双源CT冠状动脉成像：320 mgI/ml替代370 mgI/ml对比剂的可行性

祝小莲 ZHU Xiaolian李文欢 LI Wenhuan王慧霞 WANG Huixia陈 楠 CHEN Nan杜祥颖 DU Xiangying李坤成 LI Kuncheng



双源CT冠状动脉成像：320 mgI/ml替代370 mgI/ml对比剂的可行性

祝小莲 ZHU Xiaolian
李文欢 LI Wenhuan
王慧霞 WANG Huixia
陈 楠 CHEN Nan
杜祥颖 DU Xiangying
李坤成 LI Kuncheng

Department of Radiology, Xuanwu Hospital, Capital Medical University, Beijing 100053, China

Address Correspondence to： LI Kuncheng E-mail： cjr.likuncheng@vip.163.com

修回日期：2016-01-04

中国医学影像学杂志

2016年 第24卷 第3期：187-190

Chinese Journal of Medical Imaging 2016 Volume 24 （3）： 187-190

【摘要】目的 比较320 mgI/ml及370 mgI/ml两种不同浓度碘对比剂对双源冠状动脉CT血管成像（CCTA）图像质量的影响，探讨CCTA中较低浓度对比剂替代高浓度对比剂的可行性。资料与方法 100例临床拟诊为冠状动脉疾病患者随机分为两组，两组患者体重指数相当，高浓度组对比剂采用370 mgI/ml碘普罗胺，注射流速5.0 ml/s；低浓度组对比剂采用320 mgI/ml碘佛醇，注射流速5.8 ml/s；两组碘流速均为1.85 gI/s，碘负荷均为0.34 g/kg。测量升主动脉及降主动脉的CT值及右冠状动脉近段、右冠状动脉远段、左主干、前降支及左回旋支的信噪比和对比噪声比，并采用4分法进行图像质量主观评价。结果 两组升主动脉及降主动脉的强化CT值差异均无统计学意义（P＞0.05）；两组右冠状动脉近段、右冠状动脉远段、左冠状动脉主干、左前降支、左回旋支的信噪比及对比噪声比差异均无统计学意义（P＞0.05）；2名评估者对图像质量评分一致性较好（Kappa=0.773，P＜0.05），两组图像质量主观评分差异无统计学意义（Z=0.117，P＞0.05）。结论 在双源CCTA中保持碘流速和总碘负荷一致，320 mgI/ml及370 mgI/ml两种不同浓度对比剂所得图像质量相似，320 mgI/ml可以替代370 mgI/ml对比剂。

【关键词】冠状动脉疾病；冠状血管造影术；体层摄影术，X线计算机；造影剂；碘浓度；血药浓度

随着多层螺旋CT的不断发展，冠状动脉CT血管成像（cononary CT angiography，CCTA）技术得到很大的提高，已成为临床评估和筛查冠状动脉疾病（coronary artery disease，CAD）的重要手段［1-3］。对比剂的碘浓度、注射总量、注射流速［4］ 等可以直接影响CCTA 的效果。既往应用不同碘浓度CT 对比剂采用相同流速进行CCTA的对比研究表明，高浓度对比剂能得到更高的血管内增强［5-7］，因此，目前临床上CCTA多采用350 mgI/ml以上碘浓度的对比剂。但高浓度的碘对比剂价格高，且可能存在更高的肾毒性风险［8-9］。近年研究表明，应用不同碘浓度对比剂而采用相同碘流速进行的CT血管成像在肺血管及腹部血管取得相似的效果［6-7］，但类似技术在CCTA的研究鲜有报道。本研究拟在相同碘流速前提下比较320 mgI/ml与370 mgI/ml对比剂对CCTA图像质量的影响，探讨320 mgI/ml对比剂在CCTA中替代370 mgI/ml对比剂的可行性。

