宽体探测器CT在冠状动脉旁路移植术后复查中的应用及图像质量评估

王紫薇，赵利娜，王恒，何光锡，帅桃，李真林

四川大学华西医院 放射科，四川 成都 610041

引言

冠状动脉旁路移植（Coronary Artery Bypass Grafts，CABG）是解决冠脉问题的方法之一，每年全世界进行CABG的手术人数大约有80万人，在中国每年有超过9800例实施CABG手术的患者，术后桥血管的再狭窄和堵塞是造成术后心肌缺血复发的重要原因[1‐4]。因此对于CABG术后桥血管的评估有较大的需求，对CABG术后的血管评估，金标准为介入导管造影，但此方法为有创，存在心肌梗塞、移植血管夹层、心率不齐、中风，甚至死亡等风险[5‐6]。随着影像检查技术以及检查设备的发展，多层螺旋CT及宽体探测器等的出现，CT对CABG进行评估已经成为临床常见的有效无创的检查方法，且多层螺旋CT对CABG桥血管的评估有较高的敏感度和特异度[7‐8]。过往64排多层螺旋CT对CABG的检查受限于时间分辨率，对心率较快患者有一定限制，256排多层螺旋CT最小时间分辨率为0.28 s，探测器宽度为16 cm，对于CABG患者检查的心率宽容度和成功率都有所提高[9]。本文使用宽体探测器CT前瞻性心电门控对CABG术后患者进行冠脉检查，对搭桥血管进行质量分析，同时评估图像质量和心率的关系。

1 材料和方法

1.1 研究对象

回顾性分析2018年1月至2019年6月到我院进行冠脉CT检查，同时进行过CABG手术的患者。排除标准：① 有CT检查禁忌症；② 肾功受损患者；③ 对比剂过敏；④ 不能配合检查患者；⑤ 孕妇。所有患者都顺利完成CT检查，共107例，其中男性90例（84.1%），女性17例（15.9%），搭桥数量1～5根，合计266根，其中动脉桥75（28.2%）根，闭塞6根，参与评价69根；静脉桥191（71.8%）根，闭塞10根，参与评价181根；合计参与评价桥血管250根。患者基础资料及与扫描相关参数资料，见表1。

表1 患者基础资料

1.2 扫描方法

采用GE revolution宽体探测器CT进行扫描，管电压120 kV，管电流使用智能毫安模式，球管旋转时间为0.28 s，扫描时间为0.72×2 s，探测器宽度为16 cm，层厚和层间隔均为0.625 mm，迭代重建技术（Adaptive Statistical Iterative Reconstruction，ASIR‐V）为50%，扫描方式为前瞻性心电门控。扫描采用阈值触发法，在降主动脉起始部设置兴趣区（Region of Interest，ROI）进行监测，触发阈值为200 HU，达到阈值后延迟3.1 s开始扫描。扫描范围从锁骨下动脉至心底，扫描方向从头至足侧。

对比剂注射方案，对比剂采用碘帕醇（370 mgI/mL），总量为0.9 mL/kg+10 mL，注射流率为4.5 mL/s，注射方式为高压注射器经肘正中静脉注入，对比剂注射完后以流率为4.5 mL/s追加注射30 mL生理盐水。

1.3 图像评价

1.3.1 主观图像质量评价

选择两位高年资放射科医师对图像进行质量评分，对存在争议的图像进行讨论决定。评分采用4分法：1分为血管有重度伪影影响；2分为血管有中度伪影影响；3分为部分节段血管有轻度伪影影响；4分为优，整段血管无伪影影响[10]。评价桥血管分为近端及近端吻合（距近端吻合口1 cm处），中段，远端及远端吻合口（距远端吻合口至1 cm处）[5]。

1.3.2 客观图像质量评价

测量桥血管近端及近端吻合口，远端及远端吻合口和中段血管CT值和同层面肌肉标准差（Standard Deviation，SD）、计算信噪比（Signal Noise Ratio，SNR）和对比噪声比（Contrast To Noise Ratio，CNR）。SNR=血管的CT值/同层面肌肉标准差SD；CNR=（血管CT值‐同层面肌肉CT值）/同层面肌肉SD。

