前瞻性与回顾性心电门控CT冠状动脉成像的对照研究

仝开军 舒荣宝 程刘兵

前瞻性与回顾性心电门控CT冠状动脉成像的对照研究

仝开军 舒荣宝 程刘兵

目的 比较前瞻性与回顾性心电门控CT冠状动脉成像(CTCA)的差异和临床应用价值。方法 将行64层CT冠状动脉成像的105例患者分为两组，54例采用前瞻性心电门控扫描技术(PGA组)，51例采用回顾性心电门控扫描技术(RGH组)，比较两组基本资料、图像质量、冠状动脉斑块与心肌桥诊断以及狭窄程度评估。结果 两组患者性别、年龄、身高、体质量、体质量指数、扫描时平均心率及心率波动、主动脉CT值等差异无统汁学意义(P>0.05)。PGA和RGH组平均有效辐射剂量分别为(3.97±1.24)mSv、(14.37±1.59)mSv,差异有统计学意义(P<0.05)，PGA组较RGH组有效辐射剂量减少约72.4%。PGA组可评估的冠状动脉血管节段数共736段，RGH组可评估的冠状动脉血管节段数共702段，两组间冠状动脉节段图像质量分级评分、平均评分、斑块与心肌桥诊断以及狭窄程度评估差异无统计学意义(P>0.05)。结论 PGA相比RGH，辐射剂量明显减低，且图像质量和诊断效果无明显差异，具有较高的临床应用价值。

体层摄影术，X线计算机；冠状血管造影术；辐射剂量

随着多层螺旋CT(multi slice computed tomography,MSCT)技术的迅速发展，CT冠状动脉成像(CT coronary angiography,CTCA)已经广泛应用于临床，但其较高的辐射剂量也越来越受到关注。本文分析总结前瞻性和回顾性心电门控扫描技术，不仅比较辐射剂量、图像质量的差异，而且对冠状动脉斑块与心肌桥诊断以及狭窄程度评估等临床应用进行对比。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择2012年2月至2014年4月在我院行64层CTCA检查的105例住院患者，其中男性57例，女性48例；年龄35～79岁，平均(57.9±9.8)岁；体质量指数(body mass index，BMI)16.9～32.3 kg/m2，平均(23.67±2.81)kg/m2；心率44～89次/min，平均(61.09±7.20)次/min；心率波动0～7次/min，平均(2.36±1.50)次/min。105例患者随机分为前瞻性心电门控扫描技术(prospective heart switch control scanning technology,PGA)组和回顾性心电门控扫描技术(retrospective heart switch control scanning technology,RGH)组，PGA组最小心率为47～73次/min，最大为49～77次/min，心率波动0～7次/min；RGH组最小心率为44～87次/min，最大为46～89次/min，心率波动为0～6次/min。病例为临床确诊及怀疑冠心病患者及体检者；排除碘对比剂过敏者、孕妇、严重心肾功能不全、呼吸不能配合者、心律不齐患者。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者扫描前均签署知情同意书。

1.2 检查方法 采用GE Light Speed XT 64层CT机，优维显(370 mgI/mL)对比剂；美国EZEM公司双筒高压注射器，22G留置针。患者检查前监测心率，心率≥65次/min，于CT扫描前45 min按1 mg/kg 1次足量口服美托洛尔。训练患者呼吸，平静吸气下屏气20 s。患者取仰卧位，正侧位定位扫描覆盖全部心脏区域。先行测定肘静脉-主动脉的循环时间：经肘前静脉以4.5 mL/s流速注射对比剂20 mL，选择主动脉根部水平一个层面测出时间密度曲线，确定扫描延迟时间。扫描为头足方向，范围自支气管分叉平面下2 cm至膈面以下3 cm。扫描参数为机架转速0.35 s/r，探测器宽度0.625 mm×64，重组层厚0.625 mm，视野(FOV)250 mm×250 mm，矩阵512×512，后降噪软件为C2。RGH参数设置：管电压为120 kV，固定管电流为600 mA， pitch为0.22～0.24，重建期相为75%。PGA参数设置：当心率≤65次/min，重叠时间(padding time,PT)为100 ms，重建期相为75%；当心率>65次/min，PT为200 ms，重建期相为60%，扫描管电流依据推导的个体化管电流公式进行选择，其它扫描参数同RGH。右侧肘静脉注射对比剂75 mL，随后以4.0 mL/s流率注射40 mL生理盐水。测量图像噪声选取主动脉分出冠状动脉左主干的层面，选取面积相等的ROI(200 mm2)，以CT值的标准差作为图像噪声，为避免因对比剂混合不均造成的误差，选取左主干层面上下3层的平均值作为患者的图像噪声。所有病例计算CTCA扫描时的辐射剂量，容积剂量指数及剂量长度乘积由CT扫描仪自动计算，有效辐射剂量计算根据公式：有效辐射剂量(mSv)=剂量长度乘积×k，本文采用胸部取值k=0.014 mSv/(mGy·cm)。