1　资料与方法

1.1 研究对象 收集2013年5—10月在首都医科大学宣武医院就诊、临床拟诊为CAD的患者，纳入标准：①临床疑有CAD或已确诊为CAD；②未经或经药物控制后，心率＜65次/分，心律齐；③无严重肝、肾功能不全。排除标准：①有碘对比剂不良反应史；②心率＞65次/分，心律不齐；③严重肝、肾功能不良；④有支气管哮喘病史；⑤冠状动脉内有支架植入和冠状动脉搭桥术后；⑥近期计划妊娠者。共纳入100例患者，按接受放射科检查的顺序随机分为两组，每组50例，两组患者采用不同浓度的对比剂，但碘流速及总碘负荷保持一致。高浓度组患者年龄36～89岁，其中32例体重指数（body mass index，BMI）＞25 kg/m2；低浓度组患者年龄41～86岁，其中33例BMI＞25 kg/m2。两组患者性别、年龄及BMI比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。本研究经首都医科大学宣武医院伦理委员会批准，所有研究对象均获告知并签署知情同意书。

1.2 仪器与方法

1.2.1 对比剂注射方案 高浓度组对比剂采用370 mgI/ml碘普罗胺（德国拜耳公司），注射速度5 ml/s，碘流速1.85 gI/s，碘负荷为0.34 g/kg；低浓度组对比剂采用320 mgI/ml碘佛醇（中国恒瑞公司），注射速度5.8 ml/s，碘流速1.85 gI/s，碘负荷为0.34 g/kg。所有患者采用CT专用高压注射器（MED TRON，德国）经左肘静脉用20G留置针注入对比剂，随后用生理盐水40 ml冲管，流速5 ml/s。

1.2.2 CCTA扫描 采用Siemens Somatom Definition Flash第二代双源CT机进行CCTA检查。患者取仰卧脚先进体位，按标准位置粘贴心电极，连接导线，常规选用II导联。先扫描胸部定位像后进行钙化积分平扫，然后进行小剂量团注（Test-blous）测定升主动脉达峰时间。以所测达峰时间+4 s为扫描延迟时间进行CCTA检查，范围包括左、右冠状动脉的全部解剖范围。采用心电前门控大螺距（Flash）扫描方式，扫描参数：螺距3.4，管电压用智能最佳管电压技术（Care kV），参考管电压120 kVp，参考管电流380 mAs/转，且用careDose4D在Z轴方向上调控管电流。

1.3 图像重建 所有病例的图像重建为2种模式：①层厚0.6 mm，层间隔0.4 mm，数据重建采用SAFIRE迭代算法，迭代因子为3，卷积核为B26f，传至GE AW 4.5工作站，进行曲面重组（CPR）、最大密度投影（MIP）及容积再现（VR）等重建；②层厚和间隔均为1.5 mm的横断位图像，常规滤波反投影算法，卷积核为B30，测量CT值，并计算信噪比（SNR）和对比噪声比（CNR）。

1.4 图像评估 ①CT值测量：在优势冠状动脉近段层面测定升主动脉、降主动脉及优势冠状动脉近段的CT值。②冠状动脉SNR及CNR测量：分别测量右冠状动脉近段、右冠状动脉中段、左主干、前降支及左旋支的CT值，并测量其主动脉根部周围脂肪CT值，以目标冠状动脉CT值的标准差作为图像的背景噪声，根据公式（1）及公式（2）计算SNR和CNR。以上测量的感兴趣区大小约为目标血管截面积的2/3，避开钙化，放置3个感兴趣区，取其平均值。③CT图像质量主观评分：由2名具有5年以上血管影像诊断经验的主治医师分别采用盲法评价CPR图像质量，共分为4级，评分为1～4分，评分标准：4分，血管显示清晰，边界清晰光滑，无伪影；3分，血管显示较清晰，但部分节段血管有轻度伪影或轻微模糊，不影响诊断；2分，部分节段有血管边界中度模糊，但无节段不连续，图像尚可用于诊断；1分，血管部分节段有重度伪影，或节段不连续，图像无法满足诊断要求。