1.4 辐射剂量计算

有效剂量（Effective Dose，ED）=计量长度乘积（Dose Length Product，DLP）×组织权重因子W，W取胸部（0.014）进行计算[11]。

1.5 统计学分析

采用SPSS 25.0软件进行统计分析。计量资料用均数±标准差（±s）表示，桥血管近端、中段、远端主观评分比较采用Friedman检验，两两比较使用Bonferroni校正；桥血管近端、中段、远端CT值、SD、CNR和SNR比较采用方差分析，两两比较采用LSD法，条件不满足方差分析时采用Friedman检验，两两比较使用Bonferroni校正；动脉桥和静脉桥之间主观评分、SNR和CNR比较采用Mann‐Whitney检验，P<0.05表示有统计学意义。分析年龄、BMI、心率和心率变化值与图像质量主观评分相关性采用Logistic回归。

2 结果

2.1 图像主观评价

动脉桥图像主观评分（χ2=51.907，P<0.001），两两比较近端与中段差异有统计学意义（t=0.609，P=0.001），近端与远端差异有统计学意义（t=0.957，P<0.001），中段与远端差异无统计学意义（t=0.348，P=0.123）。近端评分（3.55±0.76）高于中段（2.87±0.84）和远端（2.5±0.93）评分（表2）。

表2 动脉桥和静脉桥主观评分节段评分构成[n (%)]

静脉桥图像主观评分（χ2=78.205，P<0.001），两两比较，近端与中段差异有统计学意义（t=0.481，P<0.001），近端与远端差异有统计学意义（t=0.539，P<0.001），中段与远端差异无统计学意义（t=0.058，P=0.581）。近端评分（3.86±0.44）高 于 中 段（3.51±0.66） 和 远 端（3.45±0.694） 评 分。

动脉桥与静脉桥主观评分比较，近端（Z=‐4.100，P<0.001）、中段（Z=‐6.896，P<0.001）和远端（Z=‐5.765，P<0.001）差异均有统计学意义，对应近端、中段、远端静脉桥评分高于动脉桥。

2.2 图像客观评价

动脉桥CT值比较（F=59.106，P<0.001），两两比较，近端与中段（P<0.001），近端与远端（P<0.001），中段与远端（P=0.046）差异均有统计学意义，近端高于中段，中段高于远端；动脉桥SD值比较（F=32.376，P<0.001），两两比较，近端与中段（P<0.001），近端与远端（P<0.001），中段与远端（P=0.009）差异均有统计学意义，近端高于中段，远端高于中段，近端高于远端；SNR（χ2=21.913，P<0.001）和 CNR（χ2=17.942，P<0.001）比较中，近端和中段差异无统计学意义（SNR，t=0.261，P=0.376；CNR，t=0.246，P=0.444)，近端与远端（SNR，t=0.783，P<0.001；CNR，t=0.710，P<0.001），中段和远端（SNR，t=0.522，P=0.007；CNR，t=0.464，P=0.019)，近端高于远端，中段高于远端，差异均有统计学意义，见表3。

表3 动脉桥和静脉桥的客观测量参数值

静脉桥CT值、SNR、CNR比较，近端、中段及远端差异均有统计学意义，近端高于中段，中段高于远端，近端高于远端（CT值，F=53.024，P<0.001，两两比较，近端与中段P<0.001，近端与远端P<0.001，中段与远端P=0.005；SNR，χ2=76.608，P<0.001，两两比较，近端与中段，t=0.514，P<0.001，近端与远端，t=0.912，P<0.001，中段与 远 端，t=0.348，P=0.003；CNR，χ2=85.072，P<0.001，两两比较，近端与中段，t=0.619，P<0.001，近端与远端，t=0.956，P<0.001， 中 段 与 远 端，t=0.337，P=0.004）；SD近端、中段及远端差异均无统计学意义（χ2=2.90，P=0.235）。

动脉桥和静脉桥比较SNR和CNR，静脉桥近端、中段、远端分别高于动脉桥近端、中段、远端，差异有统计学意义（SNR统计结果：近端Z=‐7.362，P<0.001；中段Z=‐4.691，P<0.001；远端 Z=‐5.767，P<0.001；CNR 统计结果：近端 Z=‐7.272，P<0.001；中段 Z=‐5.256，P<0.001；远端Z=‐6.092，P<0.001）。冠脉搭桥图，见图 1。

