不同碘流率对肥胖患者冠状动脉CTA 的影响

江珊 张惠英 陈伟彬 巴竺飞 王思瑞 温帅

近年来，多层CT 机的不断发展，新技术不断涌现，使冠状动脉CT 血管造影（coronary computed tomography angiography，CCTA） 日趋简单易行，逐步发展成为中、低风险冠心病患者的首选影像学检查手段。相关研究表明［1,2］，体重指数偏大的患者在对比剂用量方面相对较多，因此最佳的对比剂注入方案是影响CCTA 成功的关键因素之一。然而，增加对比剂剂量和浓度时，易引起对比剂肾病的发生几率［3］，所以在减少对比剂剂量同时也可以降低发生肾脏疾病的可能性，减少不必要的医疗纠纷。本次实验针对于肥胖患者这一特殊群体行CT 造影进行专门的研究。肥胖是导致动脉粥样硬化的高危因素［4］，同时体表脂肪层增厚会导致加大注射对比剂量，也会导致辐射剂量增加。本实验旨在通过选择肥胖患者作为特殊群体，确保获得诊断要求图像的前提下，通过改变注射流率，碘流率［5］的变化，优化对比剂应用参数。

资料与方法

1.一般材料

对2019 年10 月～2020 年3 月间40 例因临床诊断怀疑冠心病来我院要求行CCTA 检查的患者进行研究分组。根据国际上常用的衡量人体肥胖程度和是否健康的标准体重指数（body mass index，BMI）值（体重kg/身高的平方m2），40 例受试者均可列入肥胖条件（BMI≥30 kg/m2）。其中两组的性别、年龄、体脂数、BMI 和冠心病病程，二者相比较无统计学差异（结果见表1）。本次实验通过单位伦理委员会同意。试验组男12 例，女8 例，年龄35～80 岁，平均（43.25±14.32）岁，体重指数BMI为32.77±2.66。对照组男11 例，女9 例，年龄36～82 岁，平 均（42.15±13.24）岁，体 重 指 数BMI 为31.89±1.11。

2.扫描方法

使用GE Revolution 512 层螺旋CT 机（GE Healthcare，Milwaukee，USA）。检查前患者于右肘粗支静脉置入20G 套管针，建立静脉通路，患者行仰卧足先进体位，扫描方向从头侧到足侧。扫描范围： 自气管分叉处下1 cm 至心脏下缘约1 cm处。采用一次性无菌双筒高压注射器。扫描条件：120 kV 管电压，自动调制管电流，选择范围为400～1000 mA，探测器宽度120 mm、140 mm 和160 mm，机架旋转速度0.28 s，重组层厚0.625 mm，重组矩阵为512×512。扫描范围覆盖全部心脏。选取定位像上降主动脉横断面作为扫描触发观察层面，兴趣区（region of interest，ROI）设在气管分叉处层面胸主动脉内。利用阈值自动触发技术，当阈值达到120 HU 时将自动触发预定的扫描程序计算机启动扫描，在对比剂注射后机器固有延迟扫描时间3.9 s，对观察层面进行扫描。

3.对比剂注射方案

碘流率（iodine delivery rate，IDR）即单位时间内注射的碘含量［6,7］。本次实验所选用碘对比剂为碘美普尔（上海信谊博莱科公司生产，浓度为400 mg I/ml）。试验组IDR 为1.80 g I/s，注射流率为4.5 ml/s，对照组IDR 为2.20 g I/s，注射流率为5.5 ml/s。各组对比剂注射完毕后再无缝隙以相同流率追加40 ml 的0.9%生理盐水。