1.3 诊断标准 由2位具有5年以上CTCA诊断经验的放射科医师在不知扫描条件和临床资料的情况下，利用GE ADW4.5图像工作站冠脉分析软件，观察横轴面、MPR、CPR、MIP及VR图像，采用美国心脏协会(AHA)冠状动脉15段分段方法[1]，对所有冠脉节段(管径≥1 mm)进行评估。冠状动脉图像质量评估分为3级[2]，相应评为1～3分：1级为血管显示良好，边界清晰，无错层伪影；2级为血管显示较清晰，有轻度错层或伪影；3级为血管显示不清，血管有明显错层或严重伪影，质量评为1～2级的为可诊断性血管，3级为非诊断性血管，见图1～2。冠状动脉斑块性质分为钙化斑块、非钙化斑块、混合斑块，见图3～5。管腔狭窄程度评估分为3级：无或及轻度狭窄(<50%的狭窄)为1级、中度狭窄(50%～74%的狭窄)为2级、重度狭窄(≥75%的狭窄)为3级，见图6。

图1 血管显示良好，边界清晰，无错层伪影(评分1级) 图2 血管显示较清晰，有轻度错层(评分2级)

2 结果

2.1 一般资料比较 PGA组男性32例，女性22例，RGH组男性25例，女性26例，两组患者性别差异无统计学意义(χ2=1.11，P=0.29)。两组患者年龄、身高、体质量、体质指数、扫描时平均心率及心率波动、主动脉CT值等差异无统汁学意义(P>0.05)。两组主动脉噪声、平均有效辐射剂量(average effective radiation dose,ED)比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

图5 混合斑块 图6 冠状动脉斑块及管腔狭窄(中度狭窄)

2.2 图像质量与临床应用比较 行CTCA检查105例患者，冠状动脉供血类型右优势型为92.4%(97/105)，左优势型为5.7%(6/105)，均衡型为1.9%(2/105)。PGA与RGH组比较图像质量、节段平均评分差异无统计学意义(χ2=2.62，P=0.27；t=0.55，P=0.58)，见表2。两组比较冠状动脉斑块与心肌桥节段差异无统计学意义(χ2=2.89，P=0.24；χ2=0.38，P=0.54)，见表3。两组冠状动脉节段狭窄程度比较，差异无统计学意义(χ2=2.51，P=0.29)，见表4。

3 讨论

MSCT的高时间分辨力和空间分辨力保证了CTCA的图像质量，能够清晰的显示冠状动脉的各个节段，因此CTCA已成为诊断和排查冠心病的重要的影像学检查手段[2]。以64层CT为代表的MSCT在临床上应用广泛，然而其引起的辐射风险越来越受到关注，在保证图像质量和满足临床诊断的前提下，根据尽可能降低辐射剂量原则，最大程度控制辐射剂量、尽可能地减少辐射危害越来越受到重视。CTCA扫描方法中RGH采用螺旋扫描，由于采集全心动周期的数据，并选用小螺距扫描方式，扫描重叠范围较多，导致辐射剂量加大；而PGA为步进式轴位扫描，扫描重叠范围小，曝光时间仅发生在心脏时相某一段时间窗，理论上辐射剂量应明显减少。在工作实践中， PGA较RGH有效辐射剂量减少约72.4%，而显示冠状动脉节段等图像质量上并无明显区别，这与国外报道一致[3]。影响CTCA检查图像质量的主要因素有严重钙化以及心率和呼吸所致的运动伪影等，在心率及心率变异较高的情况下，PGA采用Padding技术是适应心率变化的重要措施[4]，它在采集前后各加0～200 ms的多余曝光时间，一般应用30%～40%或70%～80%R-R间期来选择左、右冠状动脉的最佳重组时相，以最大限度地避免和减少阶梯状伪影和运动伪影[5]。当患者心率控制75次/min以下，心率波动范围稳定在5次/min以下，扫描参数合理设置，冠状动脉成像质量较好并能满足诊断要求，可采用PGA实现个体化低剂量扫描[6]。

