杨威威 梁 奕 凡 娜 李 贞 王 剑 范文辉

(湖北省长江航运总医院影像科，武汉市 430014，电子邮箱：675748200@qq.com)

近年来，随着后64排CT在我国的广泛使用，冠状动脉CT血管成像(coronary computed tomography angiography，CCTA)的临床应用也越来越普及[1-4]。冠状动脉图像质量的影响因素主要有冠状动脉壁的钙化程度及运动伪影，其中，呼吸运动伪影是主要因素[5]。常规CCTA扫描时要求受检者屏气配合，最新的《心脏冠状动脉CT血管成像技术规范化应用中国指南》[6]中亦强调屏气的重要性，但部分受检者屏气困难或者不能配合指令，导致CCTA检查失败。目前鲜有关于自由呼吸状态下CCTA的研究报道。宽体探测器CT的时间分辨率更高、Z轴覆盖范围更宽、辐射剂量更低，对受检者的检查要求更加宽松[7]。鉴于此，本研究探讨在自由呼吸状态下行320排CCTA的可行性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2018年6～12月于长江航运总医院拟诊断为冠状动脉疾病且均行CCTA检查的60例患者为研究对象，其中男性32例、女性28例，年龄41～89(59.0±11.1)岁，主诉胸痛40例、胸闷15例、心悸5例，纳入标准：符合《冠状动脉微血管疾病诊断和治疗的中国专家共识》[8]中有关冠状动脉疾病的诊断标准；有CCTA检查适应证，无严重高血压及心、肾功能不全病史。排除标准：对含碘对比剂过敏、严重心律不齐、严重心肾功能损害、症状未得到缓解仍在服药治疗的甲亢、既往接受过冠状动脉旁路移植术、钙化积分扫描发现广泛血管钙化者。将60例患者按就诊顺序随机分成屏气组和自由呼吸组，每组30例。两组患者的年龄、性别、体质指数、扫描时心率差异均无统计学意义(均P>0.05)，见表1。本研究经过本院伦理委员会通过，患者签署知情同意书。

表1 两组患者临床资料比较

1.2 检查方法 采用东芝Aquilion ONE 320排动态容积CT扫描仪行CCTA检查，探测器宽度160 mm，转速为0.35 s/圈，扫描层厚为0.5 mm，层距为 0.5 mm。管电压为100 kVp，管电流根据患者体型由CT扫描仪自带的智能毫安技术自动选择，采用自适应迭代剂量减低算法重建原始图像。扫描模式采用前瞻性心电门控技术，采集时相为R-R间期的60%～80%之间。采用Medtron双筒高压注射器，以5 mL/s速率在患者肘正中静脉注射50 mL对比剂碘普罗胺(拜耳公司，优维显370，规格为100 mL ∶76.89 g)，随后以同样速率注射25 mL生理盐水。

屏气组患者在技师指导下进行呼吸训练，在检查全程中屏气至少5次；自由呼吸组患者在检查过程中平静呼吸，全程无屏气指令。扫描范围从气管分叉下1～2 cm至心脏膈面，应用SureStart追踪技术自动触发扫描，监测层面为扫描范围的中央层面，触发点定于监测层面的降主动脉内，触发阈值为300 HU。扫描时心率≤65 次/min者采集1 个心动周期，扫描时心率>65次/min者采集2～3个心动周期。扫描完毕后将图像传至Vitrea FX图像后处理工作站，行容积再现、曲面重组、最大密度投影和多平面重组。