4.图像质量评价方法

主观评价指标：采用双盲法，由两位主治医师对图像质量进行评分。5 分：图像满意，大血管及其分支显示清楚，图像质量优良，无噪声，管壁锐利；4 分：图像显示好，结构清楚，质量良，略有噪声，管壁稍有毛糙，可以诊断：3 分：图像大部分显示好，结构尚清，质量尚可，上腔静脉和右心室可见对比剂注入，造成放射性伪影，管壁毛糙，勉强下诊断；2 分：图像质量差，上腔静脉和右心室可见大量伪影，血管毛糙，显示不清，诊断无信心；1分：质量差，大血管显示一般，分支血管显示不连续，管壁毛糙，无法诊断。结果取两位医师评分的平均分。

客观评价指标：在强化后的图像横断面上测量升主动脉根部、右冠状动脉、左前降支及左回旋支近端处的CT 值。注意避开钙化、斑块、狭窄测量各部位CT 值，并计算各组图像的信噪比（signalto-noise ratio，SNR）及对比噪声比（contrast-tonoise ratio，CNR）。本研究中将左心室前壁肌CT 值的标准差作为图像噪声值，SNR=升主动脉CT 值/图像噪声，CNR=（左前降支CT 值-室间隔心肌CT值）/图像噪声。

将对照组与试验组对比剂注射计量和达到触发阈值所用注射时间进行对比。

5.统计学分析方法

采用SPSS 25.0 统计软件进行数据分析。用均数±标准差表示计数资料，多组之间进行比较使用单因素方差分析法和Kappa 检验法，两组相互比较使用独立样本t 检验，比较4 组患者冠状动脉CTA中各段血管腔内CT 值、CNR、SNR 及图像质量评分间有无统计学意义。P＜0.05 为有统计学差异。

结 果

1.一般资料比较（表1）

表1 一般资料比较结果

2.客观图像CT 值比较

两组间各测量点的CT 值、CNR 和SNR 结果如表2 所示。当注射碘总量保持不变时，流率改变从而IDR 显著增加，血管强化程度无显著性差异。

对照组与试验组对比剂注射计量和达到触发阈值所用注射时间进行对比，试验组对比剂注射时间为（11.6±1.3）s，对照组为（11.2±1.4）s，试验组注射总量为（63.8±6.2）ml，对照组注射总量为（67.4±2.3）ml。两组比较差异无统计学意义（t=1.132,P=0.24）。

表2 两组所测数据的CT 值比较（，HU）

表2 两组所测数据的CT 值比较（，HU）

表3 两组被试重组图像质量的主观评分比较（n）

3.图像质量主观评分比较

两组图像的质量评分结果见表3 及图1。结合表3 结果可见，两组图像质量主观评价无明显差异，质量都属于优良水平。试验组所用碘美普尔IDR 为1.80 g I/s（浓度400 mg I/ml，流率4.5 ml/s），用量为70 ml。

讨 论

急性冠状动脉综合征［8］是由冠状动脉疾病引起的一组急性临床综合征，临床上比较常见，起病急，易危及生命。随着扫描技术不断完善和新技术［9,10］不断涌现，使冠状动脉CTA 可进行低剂量扫描，并对斑块成分进行分析；也可以提高空间分辨力，利用冠状动脉细小分支及支架内狭窄与否进行评估诊断同时减少冠状动脉运动伪影，使冠状动脉CTA 扫描更加便捷。

