中国心血管影像技术应用现状调查与医疗质量报告

吕滨，任心爽，安云强，赵迎新，李希，李静，卢光明，金征宇，代表国家心血管病专业质控中心心血管影像质控专家工作组

1 背景与概况

2018年8月，国家心血管病专业质控中心组织成立了“心血管影像质控专家工作组”（以下简称影像质控组），标志着我国从此有了专注于心血管病影像专业（目前主要是放射影像专业）的质控专家团队。

“影像质控组”成立后，把工作的主攻方向暂时定在冠心病的影像诊断领域，因为在全国有超过2.9亿人患冠心病或是冠心病高危人群[1-2]，冠心病导致的缺血性心脏病是目前我国五大死亡疾病之一[3]。影像学检查是诊断冠心病最有效的手段，其中冠状动脉CT 血管成像（CTA）能够直观显示冠状动脉管腔狭窄和斑块情况，心脏磁共振成像（CMR）能够评价心肌的损伤、缺血梗死及纤维化程度，核素心肌灌注显像可以评价心肌灌注和心肌存活情况，超声心动图可以评价心脏结构及功能的异常，负荷超声心动图可以在诱导心肌缺血的情况下，评价心肌的运动功能[4-6]。

美国心脏学会和美国心脏病学院（AHA/ACC）、欧洲心脏学会（ESC）关于稳定性心绞痛、非ST 段抬高型急性冠状动脉综合征的多项指南中，推荐冠状动脉CTA 检查（推荐级别IIa/A），推荐超声心动图检查明确心功能（推荐级别I/C）和核医学单光子发射计算机断层摄影术（SPECT）或正电子发射断层显像（PET）检查（推荐级别I/B）[7-10]，而不应该直接给患者实施有创的冠状动脉造影检查。2017年美国放射学院（ACR）也发布了“高度疑诊冠心病慢性胸痛患者的影像诊断技术适用性标准”[11]。中国2017年发布的稳定性冠心病无创影像学检查路径的专家共识中，也推荐了上述检查技术，但由于缺乏国内资料，推荐的影像学检查技术更多参考的是国外指南或专家共识[12]。所以，制定临床操作路径，需要了解上述这些影像检查技术在我国开展的情况，包括这些技术在我国的可及性、工作流程、适应证、质量控制、诊断水平等现状，然而国内缺乏这些基本数据支撑，因此“影像质控组”把初步的工作目标和重点，放在冠状动脉成像领域的影像学技术应用现状和质量控制上。

除冠心病以外，急性主动脉综合征、肺动脉栓塞（PE）也是常见的心血管急重症，针对这类疾病，CTA是指南推荐的最佳和首选诊断技术。因此，影像质控组对主动脉、肺动脉以及外周血管疾病、先天性心脏病等临床较为常见的心血管病的应用情况进行了调查。国内对从事放射影像工作人员、设备现状、工作量现状等缺乏数据资料，本次一并做了调查。

调查采用对全国不同地区、不同等级医院进行横断面随机抽样的方法，被抽到的医院建立了心血管影像质量控制填报平台，并确定由各省（地区）心血管病质控中心协助开展评价指标数据的上报。对开展冠状动脉CTA 的医院进行了病例图像的抽查，并建立由中国医学科学院阜外医院放射影像科牵头的中心阅片室，对图像质量的多维指标体系进行定量及定性的评估。根据评估结果发布质控数据报告,并反馈给省级质控中心和各参加单位，指导并帮助提高医疗质量。

2 心血管影像技术的应用现状调查

2.1 开展调查的方法

2.1.1 随机抽样方法

采用CHINA-PEACE 既往研究的平台[13]，根据全国各省市按区域分布的三级医院和二级医院的数量[14]，按比率随机整群抽样，代表了我国的真实情况。共抽出了全国33 个省市自治区（中国台湾、中国香港和中国澳门除外）155 家医疗单位（不包括军队医疗机构），包含三级医院62 家，二级医院93家，最终155 家医院均进行了平台注册及数据填报，完成合格问卷调查的医院155 家，其中上报有效定量数据的126 家医院，包括62 家三级医院中的53家（85.5%），有效调查量约占全国三级医院的2.1%（53/2 548）；93 家二级医院的73 家上报有效定量数据（78.5%）,有效调查量约占全国二级医院的0.8%（73/9 017）。

