海军军医大学第一附属医院放射诊断科 (上海 200433)

许 兵 赵冰辉 朱 洁* 田 冰 弓 静 王敏杰

经导管主动脉瓣置换术(TAVR)是一项比较新的技术，适用于不符合手术瓣膜置换术条件的重度AS患者[1-2]，并已经应用到中等风险患者[3-5]。TAVR在低手术风险患者中也被证明是非劣于常规手术治疗的方法，可有效地为主动脉瓣狭窄患者提供一种新的手术方案选择[6]。最近研究显示，CT血管成像作为“金标准”已经广泛应用于TAVR术前以及术后评估，并得到了临床的证实[7-9]，对减少围手术期并发症以及提高手术成功率有益。由于TAVR患者要进行大范围成像，所以至少要求64层以上的CT。这些CT的空间分辨率约为0.5～0.6mm，本研究采用的320排CT空间分辨率达到0.4mm，并具备各向同性和快速体积覆盖的优点。东芝320排CT独有的VHP(variable helical pitch)技术在TAVR术前CTA中具备一定的价值，并得到了本中心先前研究的验证[10]。本研究分析在不同管电压条件下，迭代算法与滤波反投影算法主、客观图像质量的差别。

1 材料与方法

1.1 一般资料前瞻性纳入本院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的96例患者行全主动脉CT血管成像(CTA)检查，所有患者均采用VHP扫描法。纳入标准：经临床确诊主动脉瓣病变；年龄＞60岁且预期寿命≥1年；纽约心脏病协会(NYHA) 心功能分级≥Ⅱ级。排除标准：既往有主动脉相关的外科手术及介入治疗；甲状腺功能亢进、严重哮喘、对比剂过敏反应；肾功能严重不全。其中男性54例，女性42例，年龄65～89岁，中位年龄75岁，17.59＜BMI＜31.12。其中，A组NYHA心功能分级Ⅳ级7例，Ⅲ级18例，Ⅱ级7例，合并有高血压者15例，高脂血症20例，糖尿病8例；B组：NYHA心功能分级级Ⅳ6例，Ⅲ级17例，Ⅱ级9例，合并有高血压19例，高脂血症18例，糖尿病8例；C组：NYHA心功能分级Ⅳ级8例，Ⅲ级16例，Ⅱ级8例，合并有高血压14例，高脂血症18例，糖尿病8例。所有患者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 扫描方法及参数所有患者的扫描采用320排CT机(Aqulion ONE，日本东芝公司)。对比剂注射采用双通道高压注射器(XD2001，德国Ulrich公司)，对比剂选用碘普罗胺注射液[370mg(Ⅰ)/mL，德国拜耳公司]。使用20G留置针，注射部位常规选择右肘前静脉。A、B、C三组对比剂用量分别按照0.9mL/kg体重，流速3mL/s；1.1mL/kg体重，流速3.5mL/s；1.2mL/kg体重，流速4mL/s，注射完后以同样速度连续注射0.9%生理盐水40mL。

A组管电压为80kV，自动mA技术(100mA～580mA)，球管旋转时间0.35s/圈；心脏层面重建层厚0.5mm，层距0.3mm，大范围主动脉重建层厚1mm，间距0.8mm；心脏常规重建30%、40%、75%时相，时相不好时采取手动重建，卷积核为FC03，重建算法分别采用AIDR算法(standard等级)和FBP算法。扫描范围从下颌角到股骨中段水平，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，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0.18～0.2，准直为0.5×100mm，智能毫安等级选择“CTA”，心底至股骨中段水平螺距为1.11，智能毫安等级选择“lowdose”，准直为0.5×100mm。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160HU，当感兴趣区达到阈值后嘱咐患者吸气后屏气扫描。视野400mm，矩阵为512×512。B、C两组管电压分别为100kV、120kV，其余参数均同A组。A组分别使用迭代算法与滤波反投影法得到A1、A2两组数据；B组分别使用迭代算法与滤波反投影法得到B1、B2两组数据；C组分别使用迭代算法与滤波反投影法得到C1、C2两组数据。

