不同管电压下前瞻性心电门控双源CT诊断冠心病的比较分析
贾 蕾，高律萍，曹成瑛，赵丰平
1.青海省心脑血管病专科医院放射科，青海 西宁 810099；
2.青海省人民医院影像科，青海 西宁 810007
冠心病是心血管科常见的疾病，目前，对冠心病的诊断技术飞速发展，无创冠状动脉CT检查在临床应用广泛，近年来双源CT通过采取两套球管和探测系统可以极大提升时间分辨率，在患者自然状态心率下完成扫描，为冠心病诊断提供相应的依据，双源CT在冠心病患者诊断中采用前瞻性心电门控扫描可以覆盖心脏跳动的全部R-R间期，应用前瞻性心电门控扫描技术测量左心功能成为现实[1]。近年的研究发现，由于冠状动脉成像过程需要采取薄层厚、小准直、小螺距整个心动周期曝光的扫描方式，因此患者接受辐射剂量较高，因此如何在保证图像质量的前提下，通过合理优化扫描参数降低患者的辐射剂量已成为临床研究的热点[2]。本研究通过观察前瞻性心电门控双源CT低管电压在冠心病诊断中的作用，以期为本地区患者提供更为可靠的诊断方法，同时可以减少对患者造成的不良反应。
1.1 一般资料
采用回顾性研究方法，选取2019年1月至2021年10月在青海省心脑血管病专科医院就诊的60例冠心病患者进行本次研究。其中，男性38例、女性22例；
体质量指数(BMI)20～24 kg/m2；
年龄40～75岁。纳入标准：在我院接受双源CT检查、冠脉造影检查；
临床资料保存完整；
患者知情同意。排除标准：有肝、肾等其他脏器疾病；
有心脏手术史者；
影像图像质量不佳者。根据双源CT检查管电压不同，将患者分为观察组(管电压80 kV)和对照组(管电压100 kV)各30例，两组患者性别、年龄、体质量指数比较，差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。
1.2 方法
1.2.1双源CT检查
采用德国西门子双源CT扫描仪进行CT检查。扫描范围：自气管分叉下1～1.5 cm下方止于心底水平，对比剂为江苏恒瑞医药股份有限公司提供非离子型对比剂碘海醇(350 mgI/mL)，碘对比剂使用量：0.7 mL/kg，高压注射器以3.5 mL/s的注射流速经肘静脉注入。检查前指导患者反复进行呼吸训练，使患者能达到良好屏气状态以配合检查。让患者采取仰卧位平躺在CT检查床上，足先进，双臂上举。准直：128 mm×0.6 mm，层厚：0.75 mm，重建间隔：0.4 mm，矩阵：512×512，FOV：150 mm×150 mm。对照组：采取双源CT前瞻性心电门控扫描模式，管电压：100 kV，开启应用自动毫安控制技术。观察组：采取双源CT前瞻性心电门控大螺距扫描模式，最大螺距：3.4 mm，管电压：80 kV，触发启动扫描预设在心动周期中60%间期。
图像传输医学影像工作站进行后处理，采用冠状动脉15节段分段法对冠状动脉树及分段进行评价[3]。图像质量主观评价分为4级，其中，4分：图像质量优，无呼吸运动伪影、节段管壁边缘均显示清晰；
3分：图像质量良，可见轻微呼吸运动伪影、节段管壁边缘轻微模糊；
2分：图像质量一般，存在中等呼吸运动伪影，管壁中等模糊，结构尚连续；
1分：图像质量差，无法评估，节段走行可疑或不连续，存在血管离断。计算信噪比(SNR)、对比噪声比(CNR)；
记录平均容积CT剂量指数(CTDIvol)和剂量长度乘积(DLP)，并计算有效辐射剂量(ED)，对数据进行分析。
1.2.2冠脉造影检查
采用荷兰皇家菲利普Integris CV-12型造影机进行冠脉造影检查。在患者股动脉穿刺插入6F冠脉造影导管，非离子型对比剂Nycomed Ireland Ltd提供的碘海醇(350 mgI/mL)经肘静脉注入，两名具有5年以上影像经验医师独立阅片，判断狭窄以直径最狭窄的投照角度作为依据，将左右冠脉和分支血管内径开展测量，两名医师存在意见不统一，商量一致后确定。
1.3 统计学处理
2.1 冠状动脉造影结果
以冠脉造影结果作为金标准，观察组440个可评价冠状动脉节段中，共有103个冠状动脉节段有狭窄；
对照组449个可评价冠状动脉节段中，共有107个冠状动脉节段有狭窄。
2.2 两组诊断情况比较
观察组和对照组诊断冠状动脉狭窄的灵敏性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。
2.3 两组冠状动脉节段图像质量评分
观察组和对照组冠状动脉节段图像质量评分比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。
表2 两组冠状动脉节段图像质量评分
2.4 两组客观图像质量比较
观察组和对照组升主动脉根部、右冠状动脉开口、左冠状动脉开口管腔CT值、SNR和CNR比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表3。