1.5 统计学方法 采用SPSS 17.0软件，2名评估者对图像质量判断结果的一致性采用Kappa检验；图像质量主观评分取2名评分者的平均值，两组间比较采用Mann-Whitney U检验；两组间目标血管CT值、SNR 及CNR比较采用独立样本t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2　结果

2.1 两种对比剂注射方法的目标血管CT值 高浓度组升主动脉及降主动脉平均CT值均稍高于低浓度组，但差异无统计学意义（t=0.485、0.318，P＞0.05），见表1。

表1 两组患者基本资料及目标血管CT值比较

2.2 两种对比剂注射方法的目标冠状动脉SNR及CNR两组冠状动脉各主要节段SNR及CNR比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），结果见表2及图1A、图2A。

2.3 两组对比剂注射方法的CCTA图像质量主观评分2名评估者对图像质量的评分一致性较好（Kappa=0.773 P＜0.05）。高浓度组与低浓度组图像质量评分分别为（3.70±0.54）分、（3.66±0.63）分，差异无统计学意义（Z=0.117 P＞0.05），两组病例CCTA图像质量相似（图1B、图2B）。

表2 两组CCTA的CNR及SNR比较

图1 男，56岁，BMI 27 kg/m2。注射370 mgI/ml对比剂，升主动脉、降主动脉的CT值分别为397.6 HU、381.7 HU，右冠状动脉近段SNR及CNR分别为13.6、15.8（A），图像质量主观评分为4分（B）

图2 女，60岁，BMI 26 kg/m2。注射320 mgI/ml对比剂，升主动脉、降主动脉的CT值分别为409.5 HU、394.6 HU，右冠状动脉近段SNR及CNR分别为14.2、16.9（A），图像质量主观评分为4分（B）

3　讨论

目前CCTA已成为冠心病的重要筛查手段，其图像质量将直接影响冠状动脉狭窄程度及斑块性质的判断准确性，影响CCTA图像质量的因素很多，其中患者因素主要是心率、心律、呼吸控制等，设备因素主要是CT的时间分辨力及探测器的Z轴覆盖宽度等。双源CT具有75 ms的高时间分辨力，使CCTA在单个心动周期内完成数据采集成为可能，并可减少所需对比剂的总量，本研究探讨在双源CT Flash扫描模式下利用常规浓度对比剂替代高浓度对比剂的可能性。

为了取得良好的图像质量，满足诊断要求，CCTA要求对比剂在冠状动脉腔内充分充盈，且强化程度在合理范围内，强化过高或过低均可能影响冠状动脉狭窄程度和斑块性质的判断，CCTA一般要求冠状动脉腔内血液的CT值为300～500 HU［10］。为了达到这种程度的强化，临床CCTA一般采用碘浓度在350 mgI/m以上的高浓度对比剂并进行快速团注，注射流速一般在5 ml/s以上［11］。然而高浓度对比剂价格高，而且增加了肾毒性的风险［8-9］。近年研究报道利用低管电压及迭代算法等技术进行CCTA检查时可适当降低碘对比剂的浓度或流速［12-14］，但低管电压技术主要适用于BMI较低的人群，临床上部分行CCTA检查的患者并不适宜采用，本研究纳入100例患者中，65例BMI＞25 kg/m2。因此，能否在标准管电压前提下采用常规浓度且价格更低廉的对比剂进行CCTA是值得探讨的重要课题。

