血液循环速度与冠脉CT 血管造影增强效果的相关性及对比剂优化方案

谢友扬，张 艳，石 威，王雪峰，顾华伟，王为苗，曹 阳，储 伟

1无锡市惠山区人民医院医学影像科，江苏 无锡 214187；2东部战区总医院秦淮医疗区放射科，江苏 南京320104

冠脉CT造影（CTA）和数字减影血管造影均为有效诊断冠状动脉狭窄的检查手段，其中CTA在有效显示冠脉狭窄程度的同时，还能判断斑块性质、测量心肌厚度、心腔大小等，从而为临床治疗提供可靠指导［1-2］。高质量的冠脉CTA图像是有效诊断冠状动脉狭窄的必要前提，而目前影响冠脉CTA图像质量因素较多。既往研究认为受试者呼吸配合及心率控制、扫描时间、对比剂注射方案等都可影响冠脉CTA增强效果［3-4］。目前临床上关于血液循环速度与血管增强效果关系尚未达成共识［4］。本研究以我院收治的161例行冠脉CTA患者为研究对象，探究血液循环速度与冠脉CTA增强效果的关系，及优化血液循环速度缓慢患者对比剂方案的选择，以期为改善临床冠状动脉病变诊断方法提供一定参考依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2020年1月～2021年4月于我院行冠状动脉CT血管造影患者114例。纳入标准：心率＞90次/min；年龄≥18 岁；无严重肝肾疾病；患者知情并签署知情同意书。排除标准：冠状动脉旁路移植后者；对碘对比剂过敏；合并未经治疗的甲亢；合并严重充血性心衰。入选患者按照血液循环速度［5］分为快速组（n=32）、中等组（n=35）和缓慢组（n=94），并将缓慢组分为A 组（n=30）、B组（n=33）、C组（n=31）3个亚组，A组与快速组、中等组使用的对比剂浓度和注射速率相同（均为碘浓度320 mgI/mL，速率5 mL/s），B组采用对比剂的碘浓度为350 mgI/mL，速率5.5 mL/s，C组采用对比剂的碘浓度为370 mgI/mL，速率5.5 mL/s，5组一般资料比较无显著差异（P＞0.05，表1）。本研究经我院医学伦理会审核通过。

表1 一般资料比较Tab.1 Comparison of general data（Mean±SD）

1.2 CTA检查方法

所有患者采用西门子Definition Flash 双源CT进行扫描，对比剂采用碘克沙醇注射液（商品名：沙贝安，规格：50 mL：16 g（I），正大天晴药业集团，国药准字：H20203628）。各组对比剂注射方案（表2）。患者均取仰卧位，先进行正侧位定位以确定扫描范围，扫描参数：管电压120 kV，管电流380～400 mAs，层厚0.75 mm，间隔0.5 mm，螺距0.2～0.43，视野20 cm。在患者右侧肘静脉埋置留置针，用双筒高压注射泵注射对比剂，小剂量团注测量主动脉根部对比剂达峰时间，所有患者均在测得达峰时间基础上加上4 s进行冠脉造影。扫描范围从气管分叉下2 cm到心脏隔面下3 cm，获取到的数据自动传输到工作站进行图像重建和处理，如多平面重建、容积重建、曲面重建、冠脉树等显示冠脉及病变情况。

表2 各组对比剂注射方案Tab.2 Contrast agent injection scheme of each group

1.3 观察指标

比较各组伪影发生、室间隔显示、主动脉脉根CT值及图像质量情况。主动脉脉根CT值：选择主动脉根部血管腔中间，尽量避开主动脉瓣膜和减少容积效应影响，选择90～100 mm2圆形或椭圆形感兴趣区测量CT值。图像质量评分标准［6］：3分，图像对比度好，无伪影，管腔显示连续完整，冠脉主干及分支边界清晰；2分，图像对比度一般，管腔显示连续完整，冠脉主干及分支边界略模糊，大体不影响诊断；1分，图像对比度差，冠状动脉主干及分支边缘模糊不清，细小分支显示模糊或不显示，无法进行有效诊断。伪影评价标准［7］：0级，上腔静脉、右心室无硬化伪影；1级，上腔静脉、右心室对比剂混合不均，存在少量伪影；2级，上腔静脉、右心室出现大量伪影。室间隔显示评价标准［8］：1分，显示效果小，左右心室进行对比效果差；2分，显示效果好，左右心室进行对比尚可；3分，显示清楚，左右心室对比良好。