2.1.2 数据采集与分析方法

冠心病诊断相关各项影像学检查技术的开展情况，心血管放射影像检查年度工作量，以及从事放射影像工作的人员、设备构成情况，均以调查问卷形式进行收集，收集的时间节点是2017年1月1 日至2017年12月31 日的全年数据。调查问卷由被调查单位的课题组医生填写（均经过培训），科室主任审核签字后反馈给影像质控组的核心实验室（中国医学科学院阜外医院放射影像科），核心实验室进行数据整理及统计分析。

开展冠状动脉CTA 的单位进行电子平台注册，于2017年10月至2018年5月分批次进行，收集并上传每月前5例冠状动脉CTA 病例及其原始图像，共连续抽查6 个月的数据，对于每月无法完成5例冠状动脉CTA 检查的医院，上报当月完成的冠状动脉CTA 数据即可。所有患者的扫描前准备情况、扫描和图像采集方式、图像后处理情况以及辐射剂量均进行收集。图像质量均由核心实验室高年资放射科医师进行评估，客观评价指标包括测量主动脉根部CT值及图像噪声，主动脉根部CT值＜200 HU（Hounsfield Units，HU）为质量差，图像噪声＞40 HU为质量差。主观评价采用计分的形式，将图像分为优秀、良好、中等、较差等四个等级进行评估。评判标准如下： （1）优秀：图像无伪影，冠状动脉主干及较大分支均可进行诊断；（2）良好：有细微伪影或无伪影，冠状动脉主干及较大分支80%以上节段可进行诊断；（3）中等：有少量图像伪影，冠状动脉及较大分支60%～80%的节段可进行诊断；（4）较差：有明显图像伪影，冠状动脉及较大分支可进行诊断的节段小于60%。需要说明的是，由于病变钙化过多导致管腔评价受限，属于客观局限性，并非图像不能评估；图像客观指标为“差”，或者主观打分为“较差”，最终定义为检查失败。

2.2 调查的主要结果

2.2.1 冠心病各种影像检查技术的开展情况（图1）

本次调查的心血管影像检查技术，包括有创冠状动脉造影（ICA）、冠状动脉CTA、CMR、负荷超声心动图、SPECT/PET 心肌灌注。总计155 家医院中开展ICA 的医院共102 家（65.8%），冠状动脉CTA 共100 家（64.5%），CMR 共21 家（13.5%），负荷超声心动图共14 家（9.0%），SPECT/PET 共20 家（12.9%）。进一步分层显示，在62 家三级医院中开展ICA的59家（95.2%），冠状动脉CTA 57家（91.9%），CMR 18 家（29.0%），负荷超声心动图14 家（22.6%），SPECT/PET 20 家（32.3%）；在93 家二级医院中开展ICA 和冠状动脉CTA 均为43 家（46.2%），CMR 3 家（3.2%），负荷超声心动图0 家（0%），SPECT/PET 0家（0%）。图1 数据显示，在我国各种冠心病影像学诊断技术中，ICA 和冠状动脉CTA 的普及率最高且两者相当，已经在绝大部分三级医院中普及应用；而其它的影像技术则应用相对较少。

2.2.2 各种心血管疾病CT 和心脏磁共振成像的应用情况（表1、图2～3）

图1 各种冠心病影像检查技术在被调查医院中的开展情况

表1 2017年常见心血管疾病CT、心脏磁共振成像和冠状动脉造影检查的工作量情况

图2 各级医院每年平均检查量

图3 推算2017年全国各种心血管疾病影像检查总量

ICA 是有创的检查技术，但目前仍然是冠心病诊断的“金标准”，在我国仍然是最常用的诊断技术。冠状动脉CTA 发展迅速，已经逐步成为冠心病诊断的主力军，推算2017年全国冠状动脉CTA 检查例数为460.77 万例，与ICA 的504.03 万例接近。除冠状动脉CT 检查之外，心血管病CT 检查还包括主动脉CT、外周血管CT、肺血管CT 及先天性心脏病（先心病）CT 检查等；CMR 主要用于心肌病变的检查；以上影像学技术具体的平均工作量以及2017年全年总工作量见表1、图2～3。

