造影剂触发技术在320排CT冠状动脉成像中的应用

祝红线 李相生 于梅艳 方 红 王 萍 樊红霞

田 雨① 梁 鹏① 侯中会① 许英浩②

随着多层螺旋CT(multislice spiral CT, MSCT)技术的发展，无创冠状动脉CT血管造影(CT angiography，CTA)成为临床筛查及评价冠状动脉病变的重要手段[1]。320排CT以其拥有16 cm的宽探测器、容积扫描(volume scan mode，VSM),扫描速度快、高分辨而问世。机器只需旋转一圈既可获取全心脏范围扫描数据，同时可以获得血液循环均匀一致的图像。影响冠状动脉CTA图像质量的因素很多，其中对启动扫描时间的把握是影响冠状动脉CTA图像质量的重要因素。本研究评价自动跟踪智能触发技术与手动触发技术2种启动方式在冠状动脉CTA中的应用价值。

1 资料与设备

1.1 一般资料

2010年5月至2012年3月间临床拟诊为冠心病的240例患者行320排CT冠状动脉成像。其中男性142例，女性98例；年龄31～82岁，身高148～180 cm，心率50～95次/min。患者分为2组：其中自动跟踪智能触发组78例，手动触发组162例。2组男女比例、年龄、身高及体重分布一致。对于心率较快者，在没有服用降心率药物禁忌症的前提下于扫描前20～40 min给予25～50 mg倍他乐克舌下含服，控制心率≤75次/分。身体质量指数(body mass index，BMI)为20～31，平均为24.81；扫描时心率51～82次/min，平均心率67.8次/min。所有患者均无严重心律不齐、碘过敏史、严重心脏、肝脏及肾功能不全。

1.2 扫描设备

(1)东芝320排动态容积CT(Aquilion One CT)机(日本)。

(2)采用E-Z-EM公司的双筒高压注射器(美国)。

2 方法

2.1 扫描技术参数

采用回顾性心电门控，扫描参数:管电压为100～120 kV，管电流为300～550 mA，容积数据采集范围200～280×0.5 mm，机架转速350 ms/周，扫描时间0.35～2.476 s。扫描前2～4 min给予患者舌下含服硝酸甘油0.5 mg以扩张冠状动脉。经右肘静脉以5.0～6.0ml/s速率注入55～65 ml非离子造影剂碘普胺(优维显，UItravist 370 mgl/ml)和后续的以相同速率注射生理盐水30～40 ml。根据BMI指数调节管电压、管电流以及造影剂的流量与流率。

2.2 扫描方法

在胸部屏气定位像上，先平扫行冠状动脉钙化积分扫描。扫描范围从气管隆突至心脏隔面，扫描覆盖宽度根据心脏大小设定，以定位像结合平扫轴位像确定增强扫描的位置和范围。触发层面为扫描野中央层面胸主动脉(四腔心切面)，自动跟踪智能触发组阈值设为320 HU，触发点定于扫描野中央层面胸主动脉，达阈值后自动启动扫描程序；手动触发组根据患者心率情况，观察监控层面的感兴趣区域密度变化进行个性化手动触发。

2.3 统计学方法

图像测量数据采用SPSS 11.0统计学分析软件，计数资料使用非配对资料的x2检验，计量资料使用非配对资料的t检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

3 图像及数据分析

3.1 扫描后处理

选择心动周期75%时相或心脏容积中央层面3支冠脉显示最清晰的时相完整重建容积数据，并重组出冠状动脉图像，层厚0.5 mm，间距0.25 mm，采用VitreaFX工作站处理重组图像，行多平面重建(multiplannar reconstruction, MPR)，容积再现(volume reconstruction, VR)、最大密度投影(maximum intensit projection, MIP)及曲面重建(cured planar reformation, CPR)，对两组图像质量细节评估。

3.2 图像评价方法

将冠状动脉CTA图像质量分为3级：1级为血管显示良好，边界清晰，无阶梯伪影或血管断层，可明确诊断；2级为血管边缘模糊，对比剂欠佳或有轻度阶梯伪影，但可以诊断；3级为血管模糊，不连续，对比剂充盈不良，影响诊断。全部冠状动脉图像2位主治以上的影像诊断医师以双盲法进行评价。

4 结果

2组病例在性别、年龄、身高、体重和心率方面的差异均无统计学意义(P＞0.05)，(见表1)。

表1 手动触发组与智能触发组临床资料比较

2组图像质量进行比较，手动触发组图像质量明显优于智能触发组，差异有统计学意义(x2=3.21，P＜0.05)，(见表2)。

表2 不同触发方式与图像质量的关系

5 讨论

5.1 320排CT冠状动脉CTA的临床应用价值

由于无创MSCT冠状动脉能够清晰显示冠脉主干及其分支狭窄、钙化、开口起源异常及桥血管病变，其诊断冠脉病变具有较高的特异性和敏感性[2]，这项技术在冠心病诊断中得到越来越广泛的应用，尤其320排CT其拥有16 cm的宽探测器，VSM具有较高的器官时间分辨力，完成心脏检查时间大为缩短，可以获得在血液循环上均匀一致的图像(同期相成像)[3]。

