基于体表面积调节的低浓度对比剂个体化注射方案在冠状动脉支架CTA中的应用

荣梅 李彩辉 闫建华 赵启利 李兆祥

近年来,冠状动脉支架CTA(coronary stent CTA，CSCTA)检查技术已经广泛应用于冠状动脉支架术后随访中。由于碘含量比与血管的强化程度呈正相关[1]，CSCTA通常需要较大的对比剂剂量及碘流率来维持冠脉及支架内的碘浓度，导致对比剂肾病和过敏反应的发生率也随着对比剂用量的增加而上升[2]。此外，研究表明，患者相关因素明显影响冠状动脉内部的相对强化程度[3]，但以往的冠状动脉CTA方案大多数却并未考虑患者本身的因素，导致冠状动脉的强化程度以及冠脉支架内的增强程度存在较大的个体差异性[4]，从而影响其成像质量和支架狭窄的评估。因此，那些能够降低碘流率和对比剂用量的扫描方案，以及基于患者相关因素的个体化CSCTA方案，成为了CTA技术发展的重要研究目标和热点[5]。在患者相关因素中，体表面积(body surface area，BSA)对冠脉血管内部增强程度的影响是颇为显著的[6]。本研究的目的在于探讨基于BSA调节的低浓度对比剂个体化对比剂注射方案在冠状动脉CTA中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 一般资料 采用前瞻性方式，连续入选2014年12月至2018年10月冠状动脉支架的CTA随访门诊患者80例，其中男47例，女33例；年龄53～81岁，平均年龄(67.4±14.7)岁；身高153～178 cm，平均身高(165.79±12.41)cm；体重53～92 kg，平均(72.3±19.8)kg；体重指数18.6～29.8 kg/m2，平均(24.7±5.2)kg/m2；体表面积1.46～2.11 m2,平均(1.78±0.32)m2。患者随机分为A、B组，每组40例。2组一般资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)。本研究中所有患者或家属都签署了知情同意书，且已经过本院伦理委员会批准。见表1。

表1 2组患者的一般基线资料及扫描条件比较 n=40

1.2.1 纳入条件：正常情况下或服用倍他乐克后，心率(HR)≤70次/min，心律齐；患者随访资料完整。

1.2.2 排除条件：不能屏气和依从性较差者；有相关检查禁忌证或对比剂过敏史者。

1.3 设备与材料 设备：Aquilion 320排640层高端螺旋CT机及双筒高压注射器；(材料)碘对比剂包括：欧乃派克350(低渗高浓度，350 mgI/ml)，威视派克270(等渗低浓度，270 mgI/ml)。

1.4 检查方法 A组用等渗低浓度对比剂威视派克(270 mgI/ml)，注射流率为2.4 ml·s-1·m-2×BSA(m2)；B组(对照组)用高浓度对比剂欧乃派克(350 mgI/ml)，固定注射流率5 ml/s[7]。2组均采用常规剂量(120 kVp)、实时监控触发、自动毫安及及前瞻性心电门控、自适应统计迭代重建(adaptive statistical iterative reconstruction，ASIR)技术(40%)。患者在检查前心率应平稳，并且进行反复呼吸屏气训练。若患者心率(HR)>70次/min，可以口服倍他乐克，待心率降至≤70次/min后再做检查。扫描时，先做一个胸部屏气定位像，然后再进行增强扫描。胸部扫描范围：气管分叉下方10～15 mm处至心脏膈面下方10～15 mm处；应用双筒高压注射器，采用团注法，经肘静脉注入对比剂后，用25 ml 0.9%氯化钠溶液冲洗。

1.5 方法 在同机的工作站上，分别测量、记录和计算主动脉根部CT值、图像信噪比(SNR)、噪声值(SD)、比噪声比(CNR)、图像质量评分、注射流率，碘流率，注射时间，对比剂总量及碘摄入量。由两名放射诊断医师(具有 5年以上冠脉CTA诊断经验、采取双盲法)，对A、B组冠脉支架CTA图像测量和评价。

1.5.1 参数值的表示及计算方法：①噪声值(SD)用支架内部CT值的噪声标准差(standard deviation，SD)表示；CNR=(冠脉支架内部的CT值-脂肪组织CT值)/SD值；SNR=冠脉支架内部的CT值/SD值。采用Stevenson体表面积(BSA)计算公式：BSA(m2)=0.0061×身高(cm)+0.0128×体重(kg)-0.1529。②冠脉支架内部的CT值无法测量时：应用支架近端冠状动脉的CT值/或主动脉根部测得的CT值代替。碘流率=对比剂浓度×注射流率，对比剂总量=注射流率×注射时间，碘摄入量=对比剂浓度×对比剂总量。

1.5.2 冠状动脉支架钙化程度的划分标准：①轻度——指冠状动脉支架内狭窄程度<50%的钙化和冠状动脉支架边缘5 mm范围内、狭窄程度<50%的钙化；②中度——指50%≤冠状动脉支架内狭窄<75%的钙化和冠状动脉支架边缘5 mm范围内、50%≤管腔狭窄程度<75%的钙化；③重度——指冠状动脉支架内狭窄≥75%的钙化和冠状动脉支架边缘5 mm范围内、狭窄程度≥75%的钙化；④极重度——指或冠状动脉支架局部弥漫性的钙化。