上报有效定量数据的126 家医院中能开展主动脉CT 的医院共有85 家（67.5%），其中三级医院49 家（占53 家三级医院的92.5%），二级医院36 家（占73 家二级医院的49.3%）。推算2017年全国主动脉和外周血管CT 检查总例数为442.97 万例。能开展肺血管CT 检查的医院共有81 家（64.3%），其中三级医院47 家（占三级医院的88.7%），二级医院34 家（占二级医院的46.6%），推算2017年全国肺血管CT 检查总例数为70.44 万例。能开展先心病CT 检查的医院共有14 家（11.1%），其中三级医院13 家（占三级医院的24.5%），二级医院1 家（占二级医院的1.4%），推算2017年全国先心病CT 检查总例数为5.91 万例。能开展CMR 检查的有17 家医院（13.5%），其中三级医院14 家（占三级医院的26.4%），1 家为二级医院（占二级医院的1.4%）。推算2017年全国CMR 检查总例数为8.23 万例。

2.2.3 放射影像专业人员和设备情况

心血管影像检查需要医师、技师及护士三方配合完成工作，参与调查医院上报了参与放射科（包括X 线、CT、MRI）工作的医师、技师及护士的人员共计3 650 名，其配备情况：医师共计1 873 名（51.3%），技师1 370 名（37.5%），护士407 名（11.2%），其中具有研究生学历水平的医师495 名（26.4%），本科学历的1 153 名（61.6%）。三级医院医师共计1 225 名，技师881 名，护士270 名，其中研究生学历水平的医师489 名（39.9%），本科学历的692名（56.5%）。二级医院医师共计648 名，技师489名，护士137 名，其中研究生学历水平的医师6 名（0.9%），本科学历的461 名（71.1%）。三级医院平均每家单位有25 名医师、18 名技术员及5 名护士。二级医院平均每家单位有9 名医师、7 位技术员及2 名护士。根据全国三级医院和二级医院的总体数量，由此推算全国三级医院有放射科医师62 426 名，二级医院医师84 681 名，技师107 534 名，护士32 117 名，工作人员共28.68 万人。

调查医院和推算全国的CT 和磁共振设备量及档次的分层情况（表2）：由表2 推算全国有CT 设备共18 233 台，有磁共振成像设备共9 415 台。从表2 数据上看，设备的分布比较合理，三级医院中，高中低档次CT 设备均匀分布，数量适中；磁共振成像设备也是以1.5T 为主，并合理搭配3.0T 磁共振成像设备。二级医院以64 排CT 以下档次的设备为主。

表2 调查医院和推算全国的CT 和MRI 设备量

2.2.4 冠状动脉CTA 应用质量分析

截止到2019年4月，影像质控组共获得抽查的冠状动脉CTA 图像1 305例，其中三级医院951例，二级医院354例。所有图像由核心实验室高年资放射科医师进行评估，并进行主观和客观打分定量评估。

（1）检查总体质量和失败率（图4）：全部患者冠状动脉CTA 图像的主动脉根部平均CT值为449 HU，平均图像噪声为25 HU，总体上符合图像质量诊断标准。医生主观打分，图像质量为优秀的占66.8%（872例/1 305例），良好的占22.3%（291例/1 305例），中等的占4.9%（64例/1 305例）,较差的占5.0%（65例/1 305例，定义为检查失败），其中三级医院图像较差的比例为3.7%（35例/951例），二级医院图像较差的比率为8.5%（30例/354例）。图像质量差的主要原因，包括冠状动脉运动伪影、患者呼吸、心率不齐或心律失常。这些原因部分是由于检查前准备不充分所致，应该加强心率和心律控制，对患者进行呼吸训练。