1.3 主观图像质量评价扫描完成后将原始数据传至东芝VITRE工作站软件行容积重建技术(VR)、多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)等后处理。由两位副主任医师对图像进行主观分析，当评分有分歧时由2人共同协商后达成一致。采用Likert5分制[11]评定各血管图像伪影和噪声的存在及程度：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，不干扰对心脏和血管系统的全面评估；4分：良好，仅有较小的伪影，不干扰评估；5分：非常好，没有伪影或任何诊断干扰。

1.4 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10cm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(contrast-to-noise ratio)，CNR=(血管平均CT值一肌肉平均CT值)/SD。测量感兴趣区时尽量大(大血管一般为2cm2，小血管一般为0.5cm2)并尽量避开钙化及密度不均的区域。

1.5 辐射剂量与对比剂用量记录各组患者对比剂的用量并记录机器自动生成的剂量长度乘积(dose—length product，DLP)，这里未包含正侧位定位像及实时监测时产生的DLP，根据DLP计算有效剂量(effective dose，ED)，ED=k＊DLP(k值采用欧盟委员会推荐的转换系数0.015[12])。

1.6 统计学方法采用SPSS 21.0统计软件对所有数据进行分析。计量数据若服从正态分布则采用(±s)进行描述，否则采用中位数和范围进行描述；配对计量资料若服从正态分布则采用配对t检验，否则采用Wilcoxon符号秩和检验；若多组计量资料服从正态分布且满足方差齐性，则采用方差分析进行组间比较，进一步采用LSD进行两两比较，若不满足上述条件则采用非参数检验，进一步采用Nemenyi法或Keuls法进行两两比较；计数和等级资料的描述采用[n(%)]，计数资料采用χ2检验进行组间比较，等级资料采用非参数检验(Kruskal-Wallis H)进行组间比较。P＜0.05表示有统计学意义。

2 结 果

2.1 CT扫描结果96例患者扫描都获得了成功，各测量血管CT值均大约350HU；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例心率不齐患者经重建后主动脉根部图像主观评分均达到4分以上，其余各层面主观评分均值都超过了3分。

2.2 一般资料对比A、B、C三组患者之间的性别采用χ2检验进行组间比较，χ2=0.25，P=0.88。三组之间性别差异无统计学意义。三组患者间年龄、BMI、心率、扫描时间满足正态分且方差齐性(χ2和P值分别为2.02、0.36/1.53、0.4/4.49、0.10/0.01、0.99)，采用方差分析，见表1。

表1 三组一般资料对比

2.3 三组主观图像质量评价等级资料主观评分的比较采用Wiloxon符号秩检验。除A组升主动脉根部图像质量主观评分差异无统计学意义外，其余各组、各层面主观评分间差异均有统计学意义，可见迭代可提高图像的主观评分，见表2。

表2 各部位图像组主观评分比较

续表2

续表2

2.4 三组客观图像质量评价各组CT值、CNR、SD值符合正态分布的，采用配对资料t检验，不符合配对资料t检验则采用符号秩和检验，Wilcoxon配对法。三组CT值之间的差异比较无统计学意义(P＞0.05)；SD值和CNR之间的差异比较则有统计学意义(P＜0.001)，见表3～5。A1组SD值小于A2组，B1组组SD值小于B2组，C1组SD值小于C2组，可见迭代算法可明显降低SD值；A1组CNR大于A2组，B1组CNR大于B2组，C1组CNR大于C2组，可见迭代算法可增加CNR。

