低管电压在经导管主动脉瓣置换术前CTA中的应用

许 兵， 朱 洁， 陆建平， 赵冰辉， 田 冰， 尹 伟， 周 振， 王敏杰

海军军医大学第一附属医院放射诊断科，上海 200433

严重的主动脉瓣狭窄会导致心力衰竭，发病凶险，预后较差[1]。经导管主动脉瓣置换术 (transcatheter aortic valve replacement，TAVR)是对有外科手术禁忌证或外科手术风险高患者的替代治疗方法之一[2]。自2017年5月2款国产瓣膜上市后，我国 TAVR得到了快速发展。截至2019年底，全国约200家医院共完成了4 000余例TAVR，其中在2019 年完成2 600余例[3]。

患者TAVR术前可进行经胸超声心动图、经食管超声心动图、多排螺旋 CT、磁共振、动脉造影等评估[4]。其中，CTA是评估主动脉瓣复杂解剖结构的首选方法[5]。国内外关于TAVR术前CTA的研究多集中于双源CT，而且多采用100 kV管电压[6-9]。本研究使用东芝单源320排CT 可变螺距(variable helical pitch，VHP)大范围扫描技术，分别在80、100、120 kV采集TAVR患者术前图像，并分析主观及客观图像质量，以探讨更低辐射剂量的扫描方案。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择本院2016年1月至2020年12月符合纳入标准的严重主动脉瓣膜病变患者96例，均行全主动脉CTA检查，采用VHP扫描法。其中，男性54例、女性42例，年龄65～89岁，中位年龄75岁，体质量指数(BMI)为17.59～31.12 kg/m2。按照随机数字表法，根据管电压将患者分为80 kV、100 kV、120 kV组，各32例。80 kV组纽约心脏病协会(NYHA)心功能分级Ⅳ级7例、Ⅲ级18例、Ⅱ级7例，合并高血压15例、高脂血症20例、糖尿病8例；100 kV组：NYHA 心功能分级Ⅳ级6例、Ⅲ级17例、Ⅱ级9例，合并高血压19例、高脂血症18例、糖尿病8例；120 kV组：NYHA心功能分级Ⅳ级8例、Ⅲ级16例、Ⅱ级8例，合并高血压14例、高脂血症18例、糖尿病8例。所有患者术前均未服用倍他乐克和硝酸甘油片，以防止血流动力学改变。所有患者均签署知情同意书

1.2 扫描方法及参数 采用320排CT机(Aqulion ONE，日本东芝)。对比剂注射采用双通道高压注射器(XD 2001，德国Ulrich)，采用碘普罗胺注射液(优维显，碘浓度为370 g/L，德国拜耳)。使用20G留置针，常规选择右肘前静脉注射。80 kV、100 kV、120 kV组对比剂用量分别为0.9、1.1、1.2 mL/kg，流速分别为3、3.5、4 mL/s。注射完后以同样速度连续注射0.9%氯化钠液40 mL。

3组均采用100～580 mA管电流(仪器根据患者体型、身体厚度、机体密度等自动选择)，旋转时间0.35 s/圈；心脏层面重建层厚0.5 mm、层距0.3 mm，大范围主动脉重建层厚1 mm、间距0.8 mm。常规重建30%、40%、75%时相，图像不佳时手动重建，卷积核为FC03；采用AIDR算法(standard等级)。扫描范围为下颌角至股骨中段水平，以保证各个路径全部显示。其中从下颌角至心底采用小螺距回顾性心电门控扫描模式，心底至股骨中段水平采用大螺距非心电门控扫描模式。下颌角层面至心底螺距为0.18～0.20，准直为0.5×100 mm，智能管电流等级选择“CTA”；心底至股骨中段水平螺距为1.11 ，智能管电流等级选择“low dose”，准直为0.5×100 mm。采用自动智能追踪模式，感兴趣区设置在升主动脉层面，阈值为160 HU。感兴趣区达到阈值后，嘱咐患者吸气，屏气扫描，视野为400 mm，矩阵为512×512。3组除管电压外，其余参数均相同。

1.3 图像质量评价

1.3.1 主观图像质量评价 扫描完成后将原始数据传至东芝VITRE工作站，行容积重建(VR)、多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)等后处理。由两位副高级职称医师对图像进行主观分析，有分歧时经协商后达成一致。采用Likert 5评分制评价各血管图像伪影和噪声[10]：1分，不能诊断，严重伪影；2分，较差、伪影重，但对评估心血管解剖结构、斑块和钙化有足够的对比度衰减；3分，一般、适度，不干扰心脏和血管系统的全面评估；4分，良好，仅有较小伪影，不干扰评估；5分，非常好，无伪影及干扰。

1.3.2 客观图像质量评价 测量双侧颈总动脉(下颌角层面)、升主动脉根部和双侧股动脉(股骨头下方10 cm处)CT值，同层脊柱旁肌肉CT值、背景噪声(SD)，计算对比噪声比(CNR)。CNR=(血管平均CT值-肌肉平均CT值)/SD。感兴趣区尽量大，一般大血管为2 cm2、小血管为0.5 cm2，并尽量避开钙化及密度不均区域。

1.4 其他指标 记录各组患者辐射剂量及对比剂用量。其中辐射剂量采用机器自动生成的剂量长度乘积(DLP)，除外正侧位定位图像及实时监测时产生的值；根据DLP计算有效剂量(ED)，ED=k×DLP，其中k值采用欧盟委员会推荐的转换系数(0.015)[4]。