1.3 图像质量客观评价指标 选取主动脉根部(aortic root，AR)、左冠状动脉主干(left main coronary artery，LM)、右冠状动脉近段(proximal right coronary artery，RCA)作为兴趣区，测量直径2 mm以上血管CT 值，以兴趣区内CT值的标准差(standard deviation，SD)作为图像噪声。选取左室心肌作为对照区域(region of control，ROC)，测量心肌的CT值及其SD值。为避免误差，上述参数在连续3个层面测量并取其平均值。计算客观评价指标图像信噪比(signal-to-noise ratio，SNR)、图像对比噪声比(contrast-to-noise ratio，CNR)以评价图像质量，计算公式如下：SNRAR=CTAR值/SDAR，CNRAR=(CTAR值-CTROC值)/SDROC，SNRLM=CTLM值/SDLM，CNRLM=(CTLM值-CTROC值)/SDROC,SNRRCA=CTRCA值/SDRCA，CNRRCA=(CTRCA值-CTROC值)/SDROC。

1.4 图像质量主观评分 按美国心脏协会冠状动脉分段法[9]，将冠状动脉分为左冠状动脉主干，左前降支近、中、远段，左回旋支近、远段，右冠状动脉近、中、远段共9个节段。通过横轴位及曲面重组图像对患者冠状动脉各节段按3分法进行评价：3分代表优质的图像对比，血管边缘清晰，无运动伪影；2分代表良好的图像对比，血管边缘稍模糊，有轻微的运动伪影，有诊断价值；1分代表血管显示不清，有严重运动伪影，不能满足诊断。由两名放射科副主任医师采用双盲法进行评分，评分不一致时由两人共同阅片达成一致意见。

1.5 辐射剂量评估 记录设备自动生成的剂量长度乘积(doses length product，DLP)，并计算有效辐射剂量(effective dose，ED)，ED=0.014×DLP。本研究中的ED不计入定位像、钙化积分以及监测峰值时间扫描的辐射剂量。

1.6 统计学分析 采用SPSS 19.0软件进行统计学分析。计量资料以(x±s)表示，比较采用t检验；计数资料以例数和百分比表示，比较采用χ2检验，等级资料的比较采用Mann-Whitneyu检验。以P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组图像质量客观评价指标比较 两组AR图像的SNR、CNR差异有统计学意义(均P<0.05)，但CTAR值差异无统计学意义(P>0.05)。两组LM、RCA的CT值以及图像SNR和CNR比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)。见表2。

表2 两组患者图像质量客观评价指标比较(x±s)

组别nCNRLMCTRCA值(HU)SNRRCACNRRCA屏气组3023.9±10.1531.9±91.722.8±10.428.6±13.7自由呼吸组3024.5±8.6576.1±142.820.5±9.432.9±13.1 t值-0.248-1.2440.899-1.243P值0.8050.2180.3730.219

2.2 两组图像质量主观评分比较 屏气组显示260个冠脉节段(10个节段由于解剖变异未显示)，其中图像质量主观评分为1分、2分、3分的冠脉节段分别有4个(1.5%)、49个(18.9%)、207个(79.6%)；自由呼吸组显示268个冠脉节段(2个节段由于解剖变异未显示)，其中图像质量主观评分为1分、2分、3分的冠脉节段分别有6个(2.2%)、49个(18.3%)、213个(79.5%)。两组图像质量主观评分差异无统计学意义(u=0.079，P=0.937)。自由呼吸及屏气状态下CCTA检查图像见图1及图2。

图1 自由呼吸状态下CCTA检查图像

注：患者女性，55岁，扫描时心率70次/min，a～d分别为冠脉容积再现及左冠状动脉前降支、回旋支、右冠状动脉的曲面重组，冠脉各节段图像质量主观评分为3分

图2 屏气状态下CCTA检查图像

注：患者女性，51岁，扫描时心率67次/min，a～d分别为冠脉容积再现及左冠状动脉前降支、回旋支、右冠状动脉的曲面重组，冠脉各节段图像质量主观评分为3分

2.3 两组辐射剂量评估比较 屏气组的DLP为(322.8±162.6)mGy·cm，ED为(4.5±2.3)mSv；自由呼吸组的DLP为(245.1±118.6)mGy·cm，ED为(3.4±1.7)mSv；自由呼吸组的DLP、ED均低于屏气组(t=2.115，P=0.039；t=2.107，P=0.040)。