（2） CT 检查辐射剂量：冠状动脉CTA 辐射剂量在抽查患者中平均为11.8 mSv，其中三级医院辐射剂量平均为11.5 mSv，二级医院辐射剂量平均为12.7 mSv。三级医院和二级医院辐射剂量小于5 mSv、5～8 mSv 和大于8 mSv 的比例见图5。

图4 三级医院和二级医院冠状动脉CT 血管成像图像质量情况的比较

图5 三级医院和二级医院开展冠状动脉CT 血管成像的辐射剂量分布与比较

3 讨论

本次心血管影像检查技术应用现状和医疗质量调查，是在全国范围内的一次大规模随机抽样横断面调查，据查阅文献，在全国范围内并未查询到类似数据的报道。本次调查依托国家重点研发计划项目方能得以实施。该项目从设计开始到完成数据采集与分析，历时三年，入选单位包括了除中国台湾、中国香港和中国澳门的全国所有省市自治区，全体课题组人员及参加调查的入选单位，均经过严格质控与培训，确保数据来源真实，结果可靠。

本次调查结果，明确了诊断冠心病的各种影像学技术在我国的应用现状。按照国内外专家共识提出的检查路径，疑诊稳定性冠心病患者既可以推荐做冠状动脉CTA 检查，也可以推荐做心肌灌注影像学检查[12]，根据本次的调研结果，冠状动脉CTA技术在全国开展得最为广泛，而负荷超声心动图、CMR 和核医学的SPECT/PET 检查等，开展得非常不普及，因此，首选冠状动脉CTA 检查应该是目前国内普遍可行的检查路径。虽然经导管冠状动脉造影检查，在全国开展的更为普及，但是这项技术是有创检查，更准确地应用它应该是指导经皮冠状动脉介入治疗（PCI），而不是首选作诊断性检查技术。

2018年国内共开展PCI 约91.5 万例[1]，本次调查显示全国冠状动脉造影超过500 万例次，说明单纯诊断性冠状动脉造影仍有很大的阴性检查结果，有创检查还有较大减少使用的空间。ESC 2019年发布《慢性冠状动脉综合征诊断与治疗指南》，则进一步将无创影像学成像技术推荐为疑诊或已知冠心病患者临床诊疗的一线检查手段（I 类推荐）[15]。因此，以冠状动脉CTA 为代表的无创影像学技术，将会有更多的临床应用的需求，因为该技术对于疑诊冠心病患者具有重要的临床诊断价值，同时对指导他汀类药物干预治疗及其随访病变进展也有很高的价值[16]。

负荷超声心动图可观察负荷状态下心肌节段的室壁运动情况，注射声学对比剂行心肌声学造影，还可观察心肌组织灌注情况，提高诊断冠心病的敏感度和特异度。负荷超声心动图技术是唯一可在床旁操作的检查，且检查过程中不需要注射放射性核素及含碘对比剂，无辐射损害；但该项检查在我国仅有三级医院开展，且开展比例不足10%，说明它有极大的发展空间。

CMR 检查，在识别急性心肌损伤、评价心肌灌注，以及识别心肌坏死和纤维化等方面，有着独到的优势。但是，CMR 由于设备和专业技术人员的相对不足，这项检查在我国三级医院的普及率不到30%。核素心肌灌注检查，结合心肌代谢显像，是理想的可以评估心肌存活的检查技术，然而，受显像剂制备困难、保存半衰期短以及检查过程复杂耗时等限度，SPECT 和PET 在我国的三级医院也仅有32%的医院开展了此项检查。这些技术在欧美国家被广泛推荐应用，但是这条检查路径并不适合中国目前的国情，在中国尚有较大发展空间和漫长的发展历程。