1.5 统计学处理 采用SPSS 21.0统计软件对所有数据进行分析。计数和等级资料的描述采用n(%)，计数资料组间比较采用χ2检验，等级资料组间比较采用非参数检验(Kruskal-WallisH)。计量资料服从正态分布且方差齐时，采用方差分析进行多组间比较，进一步采用LSD进行两两比较；不满足上述条件时则采用非参数检验，进一步采用Nemenyi法或Keuls法进行两两比较。检验水准(α)为0.05。

2 结 果

2.1 基线资料 结果(表1)显示：3组患者性别、年龄、BMI、心率、扫描时间差异均无统计学意义。

表1 3组患者基线资料比较 n=32

2.2 图像质量评价 各测量血管CT值均超过350 HU。1例患者屏气欠佳经重建后升主动脉根部图像质量良好；5例心律不齐患者经重建后升主动脉根部图像主观评分均达4分。所有患者其余各层面主观评分均大于3分。

2.2.1 主观图像质量评价 结果(表2)显示： 3组间左颈总动脉、右颈总动脉、升主动脉根部图像主观评分差异均无统计学意义。3组间左股动脉、右股动脉图像主观评分差异有统计学意义(P<0.01)；两两比较显示：80 kV组与100 kV组左、右股动脉图像主观评分间差异无统计学意义；120 kV组左、右股动脉图像主观评分小于其他两组(P<0.05)。图1显示典型病例术前CTA结果。

2.2.2 客观图像质量评价 结果(表3)显示：3组间升主动脉根部CT值差异无统计学意义，其他层面CT值、SD值和CNR差异均有统计学意义(P<0.001)。

2.3 辐射剂量及对比剂用量 结果(表4)显示：3组间辐射剂量(F=6.18,P=0.003)与对比剂用量(F=20.95,P<0.001)差异有统计学意义。两两比较显示： 80 kV组与120 kV组间DLP及ED差异无统计学意义；但100 kV组与其他两组间DLP及ED差异有统计学意义(P<0.05)。100 kV组与120 kV组间对比剂用量差异无统计学意义；80kV组与其他两组间对比剂用量差异有统计学意义(P<0.01)。

表 2 3组患者各层面主观评分比较 n=32，分

图1 各组典型病例术前各层面图像

表 3 3组间各层面图像客观评价 n=32

表 4 3组辐射剂量及对比剂用量比较 n=32

3 讨 论

随着多层螺旋CT技术的发展，螺旋CTA的诊断价值显著提高[11-14]。本研究采用的320排CT具有超大范围扫描能力，空间分辨率达到0.4 mm。有研究[15]表明，降低管电压会增加CT值，从而提高血管对比度。而Talei Franzesi等[16]研究发现，在所有血管中，低kV测量较标准120 kV相比能获得更高的CT值，而图像质量差异无统计学意义。80 kV组双侧颈总动脉CT值低于100 kV及120 kV组，可能与更低的流速和更少的对比剂有关。但80 kV组患者CT值均大于350 HU，重建生成的VR及CPR图像质量较佳。CNR是一项客观指标。Karaca等[17]的标准：CNR>8的图像质量高，CNR为4 ～8的图像质量中等，CNR<4的图像质量差。本研究中3组患者升主动脉根部CNR>24，左、右颈总动脉CNR>17，左、右股动脉CNR>18，也说明3组图像质量均佳。

Talei Franzesi等[16]的研究中，100 kV组平均有效辐射剂量明显低于120 kV组，降低约20%[(22.56±5.8) mSvvs(28.82±2.21) mSv]。Alkadhi[18]等的研究中，与120 kV CTA相比，100 kV CTA的有效辐射降低29%～34% 。本研究中100 kV辐射剂量也低于120 kV组，与上述两项研究一致。本研究中扫描使用智能管电流，但辐射剂量未随着管电压的降低而降低，主要是由于为了保证主动脉根部的图像质量，在心电门控扫描区域选择了“CTA”模式而未选择辐射剂量更低的钙化积分模式。随着管电压的降低，为了保证图像质量，管电流会代偿性地成倍增加，导致80 kV组辐射剂量较100 kV组增加，也使80 kV组和100 kV组股动脉主观评分略大于120 kV组。

VHP技术可根据扫描需要改变螺距大小，本研究100 kV组辐射剂量[(963.02±137.90)mGy×cm] 低于Matsumoto等[19]的研究[(1 018.1±1 130.6) mGy×cm]。该研究同样使用100 kV VHP大范围扫描法，不同点在于本研究中100 kV非心电门控扫描部位的螺距为1.1，并选择“low dose”模式。而且，人体的生殖腺位于该区域内，减低此区域的辐射更加重要。

对比剂越来越多地应用于CT成像中，然而，对比剂可能损害肾功能[20]。莫绪凯等[21]在碘对比剂总量为70 mL的条件下，成功对44例患者进行胸痛三联扫描。本研究80 kV组、100 kV组、120 kV组对比剂用量分别为(57.7±9.01) mL、(71.8±10.37)mL、(75.2±11.08)mL，在对比剂增加不明显甚至减少的情况下实现了更大范围的扫描。TAVR患者年龄偏大，多伴有基础疾病。对于肾功能不全患者，选择80 kV可明显减少对比剂用量。

本研究的不足或局限性主要为：(1)VHP技术为东芝CT机特有的采集技术，并不适合所有机型，且目前只有回顾性扫描模式，导致需要接受前瞻性心电门控扫描的患者接受更多的辐射；(2)未选择更低的管电流以进一步降低辐射；(3)患者例数较少，可能造成结果偏倚。

综上所述，320排CT VHP技术联合迭代算法在管电压为80 kV和100 kV时均能获得良好的TAVR术前图像，在采用智能管电流的前提下，80 kV组对比剂用量最少、100 kV组患者所接受的辐射剂量最低。

利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。