并行数据转换为高速串行数据后,如何对高速串行数据进行字节定界?当多通道串行传输时,已经进行字节定界的数据,如何进行多通道间的数据对齐?当通道数据发生偏移后,如何正确进行监测?当发生错误过多,如何使系统重同步?这都是高速串行通信实现时需要考虑的主要问题,JESD204B协议对上述问题进行了明确规定[4-6]。

1.5.3 CTA图像质量：视觉评分标准(其中>3分者可应用于临床诊断)[8]：5分：图像质量优(CTA图像内支架无伪影，且边缘锐利清楚，能与周围组织形成明显对比，冠状动脉支架内部的细微结构均能清晰显示)。4分：图像质量良好(CTA图像内冠状动脉支架壁基本无伪影，能与周围组织形成良好对比，其边界和内部结构显示较清晰)；3分：图像质量可(CTA图像内冠状动脉支架壁存在少量伪影，并与周围组织存在对比，冠状动脉支架内部的结构显示欠清晰)；2分：图像质量较差(CTA图像内冠状动脉支架壁伪影较多，且与周围组织结构对比欠佳，支架边界及内部结构较模糊，且评价困难)；1分：图像质量差(CTA图像内冠状动脉支架壁伪影严重，且与周围组织结构对比差，支架边界及内部结构模糊难辨，难以评价)。其中3分以上者可用于临诊断[8]。

1.5.4 冠状动脉支架再狭窄(ISR)/畅通的诊断标准

1.5.4.1 冠状动脉支架再狭窄(ISR)的CTA表现：①直接征象：冠状动脉支架扭曲、变形或断裂；冠状动脉支架内腔明显变细并且显影断续；冠状动脉支架内腔血液强化程度不均匀，冠状动脉支架内管壁出现严重的钙化或呈不规则充盈缺损，支架远端局部管腔再狭窄(ISR≥50%)。②间接征象：冠状动脉支架远端的冠脉未见充盈。见图1。

图1 左侧冠脉前降支中段支架图像质量可,内见少许钙化斑块,支架远端局部管腔再狭窄(ISR≥50%)(细箭) 图2 右冠状动脉近段支架CTA图像质量尚可,内部可见少许钙化和非钙化斑块(细箭),冠状动脉管腔局部无明显狭窄(ISR<50%) 图3 右冠状动脉远段支架CTA图像质量优,冠状动脉支架内部可见少许非钙化斑块(细箭),支架内管腔通畅(未见明显狭窄) 图4 右冠脉近中段3枚支架图像质量较好,内少许非钙化斑块,支架局部可见少许硬化伪影,但不影响评价)(细箭),支架内管腔通畅(未见明显狭窄)

1.5.4.2 支架通畅的CTA表现:①支架图像质量优或良好：a直接征象：冠状动脉支架无变形、断裂；冠状动脉支架内腔显影良好，其CT值与近心端正常冠脉内对比剂的CT值一致；冠状动脉支架两端血管无变细征象。b间接征象：冠状动脉支架远端冠脉充盈充分。②支架图像质量可：a直接征像：冠状动脉支架内见少许钙化斑块和(或)非钙化斑志块，支架远端管腔局部无明显狭窄(ISR<50%)；b间接征像：冠状动脉支架远端冠脉充盈可。见图2～6。

图5 前降支近段支架图像质量可,内见少许钙化斑块,支架远端管腔局部无明显狭窄(ISR<50%)(细箭) 图6 右冠状动脉中远段2枚支架CTA图像质量尚可,内部可见少许钙化斑块(细箭),支架内管腔通畅(未见明显狭窄)

2 结果

2.1 CSCTA检查 CSCTA检查患者80例(A、B 组，每组40例)，共检出101枚支架(A组54枚，B组47枚)，包括单枚支架患者65例(A组31例，B组34例)，两枚支架患者11例(A组7例，B组4例)，三枚支架患者3例(A组1例，B组2例)，四枚及以上支架患者1例(A组5枚支架1例，B组0例)。被检出的101枚冠状动脉支架均可见不同程度的钙化，其中97枚冠脉支架可评价；A组有52枚，B组有45枚；冠状动脉支架钙化程度为A组29/19/4/2[轻度/中度/重度/极重度(弥漫性)]，B组27/15/3/2[轻度/中度/重度/极重度(弥漫性)]，占冠状动脉支架总数的96.04%(97/101)；4枚冠状动脉支架(A组为2枚，B组为2枚)因冠状动脉支架局部形成重度钙化(均为弥漫性钙化)而导致评价受限或无法评价，数量占支架总数的3.96%(4/101)。

2.2 2组CT及图像质量评分 A组主动脉根部CT值低于B组，差异有统计学意义(P<0.05)。2组SD、SNR、CNR和图像质量评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 2组CT及图像质量评分 n=40,分,