根据本次调查的结果显示，冠状动脉、主动脉和外周血管、肺血管、先天性心脏病等最常见心血管病的影像学检查，以CTA 为临床主要的检查技术，开展的工作量也远远高于CMR 检查。主要的原因是CT 设备更为普及，且检查过程较CMR 更为省时、简便，也更加适用于冠心病、主动脉夹层和肺动脉血栓栓塞等以胸痛为临床表现的心血管急症的检查。本组数据显示，心血管病的影像学检查更多的是在三级医院中完成，以冠状动脉CTA 为例，三级医院每年平均工作量是二级医院的10 倍左右。但是，对从业人员数量调查的结果看出，三级医院放射科医师的平均人数，仅不到二级医院的3 倍，这一定程度反应了我国目前患者就医不均衡的情况，三级医院患者量大，工作繁多，二级医院患者量少，技术开展慢，医师能力得不到充分的锻炼和提升。

本次的调查结果还显示，我国放射科人员和设备的配置，与其完成的工作量相比，工作效率和投入产出效率很高。2018年中国执业(助理)医师总数为360.7 万人[17]，本次调查提示中国从事放射影像的医师约14.7 万人。美国2011年一项调查显示，美国放射科医师共有近4 万人，每10 万人口对应的放射科医师数目在8.8～29.5 人之间[18]。根据现有数据，我国和美国人口标化的放射科医师数量，美国高于中国约20%。本次调查显示，我国放射科医师的平均受教育程度为大学本科，三级医院中有研究生学历的近40%，二级医院非常低，说明医生存在巨大的不均衡性。如何保证与提升我国放射科医师的质量，是我们需要进一步发展的方向和进一步探讨的重点。

与国内放射影像检查的工作量相比，平均投入的CT 和磁共振成像设备并不多，设备的档次适中，使用效率很高。初步推算2017年，我国共有18 233台CT 设备，其中有8 633 台64 排及其以上档次的CT 设备，这是目前国内能够快速开展普及冠状动脉CTA 检查的技术和设备保证。推算2017年我国共有磁共振成像设备9 415 台，其中8 240 台1.5T及以上档次的设备，这些设备应该大部分能够胜任CMR 检查，相信CMR 检查会越来越普及。中国医学装备协会《2018年中国CT 设备市场报告》（参见https://www.sohu.com/a/228717979_464387）指出，截至2017年年底，我国CT 设备保有量达到19 027 台（不含军队医院），本次调查结果与之相符。2018年中国磁共振成像设备保有量约为9 255 台（参见https://www.qianzhan.com/analyst/detail/220/191104-73b85e53.html），本次调查结果与之相符。

本次重点对临床最常用的冠状动脉CTA 的医疗质量做了调查，从这一视角反映出目前国内心血管影像工作开展情况及其医疗质量。图像质量反映出操作流程是否规范，给予患者的辐射剂量反映出图像采集等核心技术的应用是否规范，是否按照指南或专家共识推荐的方法执行[19]。因此，将本次质控的核心指标确定为图像质量和辐射剂量。本次调查结果显示冠状动脉CTA 图像质量的整体优良率在三级医院为90.8%，二级医院为87.3%，检查失败率分别为3.7%和8.5%，说明开展这项工作的质量提升空间较大。

在保证图像质量满足诊断的前提下,如何选择个性化扫描方案用以降低辐射剂量，同时实现全国均一化的图像质量,是业界追求的质控方向。国内指南指出,中高端CT 设备冠状动脉CTA 辐射剂量应该控制在2～5 mSv 以下,高端CT 设备辐射剂量甚至能够控制在1～2 mSv[19]。然而，本次调查的辐射剂量远远超过指南推荐的辐射剂量，平均高于10 mSv。原因主要有以下几个方面：第一，我国大部分医院冠状动脉CT 的扫描模式还停留在回顾性心电门控扫描模式；第二，个体化低剂量扫描模式在我国没有得到充分的推广应用；第三，很多新技术没有得到推广和重视，如迭代重建技术可间接实现降低有效辐射剂量的目的。

以上调研数据，反映了不同等级、不同地区医疗单位之间存在较大的差异，心血管影像技术规范化应用水平和操作技能有待进一步提高。影像质控组未来的工作计划，就是将上述调研结果反馈给参加单位，有针对性的对这些医院进行培训，并进行培训后再次调研与反馈。此外，除心血管CT 和CMR 外，我们争取和超声科、核医学科进行深入合作，最终完成心血管病的各种影像检查技术应用现状和医疗质量的调查。