1.4 统计学分析

采用SPSS22.0软件对数据进行分析，符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，组间比较行t检验；计数资料以n（%）表示，组间比较行χ2检验。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组伪影发生情况

各组间伪影发生率差异存在统计学意义（P＜0.05），其中快速组、中等组、B组、C组产生伪影概率均低于A组，且快速组低于中等组，C组低于B组（P＜0.001，表3）。

表3 各组伪影发生情况Tab.3 Artifacts in each group(n)

2.2 各组室间隔显示评分比较

快速组、中等组、B组、C组室间隔显示评分均高于A组，且快速组高于中等组，C组高于B组（P＜0.001，表4）。

表4 各组室间隔显示评分Tab.4 Ventricular septal display score of each group(n)

2.3 各组主动脉根部CT值、图像质量比较

快速组、中等组、B组、C组主动脉根部CT值、图像质量评分均高于A组，且快速组高于中等组，C组高于B组（P＜0.001，表5）。

表5 各组冠脉CT值、图像质量比较Tab.5 Comparison of coronary CT value and image quality in each group（Mean±SD）

2.4 典型病例

快速组血液循环速度快，图像质量、增强效果、对比度均较好，冠状动脉主干、主要及细小分支均显示清晰（图1）。中等组血液循环速度较A组稍慢，图像质量、增强效果、对比度次之，冠状动脉主干、主要及细小分支显示尚清晰，仍可满足诊断需求（图2）。A、B、C组血液循环明显缓慢，其中A组图像对比度较差，冠脉远端及小分支显示模糊甚至不显示（图3）。而B、C组在A组基础上增加对比剂注射速度和碘浓度后，血管明显增强，冠状动脉主干及大分支清晰度、对比度均提高（图4～5）。

图1 女，58岁，心功能1级，注射造影剂速率5 mL/s，二尖瓣无反流，主动脉根部对比剂达峰值时间25 s，主动脉根部CT值598 Hu，对比剂碘浓度320 mgI/mLFig.1 Female,58 years old,cardiac function grade 1,injection rate 5 mL/s.There was no mitral regurgitation,the peak time of contrast medium in aortic root was 25 s,the CT value of aortic root was 598 Hu,and the iodine concentration of contrast medium was 320 mgI/mL.

图2 女，60岁，心功能2级，二尖瓣轻度反流，造影剂注射速率5 mL/s，主动脉根部对比剂达峰值时间28 s，主动脉根部CT值513 Hu，对比剂碘浓度320 mgI/mLFig.2 Female,60 years old,cardiac function grade 2,mild mitral regurgitation,injection rate of contrast agent 5 mL/s,peak time of aortic root contrast agent 28 s,CT value of aortic root 513 Hu,iodine concentration of contrast agent 320 mgI/mL.

图3 女，83岁，心功能2级，二尖瓣轻度反流，造影剂注射速率5 mL/s主动脉根部对比剂达峰值时间30 s，主动脉根部CT值300 Hu，对比剂碘浓度320 mgI/mLFig.3 Female,83 years old,cardiac function grade 2,mild mitral regurgitation,injection rate of contrast agent 5 mL/s,peak time of aortic root contrast agent 30 s,CT value of aortic root 300 Hu,iodine concentration of contrast agent 320 mgI/mL.