2.3 2组对比剂相关参数比较 A组碘流率、对比剂量及碘摄入量、注射流率低于B组，差异均有统计学意义(P<0.05)。2组注射时间比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。

2.4 一致性评价 两名医师在噪声、图像质量评分等主观指标评估方面的取得了较好的一致性(Kappa 值分别为 0.69、0.71)。

3 讨论

冠状动脉及其支架内的相对强化程度及图像质量是影响冠脉支架术后再狭窄评估的重要因素[8]。冠脉强化程度由扫描相关参数、注射相关参数和患者相关因素等共同决定[5]；注射相关参数包括对比剂用量、对比剂浓度(mg/ml)、注射速率(ml/s)、碘总量、碘流率(gl/s)等。患者相关因素包括血容量、心输出量、身高、心率、体重(body weight,BW)、体表面积(BSA)、身体质量指数(BMI)、呼吸控制等[5]。当扫描相关参数相同时，患者相关因素及注射相关参数对冠脉血管内部的相对强化程度及达峰时间有明显影响[3]。

高碘流率可以使冠状动脉内对比剂浓度达峰时间提早，冠状动脉远端分支充盈效果好，且冠状静脉显影弱、对图像影响小。然而高碘流率也会加大对患者心功能及冠脉血管耐受性的影响，同时还会增加对比剂肾病的发病率[9]和上腔静脉硬化伪影的影响，不利于微小斑块和支架内腔的显示，因而不宜片面追求过高的碘流率[2]。因此CSCTA检查需要在对比剂碘流率与患者安全之间进行优化[10]。

既往研究证实，在对比剂注射剂量相同的条件下,血管内强化程度和患者体重呈负相关[11]。但是一部分体重相同的患者，在同样的对比剂注射参数及扫描条件下，冠脉血管内强化程度的变异性仍然很大，原因在于体重和血容量之间的线性相关性较差，而且患者的体表面积、心输出量和体脂含量等其他机体因素存在明显差异性[12],因而仅仅依据体重来估计碘对比剂的需要量并不准确。此外，有的研究依据BMI来调节冠脉CTA对比剂注射方案,结果冠状动脉的强化程度变异性仍然很大；这或许是由于不同患者之间血容量有差异，而血容量差异则会导致团注对比剂被稀释的程度有所不同，因而导致了冠脉的强化程度不同[5,10]。基于患者相关因素中血容量对于冠脉血管中对比剂浓度有明显影响,而血容量与BSA呈正相关，而且相关性高于患者体重的相关性，因此BSA可能对调节碘对比剂的注射参数具有潜在的指导价值[13]。

既往研究提示，在CTA成像中，对比剂的碘流率对冠状动脉强化程度的影响要比碘浓度更大[14]。但是在临床工作中发现，碘对比剂的浓度改变不大，并且对比剂浓度差异对冠状动脉强化程度并无显著影响；而碘流率则可以通过改变注射流率(即碘流速)来调节。进行标准化CTA扫描相关因素及碘流率后，使用不同浓度的对比剂，却可以获得相似的冠脉血管内强化程度[15]。

碘克沙醇(270 mgI/ml)是目前碘含量最低的等渗对比剂，可以使受检者有更好的舒适度[16]，其黏度在37℃ 时低于其他绝大部分碘对比剂(包括欧乃派克350，350 mgI/ml)[17]，注射量相同时可降低对比剂肾病风险。有文献表明，冠状动脉强化水平在CT值250～450 Hu时即可满足冠脉CTA诊断要求[18]，最佳时机是在冠状动脉内对比剂浓度处于峰值时进行扫描[2]。而640层螺旋CT能在单次心跳中、短对比剂峰值时间内完成全心扫描[19,20]。以上这些都为灵活应用对比剂、减少有效碘用量、进行低碘流率扫描提供了有力的临床依据和技术支持。

本研究中A组(基于BSA调节的注射方案)注射流率与对比剂总量均低于B组，但获得的CSCTA成像质量并未明显降低，表明降低注射流率或者对比剂总量对图像质量影响并不大。这与杨琴等[7]的研究结果基本一致。

A组碘流率明显低于B组，主要是由于A组采用了低浓度对比剂，A组的注射流率又低于B组。虽然A组图像质量满足诊断要求，但冠状动脉近段CT值(主动脉根部CT值)与B组相差较明显，对比剂浓度峰值时间较B组略延迟，这些都是由于较低的碘流率所致。B组冠状动脉近段CT值(主动脉根部CT值)较高，原因是得益于较高的碘流率[10]。2组图像质量无明显差别。

A组碘摄入量明显低于B组，主要是由于A组碘流率明显低于B组，且2组注射时间差异并不明显所致。本研究与冯晓荣等[2]采用64层螺旋CT扫描仪所做的低碘流率CTA研究结论基本一致。

总之，在保证图像质量的前提下，基于BSA调节的、应用低浓度碘对比剂的个体化冠状动脉支架CTA能明显减少碘对比剂有效碘用量、降低碘流率，从而也降低了对比剂肾病等一些不良反应的发生率，因此具有较好的应用价值。