在管电压一定的前提下，动脉血管内的强化程度在一定范围内与碘流速成正比，并与总碘负荷有关［4］，碘流速由所用对比剂浓度和注射流速决定，因此要提高动脉血管内强化程度既可以用高浓度对比剂，也可以通过提高注射流速来获得。既往研究报道采用相同的注射流速而对比剂浓度不同进行CTA，结果证明采用高浓度对比剂时动脉的强化程度更高［5-7］。因此主张采用高浓度对比剂进行CTA检查，这也是目前CCTA多采用高浓度对比剂的依据，但是上述研究中均未用标准化的碘流速和总碘负荷。Rist等［15］报道采用300 mgI/ml 及400 mgI/ml对比剂进行CCTA对比研究，注射流速分别为3.3 ml/s和2.5 ml/s，总容积分别为83 ml和63 ml，这两种注射方法的碘流速和总碘负荷一致，结果表明这种注射方法强化效果基本一致，但该研究采用的是16 层CT，不仅扫描时间长，且冠状动脉内的平均CT值仅分别为259 HU和251 HU，明显低于冠状动脉CT血管成像的强化要求。本研究采用双源CT，扫描时间短，注射流速提高，冠状动脉强化程度明显改善，两组无显著差异，且均能较好地满足诊断要求；两组患者冠状动脉主要节段的SNR、CNR及图像质量主观评分差异均无统计学意义（P＞0.05），表明采用常规浓度对比剂与高浓度对比剂进行CCTA，其强化效果及图像质量相近。

本研究结果表明，采用双源CT Flash扫描模式进行CCTA，对于一般人群且选用常规管电压的情况下，只要保持碘流速和总碘负荷一致，常规浓度对比剂完全可以替代高浓度对比剂。本研究的不足之处在于：①缺乏与冠状动脉数字减影血管造影对照，因此未对两组冠状动脉各节段的诊断准确性进行比较；②本研究未涉及CCTA强化效果与BMI、年龄、性别等其他因素的相关性，但两组患者的BMI、年龄、性别等因素无显著差异，表明两组之间具有可比性；③未特意关注低BMI人群及其对比剂注射方法的改变。上述问题将在后续研究中进一步探讨。

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（本文编辑张春辉）

作者单位首都医科大学宣武医院放射科 北京100053

Doi：10.3969/j.issn.1005-5185.2016.03.008

通讯作者李坤成

中图分类号

R543.3；R445.3

收稿日期：2015-10-20

Coronary Angiography with Dual-source CT： A Feasibility Study to Replace 370 mgI/ml with 320 mgI/ml Contrast Medium

【Abstract】Purpose To compare impact of two different concentrations of iodin contrast agent （320 mgI/ml and 370 mgI/ml） on image quality of dual-source CT coronary angiography （CCTA）, and to investigate the feasibility to replace higher concentration with lower concentration contrast medium in CCTA.Materials and Methods 100 patient were randomly divided into two groups, and no difference of BMI was found between two groups, iopromide of 370 mgI/ml was used in group A with flow rate of 5.0 ml/s while iodixanol of 320 mgI/ml in group B with flow rate of 5.8 ml/s, iodine delivery rate （1.85 gI/s） and total iodine load （0.34 g/kg） of the two groups were the same. Th CT values of the ascending aorta and descending aorta, signal-to-noise ratio （SNR） and contrast-to-noise ratio （CNR） of 5 main points （right coronary artery proximal, righ coronary artery distal, left main, left anterior descending branch and the left circumflex branch） of coronary artery were measured, and the four-point method was used fo subjective assessment of image quality.Results No statistical significant differenc between the two groups was found in CT value of ascending aorta and descending aort （P＞0.05）, SNR and CNR in right coronary artery proximal, right coronary artery distal left main, left anterior descending branch and the left circumflex branch （P＞0.05）. Th consistency of the image quality score between the two evaluators was good （Kappa=0.773 P＜0.05）, there were no statistical significance of subjective image quality scores between the two groups （Z=0.117, P＞0.05）.Conclusion Keeping similar iodine deliver rate and total iodine load, similar image quality can be got from 320 mgI/ml and 370 mgI/m contrast medium, and the former can substitute for the latter in dual source CCTA.

【Key words】Coronary artery disease； Coronary angiography； Tomography, X-ray computed； Contrast media； Iodine； Concentration； Plasma concentration