选择性单层面重建方法对64排螺旋CT冠状动脉成像的最佳R-R时相选择的应用

北京市昌平区医院（102200）袁成 高连东 冀旭

冠心病是严重危害人类健康的常见病、多发病，早期诊断具有重要意义。随着科技的发展，多排探测器螺旋CT已成为无创冠心病诊断和随访其治疗效果的有效影像学手段，尤其是64排螺旋CT的出现，实现了真正意义上的无创性冠状动脉检查，但它同传统的X线冠状动脉造影相比，仍存在空间分辨率和时间分辨率较低的缺陷，以及依赖心电门控的时相重建的问题[1]。64排CT的时间分辨率还不能够完全摆脱心律的影响，致使一部分患者的扫描后常规重建图像质量还达不到诊断要求。本研究旨在探讨选择性单层面重建方法对最佳R-R时相选择的应用价值。

1 材料方法

1.1 患者资料 收集北京市昌平区医院2009年6月～2010年6月常规重建不满意而进行单层面选择性重建后达到诊断要求的患者35例（男21例，女14例，平均年龄55.4岁）。按心率情况分为2组：第1组，无心律失常29例患者；第2组，心律失常6例患者。

1.2 扫描方法 采用GE VCT 64排螺旋CT(美国)，回顾性心电门控技术。扫描参数，管电压120kV，管电流650mA，准直64×0.625mm，螺距0.16:1，显示野（FOV）250mm，矩阵512×512。扫描范围自气管隆突下1.5cm至膈下2cm，长约12cm。使用高压注射器（ulrich missouri）（德国），先经肘静脉团注15ml优维显（370 mg/ml GE），流率5.0ml/s，进行预扫描，测主动脉根部增强峰值时间，将此时间乘2加上8s作为冠状动脉CT扫描的延迟时间。然后按确定扫描范围行增强扫描，经肘静脉以5.0ml/s速率注射优维显70ml，再注射20ml 生理盐水，流率为5.0ml/s。按确定的延迟时间一次屏气完成扫描。

1.3 图像重建 重建前首先查看患者扫描过程中的心电情况，查看心律及心率情况，检查回顾性心电分析默认R波位置是否正确，有漏认或默认出现偏差者采用人为干预的办法将默认的R波调整至正确的位置。最后，根据调整后的心律及心率对图像进行分类，然后分别进行常规重建和选择性单层面重建。观察冠状动脉的4支主要分支左主支（Leftmain，LM）、右冠状动脉（Right coronary artery，RCA）、左前降支（Left anterior descending，LAD）和左旋支（Left circumflex，LCX）的横断面图像，选取图像质量较差的层面对该层面进行期相（10%～90%，2%）重建，选出40幅重建图像中断面最清晰的1幅，重建相应心动周期的图像，如果重建图像质量不满意可以继续进行2次重建，一般重建1～3个序列，然后进行后处理。

1.4 图像评价 使用3D软件重建各支冠状动脉的曲面图像及探针图像，尽量显示各支主要冠状动脉节段的全貌，按段评价冠状动脉的显示情况。根据美国心脏学会(AHA)推荐的模型将冠状动脉分为15个节段进行分析。分别由2位2年以上冠状动脉CTA阅片经验的影像科医师对图像各自进行评价。各血管按显示程度分成4级，即优(I级)、良(II级)、可(III级)、差(IV级)[2]。其中，优(I级) ：在优级血管重建图像中，大体观察血管连续性好，粗细自然，没有阶梯状伪影；在横断面及MPR或MIP图像上血管显示明亮，管腔呈卵圆形，管腔可以清楚分辨，无运动伪影，周围有薄层脂肪组织包绕。良(II级)：血管走形连续,血管壁边缘有节段性的模糊；有运动伪影,如血管末端连续性中断或在横断面上有放射状条形阴影，但在MPR或MIP图像上无运动伪影。可(III级)：血管模糊不清或边缘有斑块，有运动伪影，其幅度从血管中心起漂移<5mm；阶梯状伪影幅度小于管腔直径的25%。差(IV级)：血管与周围软组织界限欠清晰，运动伪影的幅度从血管中心起漂移至少为5mm；阶梯状伪影幅度大于管腔直径的25%。

