/s、1 480 mgI/s，分别通过对应控制5 ml/s、4 ml/s注射流率实现。对照组对比剂总量平均(68.5±4.9)ml，低碘流率组(56.8±6.3) ml，较对照组对比剂总量减少约11.7 ml，碘摄入量减少约4 g，有差异。

本研究不足之处如下：所选用对比剂为高浓度对比剂，对小冠状动脉分支显示较好[14]，但黏滞度较大会导致不良反应增加，改成较低浓度对比剂是否可行，还有待研究；机器较老旧，时间分辨率低，重建方式落后，为滤波反投影法(FBP)，与迭代重建(IR)相比较，后者能明显改善图像噪声和提高图像质量；不同类型斑块对心血管疾病评估不同，特别是易损斑块，本研究未能根据斑块密度进一步分型。

图2 低碘流率MSCT冠状动脉造影示：左冠状动脉回旋支多发混合性斑块

Figure 2 MSCT coronary angiography with low iodine flow rate:mixed calcified plaques of left circumflex

图3 低碘流率MSCT冠状动脉造影示：左冠前降支2个钙化斑块，斑块局部血管狭窄

Figure 3 MSCT coronary angiography with low iodine flow rate:two calcified plaque of the left anterior descending coronary artery and vascular stenosis in local plaque

多项CCTA研究指出，应用合适高浓度对比剂，配合低碘流率，可达到满意图像质量[15]。本研究采用低碘流率扫描方案，对比剂总量减少，碘摄入量降低，在图像质量上，与正常碘流率无差异；对斑块的显示细节上，可以达到诊断要求，还能减少高速团注带来的不良反应，减轻肾脏及心脏的瞬时容量负荷，因此在临床上有较高应用价值，值得推广。

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修回日期：2015-07-24)

(本文编辑：陈素芳)

Value of Multi-slice Spiral CT Coronary Angiography With Low Iodine Flow Rate in Plaque Diagnosis

FENGXiao-rong，LIANGLi-hua，CHENYao-qiang，etal.

DepartmentofRadiology,Shenzhen4thPeople′sHospital,Shenzhen518033,China

Objective To investigate the value of multi-slice spiral CT(MSCT) coronary angiography with low iodine flow rate in plaque diagnosis.Methods Enrolled 30 patients with coronary heart diseases who undertook MSCT coronary angiography with low iodine flow rate in Shenzhen 4th People′s Hospital from June 2013 to December 2014 and assigned them into low iodine flow group.Also enrolled another 30 patients with coronary heart diseases who undertook MSCT coronary angiography with normal iodine flow rate in the same period and assigned them into control group.With the same scanning condition and the same total amount of contrast medium,the two groups were examined with a iodine flow rate of 1 480 mgI/s and 1 850 mgI/s respectively(injection speeds were 4 ml/s and 5 ml/s).Workstation software was used to process images.The imaging quality,plaque indexes,contrast medium concentration and injection time were compared between the two groups.Results The two groups were not significantly different(P>0.05) in signal-to-noise ratio(SNR),carrier-to-noise ratio(CNR),imaging quality,imaging sharpness,plaque area(PA),plaque burden(PB),plaque eccentricity index and stenosis degree.The total amount of contrast medium was(68.5±4.9)ml for control group and(56.8±6.3)ml for low iodine flow group,with significant difference between the two groups(t=8.067，P<0.001).The injection time was (14.4±1.5)s for control group and (14.0±0.9)s for low iodine flow group,with no significant difference between them (t=1.282，P=0.205).Conclusion MSCT coronary angiography with low iodine flow rate could ensure the imaging quality required by diagnosis,reduce the usage of contrast medium,and reduce adverse reactions like contrast-induced nephropathy.It is valuable in clinical application.

Coronary angiography；Multi slice spiral CT；Plaque,atherosclerotic；Coronary disease

518033广东省深圳市第四(福田)人民医院影像科

梁立华，518033广东省深圳市第四(福田)人民医院影像科；E-mail:2290692609@qq.com

R 445.3 R 541.4

A

10.3969/j.issn.1007-9572.2015.27.023

2015-04-10；