表1 两组患者一般资料比较

表2 两组患者冠状动脉节段图像质量比较

表3 两组患者冠状动脉斑块与心肌桥节段对比(个)

表4 两组患者冠状动脉节段狭窄程度评估对比(个)

CTCA检查按左主干、前降支(包括较粗大的对角支)、回旋支(包括较粗大的钝缘支)和右冠状动脉(包括较粗大的后降支和左心室后支)观察顺序，通过冠状动脉多平面重组、最大密度投影、曲面重组及容积再现以及与横断面影像结合起来对冠状动脉节段进行诊断评估。在临床应用上可对冠状动脉解剖变异、供血类型、有无斑块及其大体组织构成、累及支数和范围、病变导致管腔狭窄程度等进行诊断，并可在随访中对支架是否闭塞和桥血管通畅性等做出评估。本文通过对冠状动脉斑块、心肌桥诊断及狭窄程度评价等临床应用进行比较，PGA和RGH无明显差异。然而本研究未与“金标准”冠状动脉造影检查(coronary angiography,CAG)进行对照分析，评价CTCA不同扫描方法诊断效果及临床应用的准确性有待进一步探讨[7]。CTCA对管腔狭窄程度评估受图像质量、运动伪影、钙化、血管管径等因素的影响[8]，但对冠状动脉狭窄的诊断准确性与CAG相比并无显著性差异[9,10]。由于MSCT空间分辨力高，CTCA可以清晰显示冠状动脉长度和走行等，对判断冠状动脉起源异常和心肌桥等诊断具有优势[11]。

在注重电离辐射潜在危险的前提下，合理采取PGA及管电流调制、迭代重组等技术和方法降低辐射剂量[12]，可应用CTCA检查对冠心病疑似患者或高危人群进行安全有效、准确可靠的无创筛查[13]。

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(2014-08-25 收稿 2015-03-22 修回)

The comparative study of application of prospectively gated axial technique and retrospectively gated helical technique in CT coronary angiography

TongKaijun,ShuRongbao,ChengLiubing

DepartmentofDiagnosticImaging,thePeople'sHospitalofMaanshan,Maanshan243000,China

Objective To compare difference and clinical value of the prospectively gated axial (PGA) technique and the retrospectively gated helical (RGH) technique in CT coronary angiography. Methods All 105 patients examined with 64-slice CT coronary angiography were divided into 2 groups：54 patients with the PGA technique and 51 patients with the RGH technique. The general information, image quality, characteristics of coronary plaques, myocardial bridges and degree of coronary artery stenosis of the two groups were compared respectively. Results The general information such as gender, age, body height, body weight, body mass index, average heart rate and its fluctuation range, and aortic CT value of patients from the two groups showed no statistical significance(P>0.05). The mean effective radiation dose of PGA group was (3.97±1.24) mSv, whereas that of RGH group was (14.37±1.59) mSv; the difference demonstrated therein was statistically significant (P<0.05). The effective radiation dose of PGA group was 72.4%, which was lower than that of RGH group. There were totally 736 evaluable segments of coronary artery in PGA group, there were totally 702 evaluable segments of coronary artery in RGH group, and the image quality score, the average score of segment, characteristics of coronary plaques, myocardial bridges and degree of coronary artery stenosis of the two groups showed no statistically significant difference (P>0.05). Conclusion The PGA technique presents high value in CT coronary angiography examination as it can effectively reduce the radiation dose while keep image quality and diagnosis effect almost unchanged in comparison with the RGH technique.

Tomography, X-ray computed;Coronary angiography;Radiation dose

马鞍山市科技局科技计划项目(项目编号:2012-k-z-04)

243000 安徽省马鞍山市人民医院影像科

10.3969/j.issn.1000-0399.2015.09.004