表3 两组客观图像质量比较
2.5 两组辐射剂量比较
观察组DLP、CTDIvol和ED明显低于对照组(P<0.05)。见表4。
表4 两组辐射剂量比较
2.6 观察组不同心率亚组冠状动脉节段图像质量评分
观察组心率<75次/分患者冠状动脉节段图像质量优于心率≥75次/分患者(P<0.05)。见表5。
表5 观察组不同心率亚组冠状动脉节段图像质量评分
2.7 观察组不同心率亚组辐射剂量比较
观察组心率≥75次/分和<75次/分患者DLP、CTDIvol和ED比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表6。
表6 观察组不同心率亚组辐射剂量比较
2.8 图像分析
见图1，某男性患者，52岁，采用前瞻性心电门控扫描技术，管电压80 kV，有效辐射剂量为3.91 mSv，图1(a) 为冠状动脉VR图像，图1(b)为冠状动脉CPR图像，显示右冠状动脉近段管腔内结节状小纤维斑块，图1(c)显示左冠状动脉前降支管腔较细。
图1 某患者双源CT图像
随着我国人口老龄化加剧冠心病发病率呈现升高趋势，目前临床诊断冠心病最常用的方式是采取冠脉CT成像技术，该技术的应用已成为诊断冠心病重要方法，传统的常规CT检查由于会出现伪影会对成像结果产生影响[4]。心电门控技术的应用是抑制伪影重要的方法，本研究采用的前瞻性心电门控技术采取步进性扫描方法，同心电同步，一般仅在R-R间期内固定时相触发扫描，在两次扫描的间隔时段则无辐射剂量产，因此可以降低辐射剂量[5]。研究发现由于冠脉成像需要采取薄层厚、小准直、小螺距、整个心动周期曝光的标准开展图像采集，患者接收辐射剂量较高，因此临床研究热点在如何确保图像质量通过优化扫描参数来降低患者辐射剂量[6,7]。
研究发现[8]，管电压是影响X线性能的重要因素，X线有效辐射剂量同管电压平方之间存在紧密联系，两者呈正相关，管电压越高X线穿透力就越强，CT图像噪声则与管电压成反比，管电压在应用过程中同患者体重之间还存在相关性。本研究以冠脉造影结果作为金标准，发现采取前瞻性心电门控双源CT检查降低管电压后在诊断冠状动脉狭窄的灵敏性、特异性、准确性、阳性预测值和阴性预测值同常规电压无差异性，而且在冠状动脉节段图像质量评分方面也无差异性，说明通过降低管电压对图像质量不会产生明显影响，这与宋利华等[9]和蔡凡凡等[10]的研究有类似结果。
以往的研究认为，由于存在心脏血管搏动伪影和呼吸运动伪影存在会对图像质量产影响，而前瞻性心电门控技术虽然降低了管电压，但是图像质量未受到扫描时间延长的影响，考虑到该项技术采取迭代重建算法(SAFIRE，Siemens Healthcare)可以在一定程度弥补由于CT图像噪声增加而导致衰减的CT图像质量[11]。本研究中，两组升主动脉根部、右冠状动脉开口、左冠状动脉开口管腔CT值、SNR和CNR比较差异无统计学意义，说明降低管电压后对图像质量不会产明显的影响，而观察组DLP、CTDIvol和ED明显低于对照组，进一步提示了降低管电压后患者接受的辐射剂量显著降低。
本研究还针对患者不同心率对低管电压扫描的影响进行了分析，心率对于图像质量影响主要是心脏冠脉自身搏动产生运动伪影导致，图像表现为阶梯状或者扭曲状态，而患者提供和心脏功能均会对图像产生影响。有研究显示[12,13]，不同心率水平患者扫描时机器会按照心率自动调整旋转时间，确保在最短时间获取可以满足图像重建所需数据。本研究发现，观察组心率<75次/分患者冠状动脉节段图像质量优于心率≥75次/分患者，而两组在接受辐射剂量方面则无差异性。目前认为采取前瞻性心电门控扫描方式由于采取单时相曝光，因此获得数据信息是有限的，尤其是在心脏功能分析方面效果一般，同时也不利于对肌桥-壁冠状动脉收缩期和舒张期管腔变化观察[14]。有学者对低心率患者开展适应性前瞻性心电门控扫描，预设为71%曝光时相，所有完成，发现该方法对冠脉节段不同程度狭窄的阳性诊断准确率较高，同本研究结果基本一致[15]。
本研究分析了通过降低管电压前瞻性心电门控双源CT检查可以降低辐射剂量，同时可以确保图像质量受到影响最低，有助于为临床合理开展冠心病检查中提升患者检查安全性奠定了一定的基础。但是在开展检查过程中图像质量影响因素较多，同时纳入病例数量少，而且本研究仅对管电压对检查结果的影响进行了分析，临床在开展检查时还是应综合考虑检查过程中对图像质量产生影响的多重因素，目的是进一步获得最佳的诊断效能，同时所接受的辐射剂量最低，确保冠心病患者诊断的可靠性、安全性。
综上所述，前瞻性心电门控双源CT低管电压在冠心病诊断中有较好的应用价值，具有图像质量好、辐射剂量低等优点，值得注意的是心率会影响图像质量。
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