BMI 指数增加，代表人体皮下脂肪层较厚，可能会导致部分光子无法通过人体显影［11］，使X 线的穿透作用有所降低，图像成像效果下降，体内的血管CT 值降低，图像噪声比增加，进而影响医师对微小疾病做出诊断。BMI 与时间-密度曲线（time density curve，TDC）［12］有着密切的关系。注入的对比剂随着时间推移在血液中被稀释，然后通过肾脏排泄出来。本实验将碘总量设为固定值，总循环水量越大，CT 峰值以及平衡期CT 值越低。人体内血液量为体重的1/13，注入的对比剂会随着时间推移逐渐被血液稀释。由于稀释的程度与总循环水量成正比，所以可得出结论，稀释程度与血液量成正比。由此可见，由于血液量与体重成正比，因此对比剂的CT 增强值与体重呈负相关。此外国外相关研究人员发现［13］，通过血管IDR 达到1.6 g I/s 或者冠状动脉CT 值达到280 HU 以上时即可进行诊断，同时发现在进行CCTA 时动脉血管CT 值过高或过低都会影响图像的质量，浓度过低表示血管造影效果不佳，影响医师诊断，而增强水平过高不利于软化斑块、混合板块和钙化的分析鉴别。有研究认为，碘流率与血管强化程度高低密切相关，当IDR 达到1.6 g I/s 以上时，即可满足诊断要求。所以增加注射流率成为解决肥胖患者显影差透过率低方法之一。在应用高浓度碘对比剂时，肥胖患者较正常体重患者多10～20 ml。追加注入一定剂量的生理盐水，防止高浓度对比剂在体内积聚产生伪影，也可以将导管内残留的对比剂注入体内。

针对肥胖这一特殊群体，可从以下几个方面对CCTA 图像质量进行改善。

1.增加管电压［14］：螺旋CT 机是以X 线束绕过患者特定的部位，穿过某一厚度的层面进行扫描，透过该层面的X 线部分被吸收，X 线强度被衰减。X 线穿透能力取决于kV 值高低，kV 决定了X线的质，即穿透能力，控制着影像对比度。在其他因素不变时，增加管电压量也就改变了X 线强度。同时因肥胖人群脂肪层较厚，如果将管电压降至100 kV 进行检查，可能因穿透能力不足，影响图像清晰度，所以本次实验将管电压设为120 kV较为适宜。

2.增加碘流率：血管强化程度与单位体积内碘含量呈正相关［15,16］，血管内单位体积所含的碘原子数越多，血管增强效果越明显。IDR 等于对比剂注射流率与对比剂浓度的乘积。两组在相同浓度情况下，试验组的注射速度有所减慢，则相应碘流率略有下降，所以试验组所测得的CT 值数据较对照组组略低一些，但两组血管强化程度和图像重组水平相比无明显差异。对比剂的黏稠度越高，所用的推力就越大，随着年龄增长，血管平滑肌弹性减弱，脆性增加，提高注射流率意味着增加碘对比剂外渗风险。保证总注射碘剂量，可保证图像质量。此时，碘流率与对比剂用量之间仍能保持平衡。

3.应用高浓度对比剂［17,18］：本次研究中使用非离子型低渗高浓度对比剂碘美普尔。为确保图像能够在动脉期的峰值显影，高浓度对比剂每毫升碘含量高于普通浓度对比剂。如肾功能正常的患者在安全用量下使用对比剂发生不良反应几率较小。动脉显影程度取决于血管内的含碘量，高浓度对比剂可以在使用低流率的基础上保证血管质量。对照组较试验组对比剂注射时间缩短了2 s，到达阈值自动触发时所用对比剂用量较试验组增加了4 ml，而试验组图像显示也满足诊断要求，相对于患者来说耐受性更高，肾脏安全性高，低用量、低流率、低辐射，增强效果较好。对于体型较胖的患者而言，应用高浓度对比剂可达到满意的图像效果。

总之，对肥胖冠心病患者来说，行CCTA 检查时，如果提高流速［19］，用高压注射器注射对比剂时，由于适量的增加注射流速可能会导致流速过快，上腔静脉会扩张，以避免对心脏施加太高的压力，同时可能会导致高浓度对比剂在上腔静脉积聚产生伪影。应用高浓度对比剂时，为保证图像质量不受影响，降低注射速度、减少用量，从而降低对比剂使用风险。为了减少对比剂对受试者的危害，有必要对对比剂使用方法进行研究，以优化对比剂使用方法。本次实验也有不足，首先受试者范围需要进一步扩大，同时用BMI 作为衡量肥胖的标准，并未对患者个体脂肪分布情况作具体评估，可能会造成测量数据偏差。