5.2 心脏CTA的影响因素

CT冠状动脉成像受多种因素的影响，如患者的心率、心律、造影剂的浓度水平和流率、扫描方法及扫描延迟时间等[4-6]。其中，造影剂持续注射时间与扫描延迟时间相匹配对冠状动脉CTA的图像质量起重要作用。本组240例患者接受CTA检查时造影剂的注射时间，根据5.0～6.0 ml/s的注射速率相对应的55～65 ml的造影剂注射时间应为11 s左右，后续的以相同流率生理盐水30～40 ml注射维持在6～7 s左右。造影剂和生理盐水注射时间共为17～19 s。注药、扫描同时启动，扫描以间隔1.0 s的连续曝光做实时监测，并在荧屏上实时标注出时间-密度动态曲线，延迟14 s后紧接着有4 s吸气-屏气时间，此刻时相的把握往往在触发时造影剂经过肺循环，流经左心腔到动脉，而后续生理盐水的大量注入真正起到排空作用，使上腔静脉、右心腔内均未形成高密度伪影，此时靶血管达到峰值后处于平台期，足以完成320排CT(Volume)数据采集。

5.3 触发技术的应用

(1)自动触发技术采用Sure start软件智能触发扫描，触发点定于扫描野中央层面胸主动脉，触发阈值设为320 HU，即当胸主动脉达阈值后自动启动扫描程序。此技术适用于初学者。自动触发技术客观因素较强，在个别循环较慢的患者中达到阈值后自动启动扫描程序。重建后图像显示：血管模糊、对比剂充盈不良，图像质量不佳(如图1所示)。

图1 血管模糊，不连续，对比剂充盈不良。前降支血管显示不良，可见多发钙化斑块，但对软斑块评价不足，管腔狭窄程度无法评价。

(2)手动触发技术采用设定扫描常规参数的方法，制定好扫描方案(选择扫描范围、扫描条件)，设置监控层面为四心腔切面。该切面通过心尖到心底作平行于心脏膈面的切面，为标准的左、右心室和左、右心房4个心腔的联合切面。在扫描过程中，此技术机动应变，不受触发点内造影剂是否达到阈值等诸多因素的限制。主要观察监控层面的感兴趣区域密度变化进行个性化手动触发。重建后图像质量评分为1级(如图2所示)。手动触发组162例无一例失败。此技术要求操作者扫描过程注意力高度集中，触发应对及时，熟练掌握此技能方法。

图2 血管轮廓清晰、连续，对角支起始部可见钙化斑块形成，管腔未见明显狭窄。

5.4 手动触发技术的优势

手动触发技术不但对多数循环正常者效果很好，而且在少数循环过快和循环较慢者中的应用灵活，取得满意效果。部分循环较快者的时相把握往往在手动触发时大部分造影剂已经流过右心腔，正好流经肺循环，上腔静脉、右心腔内因盐水的注入均不形成高密度伪影，靶血管造影剂质量浓度达到峰值。少数循环较慢者时相的把握在手动触发时右心腔内造影剂已完全流出,并经肺循环流经左心腔到动脉，靶血管造影剂质量浓度达到峰值后处于平台期，足以完成320排CT(Volume)数据采集。当心率＜65次/min时，观察监控层面右心腔造影剂已完全流出进行肺循环(如图3a所示)；65次/min＜心率＜79次/min时，观察监控层面右心腔造影剂还尚存，没有完全流出(如图3b所示)；心率＞80次/min时,观察监控层面右心腔有少许造影剂(如图3c所示)。

图3 标准的左、右心室和左、右心房4个心腔的联合切面。该切面通过心尖到心底作平行于心脏膈面的切面，此切面显示出左、右心房和左、右心室4个腔室，在超声心动图中称为“四腔心”。切面上右心房位于右上方，右心室位于右下方，左心房位于左上方，左心室位于左下方，房间隔与室间隔分别位于左、右心房与左、右心室之间。

5.5 触发技术应用过程中的注意事项

(1)扫描前患者呼吸的准备。扫描前训练患者呼吸，做好呼吸配合，叮嘱患者每次呼吸幅度要保持一致。

(2)扫描前对患者心率的控制。对多排螺旋CT而言，低心率仍然是减少运动伪影和获得高质量冠状动脉图像的关键因素，冠脉成像质量与心率成负相关[7-8]。而320排CT由于采用断面容积扫描方式，每次扫描可获得完整的容积数据，多扇区重建不需要连续数据，只需相似采集数据即可融合重组出满意图像。手动触发与自动触发2组共100例，经最佳时相重建后，无一例为1级图像，满足成像要求。对于心率＜65次/min，320排CT可在1个心动周期获得重建冠脉所需数据，从而减少曝光时间，减少射线辐射剂量。文献报道，当心率＜65次/min时，95%高质量的冠状动脉图像位于72%～81%R-R间期[9-10]。但对于高心率患者，320排CT需要数个心动周期的数据进行图像重建获得高时间分辨率和高质量的图像，显然增加了射线曝光剂量。采用对扫描前0.5 h安静时心率＞75次/min的患者于扫描前0.5 h口服β受体阻滞剂倍他乐克25～30 mg进行心率控制。

(3)根据BMI来制定造影剂的用量与流率，要求对造影剂量进行量化。造影剂用量的减少可降低出现不良反应的风险。同时，对于体重较轻的患者若注射过多的造影剂可能造成扫描启动时上腔静脉、右心房及右心室内大量造影剂存留而产生大量硬化伪影，影响对右侧冠状动脉的观察。而且避免了静脉污染，提高了冠状动脉的图像质量。

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