本次横断面调查主要研究限度：首先整群随机抽样会存在系统误差，参考既往全国公布的医院等级与分布数据进行本研究的随机抽样，可是实际上社会是在不断更新发展的，新的医院也会不断出现。另外，本研究没有纳入全国的部队医院。其次，样本量仍然不够大。本次调查了全国2.1%的三级医院和0.8%的二级医院，如果再按不同地域划分，样本量显示不足。第三，数据的质量控制和统计学分析的水平，还有待进一步提高。

4 结论

我国目前对冠心病的诊断，以冠状动脉造影和冠状动脉CTA“解剖学”技术为主，而功能学检查技术中负荷超声心动图、核素心肌灌注及心脏磁共振成像的开展比例均较低。除冠心病之外，主动脉和外周血管病的影像检查需求也很大，CT 血管成像检查成为最主要的诊断技术，并获得普及应用。从事心血管病放射影像的医技人员数量已经具备一定的规模，但是人员技能和教育素质有待进一步提高；我国CT 和磁共振成像设备数量和档次配置合理，应用的性价比很高；与二级医院相比，三级医院的心血管影像检查承担更多的人均工作量，技术普及率高，方法更为多样。冠状动脉CTA 的图像质量基本能够达到诊断要求，但是有较大的提升空间；给予患者的辐射剂量过高，加强培训和技术指导是下一步的工作重点。

致谢：

感谢国家“重大慢性非传染性疾病防控研究”重点专项（2016YFC1300400）和中国医学科学院“卫生与健康科技创新工程”项目（2016-12M-1-011）的资助对本次调查工作的支撑；感谢国家心血管病专业质控中心的指导和组织成立心血管影像质控专家工作组；感谢影像质控专家组各位专家的积极参与和帮助，并对项目的实施给予具体指导；感谢全国155 家医院的热情配合与积极参与，为项目组提供了真实数据和宝贵的医学图像；感谢国家心血管病中心、国家心血管病临床医学研究中心专家们对项目设计、组织实施和数据质控的指导与帮助！最后衷心感谢本项目组每位工作人员的艰苦努力和辛勤付出。

“国家心血管病专业质控中心心血管影像质控专家工作组”写作专家组名单（按姓氏汉语拼音排序）：曹代荣（福建医科大学附属第一医院），曹殿波（吉林大学第一医院），戴旭（中国医科大学附属第一医院），葛英辉（阜外华中心血管病医院），龚良庚（南昌大学第二附属医院），韩丹（昆明医科大学第一附属医院），胡红杰（浙江大学医学院附属邵逸夫医院），金征宇（组长，中国医学科学院北京协和医院），李彩英（河北医科大学第二医院），李澄（东南大学附属中大医院），李东（天津医科大学总医院），刘斌（安徽医科大学第一附属医院），刘辉（广东省人民医院），刘进康（中南大学湘雅医院），刘文亚（新疆医科大学第一附属医院），龙莉玲（广西医科大学第一附属医院），卢光明（副组长，中国人民解放军东部战区总医院），吕滨（秘书长，中国医学科学院阜外医院），孙凯（中国医学科学院阜外医院深圳医院），王健（陆军军医大学第一附属医院），王荣品（贵州省人民医院），王锡明（山东省立医院），王怡宁(中国医学科学院北京协和医院），吴江（山西省心血管病医院），夏黎明（华中科技大学同济医学院附属同济医院），辛文龙（兰州大学第一医院），严福华(上海交通大学医学院附属瑞金医院)，银武(西藏自治区人民医院)，余建群(四川大学华西医院)，袁利(海南省人民医院)，赵迎新（首都医科大学附属安贞医院），张佳胤（上海交通大学医学院附属第六人民医院），张同（哈尔滨医科大学附属第四医院），张永海（青海省人民医院），郑敏文（空军军医大学西京医院），朱力（宁夏医科大学总医院）

利益冲突：所有作者均声明不存在利益冲突