3 讨 论

随着CCTA技术的成熟，其临床应用价值获得广泛认可。研究显示，CCTA对中低危胸痛患者的诊断准确且有效，在大多数情况下，CCTA 具备与单光子发射计算机断层负荷心肌灌注成像等功能学检查同等的诊断效能[10]。这说明 CCTA 将在每年数百万胸痛患者的诊疗中起到重要作用。准确诊断冠状动脉疾病的前提是获取高质量的CCTA图像，而图像质量与设备、技术人员操作设备技术、医生和患者等多个因素有关[11]，其中患者屏气不佳可致明显呼吸运动伪影，影响医生对图像的判读。因此《心脏冠状动脉CT血管成像技术规范化应用中国指南》[6]要求患者配合屏气。在CCTA检查过程中，患者需配合屏气5次左右，每次屏气持续约10 s，短时间内反复多次屏气，增加了对患者的要求，降低了检查舒适性。此外，反复屏气还会对心率产生影响，部分患者扫描前心率与曝光时心率存在较大差异，导致检查效果欠佳、甚至失败[3]。有学者认为自由呼吸状态下行CCTA检查有如下优势[12-13]：(1)横膈运动引起的冠状动脉运动速度远低于心脏跳动引起的冠状动脉运动速度，后64排CT时间分辨率高，可最大限度地减少冠状动脉的运动伪影，呼吸运动导致的伪影可忽略，自由呼吸状态下CCTA检查有较高的图像质量，检查效果媲美屏气状态下的检查效果；(2)自由呼吸可减少屏气对心率的影响，反而提高检查成功率。本研究结果显示，除了两组AR图像的SNR、CNR差异有统计学意义(P<0.05)外，两组AR的CT值，LM、RCA的CT值、SNR、CNR以及两组图像质量主观评分比较，差异均无统计学意义(均P>0.05)，说明在自由呼吸状态下行320排CCTA检查是可行的，这与既往文献报道[12-13]相似。

为保证自由呼吸状态下CCTA检查成功，目前在多项研究中均要求控制患者扫描心率。例如，Kang等[14]运用东芝320排CT行自由呼吸状态下CCTA时，要求患者扫描时心率在75次/min以下；Bischoff等[15]运用西门子双源CT行自由呼吸状态下CCTA时，要求患者扫描时心率在60次/min以下。本研究中，入组病例扫描时心率多控制在65次/min以下，但也有少数病例扫描时心率较高，最高心率达到96次/min，但通过多期相重建，图像质量能完全满足临床诊断要求。

本研究结果还显示，自由呼吸组的ED均低于屏气组(P<0.05)。笔者认为，这与自由呼吸对心率波动影响较小有关。东芝320排CT扫描仪采集的心动周期数与心率存在如下关系：当心率<65次/min时采集1个心动周期，心率为65～80次/min时采集2个心动周期，心率为81～117次/min时采集3个心动周期，心率为118～155次/min时采集4个心动周期，心率>156次/min时采集5个心动周期[16]。本研究入组病例心率多控制在65次/min以下，自由呼吸状态下行CCTA扫描时心率波动较小，可在一个心动周期内完成扫描；而屏气状态下行CCTA扫描时，部分患者的心率产生明显波动，超过65次/min后扫描仪会自动采集2个或以上心动周期，辐射剂量相应增高。

本研究主要存在以下局限性：首先，本研究使用的是320排宽体探测器CT，自由呼吸扫描只适用于该机型，能否应用于其他类型设备还有待进一步研究；其次，对于高心率或心律不齐的患者，自由呼吸状态下行CCTA检查的可行性有待进一步证实；第三，纳入的患者采用统一的扫描条件和对比剂用量，未进行个性化设置，辐射剂量偏高。

综上所述，在自由呼吸状态下行320排CCTA检查的图像质量能满足临床诊断要求。对于屏气困难或屏气后心率不稳的患者，可选择自由呼吸CCTA检查。