1.5 统计学分析 图像质量评估结果采用配对秩和检验，以P＜0.05为有显著统计学差异。

2 结果

35例患者检查均顺利完成，无不良反应。扫描同步记录心率为47～130次/min。其中，心律失常组6例患者中，5例偶发房早，1例偶发室早。心律失常组患者均行心电编辑，无心律失常组患者均不需要进行心电编辑，全部患者分别进行了常规75%时相重建和单层面选择性重建，两种重建前后图像质量的比较见附表1，2和附图。无心律失常组患者最佳期相重建平均为42%R-R间期(范围30%～48%)，与常规时相重建血管质量评分对比P＜0.05，有显著统计学差异。心律失常组患者经心电编辑后行相对期相重建，其中4例最佳重建时相为36%，1例患者最佳重建时相为75%，1例患者最佳重建时相为46%，与常规时相重建对比血管质量评分P＜0.05，有显著统计学差异。

3 讨论

多排CT冠状动脉成像在临床应用以来，已经取得了令人鼓舞的结果，特别是对冠状动脉重度狭窄的病变，其诊断敏感性已达到90%以上[3]。但是由于时间分辨率的限制，高心率和心律失常的患者常常不能进行此项检查或检查失败，即使勉强扫描结果也不令人满意。并且由于在心动周期中，冠状动脉的运动方式十分复杂，其运动的速度也在不断变化。与左前降支相比，右冠状动脉和左旋支由于处于冠状动脉沟中，从而易受舒张末期心房收缩的影响，而导致幅度相当大的血管侧移位[4]。由于心率不同、心脏体积大小不同、心轴方向不同以及在心动周期中收缩期和舒张期的不断变化，导致不同个体间的冠状动脉运动方式和速度的多样化。3支冠状动脉的平均最低运动速度出现在心动周期的45%～50%相位和70%～85%相位，但是不同个体间有相当大的差异[5][6]。有一部分高心率患者通过口服倍他乐克可以使心率达到要求，但也有人对倍他乐克不敏感。此外，部分患者检查前心率较平稳，但进入检查室或躺在检查床上时心率就会加快，有些受检者在对比剂推注时心率加快，心率波动加大，可能与受检者紧张有关。总之，这些因素都会影响到图像的质量。因此，对于不同的患者，在常规75%相位重建不满意的，往往需要多相位重建来满足诊断的要求。当今的多排CT都采用回顾性心电门控技术，可以在任一时相进行重建。因为在心脏扫描过程当中所有层面都是重叠扫描，每个层面均覆盖整个心动周期的数据甚至更多，所以可以利用记录的ECG信号更有效地选择最佳时间窗重建图像，即利用采集的数据，选择不同心动周期内时相相同且运动幅度一致的图像数据，并剔除心律不齐所带来的不连续数据，从而重建出理想的图像。以往较常用的重建方法为对扫描的原始数据分别按R-R间期5%～95%，每隔5%或10%相位进行横断面重建。

附表1 无心律失常组常规重建与选择性重建血管质量评价结果比较

附表2 心律失常组常规重建与选择性重建血管质量评价结果比较

附图 两种重建前后图像质量的比较

本研究通过心电编辑和利用选择性单层面重建，使高心率和心律失常的患者图像质量得到了不同的改善，较以往常用多时相重建方法相比较操作更加简便，重建所得图像减少上千幅，而且能够实现更精细的时相重建，从而使机器负荷及工作人员读片工作量大大降低，并提高了诊断正确率，而且也扩大了冠状动脉CTA的检查范围，对于原来认为不适合检查的心律失常患者检查成功率也较高。