图4 男，51岁，心功能1级，二尖瓣轻度反流，造影剂注射速率5.5 mL/s主动脉根部对比剂达峰值时间24 s，主动脉根部CT值402 Hu，对比剂碘浓度350 mgI/mLFig.4 Male,51 years old,cardiac function grade 1,mild mitral regurgitation,injection rate of contrast agent 5.5 mL/s,peak time of aortic root contrast agent 24 s,CT value of aortic root 402 Hu,iodine concentration of contrast agent 350 mgI/mL.

3 讨论

冠心病的准确诊断和有效干预对改善患者预后至关重要，而CTA是目前临床上心血管病变主要诊断，但影响CTA图像质量因素较多，临床工作中选择正确的扫描方法能准确把握冠脉峰值时间，获得良好的血管增强效果和图像质量，而其中最主要的是提高冠脉增强效果［9-10］。

主动脉根部CT值是反映血管增强效果的常见指标［11］，本研究发现，血液循环较快患者主动脉根部CT值明显高于血液循环中等和较慢患者，表现为其冠状动脉主干、主要分支特别是细小分支显示效果明显增强，心室间隔显示清晰和伪影明显减少，提示血液循环速度可能与血管增强效果和图像质量呈正相关，这可能与血液循环速率慢患者对比剂随循环时间增加而逐渐稀释有关［12］。冠状动脉远期及较为细小分支的血管阻塞容易使患者出现心梗［13］，细小分支的病变显示情况对冠心病的诊断和治疗具有重要意义，因此针对血液循环较慢患者可采用双筒高压注射器在对比剂注射完后加用生理盐水助推以增加图像对比度。此外，患者出现血流循环速度差异可能与其生理变化有关，生理变化主要与心率变化有关［14］，本研究中各组患者在经过控制后心率差异无统计学意义，具有一定可比性。有研究认为，适当增加电流量和降低管电压量也能增强冠脉增强效果，但目前各级医院特别是基层医院基本以64排CT机为主，实现此项功能较为困难［15］。双源CT、能谱CT低千伏扫描不受血液循环慢影响而依然能获得较好的血管增强程度和图像质量，但此类设备较为昂贵，广泛使用难度高［16-17］。基于这一点，本研究针对血液循环缓慢患者适当增加注射速率和对比剂浓度，结果显示，与A组相比，B、C组患者血管伪影概率更低，主动脉根部CT值、图像质量评分、室间隔显示评分均较高，这也证实了血液循环速度降低与对比剂被分散和浓度不足有关。而优化CTA扫描过程中对比剂方案一直也是改善图像质量的重点内容，相关研究显示，在单位时间内对冠脉注入越多对比剂，能与血管内外形成清晰对比，有效提高血管增强程度和冠脉内细小病变检出率［18］；但也有研究认为，当大量注入对比剂时可对患者肾脏造成负担，还可能出现部分冠脉管壁微小钙化显示不清［19］。因此临床工作中在提高对比剂浓度也需要控制在一定范围内，从而避免对比剂肾病的发生。

图5 男，52岁，心功能1级，二尖瓣轻度反流，造影剂注射速率5.5 mL/s，主动脉根部对比剂达峰值时间24 s，主动脉根部CT值445 Hu，对比剂碘浓度370 mgI/mLFig.5 Male,52 years old,cardiac function grade 1,mild mitral regurgitation,injection rate of contrast medium 5.5 mL/s,peak time of aortic root contrast medium 24 s,aortic root CT value 445 Hu,contrast medium iodine concentration 370 mgI/mL.

综上所述，血液循环速度能增加冠脉CTA增强效果，清晰显示室间隔，对于血液循环较慢者可适当增加对比剂浓度和注射速率以保证图像质量。而本次研究尚有不足之处，一是纳入样本数量较低，二是血流循环速度还与患者存在中度以上动脉瓣膜关闭不全、心功能2级以上、肺动脉高压、心肌病、下肢静脉曲张、深静脉栓等病理因素有关［20］，以上因素均可引发心输出量减少，血液循环速度降低。因此具体情况有待增加更多样本量和纳入影响血液循环速度病理因素来进行进一步研究和论证。