图1 冠脉搭桥图

2.3 相关性分析

桥血管主观评分1～2分定义为血管显示差，3～4分定义为血管显示优，使用Logistic回归分析年龄、BMI、心率和心率变化值与冠脉桥血管主观评分相关性。结果显示心率和桥血管主管评分存在相关性，OR为0.973（P<0.001，CI 0.958～0.988）；年龄、BMI、心率变化值与主观评分没有相关性（表4）。

表4 Logistic回归分析结果

2.4 对比剂用量和辐射剂量

对比剂使用量（69.02±9.46）mL，辐射剂量CTDI为（18.92±4.32）mGy，DLP 为（446.84±123.35）mGy·cm，ED 为（6.26±1.73）mSv（表 1）。

3 讨论

CABG患者扫描范围需要包括搭桥血管，动脉桥血管大多从锁骨下动脉进行，因此扫描范围大于无搭桥的冠脉扫描，扫描时间增加，对心率以及患者闭气要求更高，既往研究中由于扫描设备条件的限制，对心率要求较高，检查前要求口服降心率的药物控制心率。在Chan等[12]的研究中发现>64排的多层螺旋CT的检查时间大约在0.9～5 s，64排多层螺旋CT扫描时间在10～15 s，扫描时间的缩短能够有效地减少呼吸运动导致的伪影，同时更宽的探测器覆盖范围能够减少心率变化导致的阶梯状伪影，研究也发现>64排的CT在冠脉搭桥血管成像上敏感度和特异度均高于64排CT。本研究中均未对患者心率进行控制，使用前瞻性心电门控扫描过程中需进行一次移床，整个扫描过程时间为0.72×2 s。图像分析发现对诊断影响较大的伪影主要出现在手术开胸后安置于胸壁上的金属夹（8例），影响到的主要为内乳动脉桥和静脉桥搭桥至前降支的桥血管；错层导致的伪影出现于内乳动脉桥中段和静脉桥的近端（3例）；还有一部分桥血管固定的金属夹所产生的伪影对对应位置桥血管的影响（4例）；当注射对比剂与内乳动脉桥在同一侧时，对内乳动脉桥开口会有一定影响（2例）。本研究中，桥血管的主观评分动脉桥和静脉桥均为近端图像优于中段和远端，中段和远端差异无统计学意义。客观评价动脉桥和静脉桥的搭桥血管CT值从近端至远端降低，差异有统计学意义；动脉桥的SNR和CNR，近端和中段差异无统计学意义，且均高于远端；静脉桥的SNR和CNR，近端高于中段，中段高于远端，差异有统计学意义。

本研究未对搭桥血管的CTA检查结果和介入造影比较分析，仅分析了256排宽体探测器冠脉搭桥检查图像质量。Mushtaq等[9]研究发现宽体探测器CT对于冠状动脉搭桥患者的检查图像，搭桥血管和自身冠脉与金标准介入冠脉造影比较都有较高的敏感度和特异度[13]。过往对冠脉搭桥患者CTA分析多见于16排及64排多层螺旋CT检查。在Markwardt[7]和Chan等[12]的研究中，大于64排的CT比例较小，随着CT设备的发展，更高排数及宽体探测器CT的出现，而且以其更高的时间分辨率给高心率和房颤患者的冠脉搭桥CTA检查可提供了更多的可能性[14‐15]。

设备性能的提升，使得过往由于心率和闭气等条件限制的冠脉搭桥患者的桥血管检查及质量分析成为可能，也拓宽了CT检查在心脏上的应用范围。本文的研究中尚存在以下不足：没有和其他设备进行比较来分析宽体探测器CT和其他设备在图像上的差异；没有对高心率患者图像进行对照分析，仅对心率进行了相关性分析；后续的研究中将进行相关方向的分析。

4 结论

综上所述，宽体探测器对CABG患者桥血管CTA检查，图像质量与心率有相关性，较高的时间分辨率也为高心率的搭桥患者进行检查提供了可能性。