表3 80kV组各层面CT值、SD值和CNR组比较

表4 100kV组各层面CT值、SD值和CNR组比较

表5 120kV组各层面CT值、SD值和CNR组内比较

2.5 辐射剂量与对比剂用量辐射剂量：DLP及ED在80kV与120kV组之间的差异无统计学意义(P＞0.05)，但100kV组与80kV、120kV组之间的差异均有统计学意义(P＜0.05)，100kV组辐射剂量显著小于80kV组和120kV组。

对比剂用量：100kV与120kV组对比剂使用量之间的差异无统计学意义(P＞0.05)；但80kV组与这两组之间的差异均有统计学意义(P＜0.01)；80kV组对比剂使用量显著少于100kV组和120kV组，见表6。

表6 三组间辐射剂量及对比剂用量比较

2.6 图像分析典型病例图像见图1～2。

图1 80kV组一女性患者，75岁，迭代组(图1A)左侧颈总动脉SD值明显小于FBP组(图1B)，主观评分分别是5分、4分；图2 80kV组一女性患者，75岁，左侧股动脉迭代组(图2A)SD值明显小于FBP组(图2B)，主观评分分别是5分、4分。

3 讨 论

VHP是一种可以实现大小螺距相互切换的技术，一次覆盖大范围扫描，满足TAVR术前影像的要求[10,13]。迭代算法广泛应用于TAVR术前CT心血管扫描中[13-15]，结合低管电压、低管电流可以有效地降低辐射剂量。东芝320排CT具有三维自适应迭代重建算法(adaptive iterative dose reduction 3- dimensional，AIDR 3D)可以有效地降低图像噪声，改善图像质量。与传统的FBP相比，在不损失图像质量的前提下，AIDR 3D可以明显降低辐射剂量[16]。然而，有学者[17]研究发现：过高的迭代重建级别产生的平滑效果会对CTA图像产生蜡样状伪影，可能掩盖部分病理改变，且图像重建速度偏慢。指南一般会推荐迭代权重比例为40%～60%，迭代不宜过 大[18-19]。基于此，本研究选择AIDR等级为“standard”模式。本研究中，通过联合迭代算法使得三组内的主动脉各层面及背景噪声减小，CNR值提高，这也与Suyudi等[20]在主动脉上的研究结果一致。

本研究中，三组迭代算法组的图像明显好于FBP组，FBP组的SD值均大于迭代组且波动较大，CNR值均小于迭代组。80kV FBP组主动脉根部图像主观评分与迭代组相同，这可能是由于80kV组使用了相对高的mA，在心电门控时由于螺距非常小导致mAs变大，图像质量就会提高。其余各组的主观评分均低于迭代组。FBP组颈动脉的主观评分相对较低，这可能是患者检查时双手上举导致80kV的X射线穿透力不足造成的图像质量不佳。当然，这些大血管的CT值均高于350HU且主观评分平均都在3分以上，完全可满足TAVR术前对于CT血管造影的要求。

CNR是一项非常客观的指标。根据Karaca等[21]的标准：高图像质量CNR＞8，中等图像质量CNR在4-8，CNR＜4的情况下图像质量差。本研究中升主动脉根部迭代组CNR均值都大于24，左、右颈总动脉迭代组CNR均值都大于17，在左、右股动脉迭代组也都大于18，可见迭代算法可以显著提高血管的图像质量。在FBP组左、右颈总动脉，左、右股动脉CNR值较低，且有部分组别CNR均值小于4的。可见，迭代算法组与FBP组在颈总动脉与股动脉处图像质量有更加明显差别，在颈总动脉处可能与患者双手上举有关；在股动脉处可能与我们采用了“lowdose”模式有关。

综上所述，320排CT VHP技术80kV相对120kV可以适当减少对比剂用量，100kV相对120kV可以适当降低辐射剂量。然而，无论80kV、100kV还是120kV迭代算法主、客观图像质量总体优于FBP组。本研究也有很多不足和局限性，主要为(1)VHP为东芝CT特有的采集技术，并不适合所有机型；(2)患者例数太少，可能会造成结果的偏差。