心电编辑技术在128层CT回顾性心电门控冠状动脉血管成像图像后处理中的应用

朱明欣，傅贤方，徐里纯，黄玉书，黎永锋，曹晓欣

（1.广东省佛山市南海人民医院放射科，神经外科，广东佛山528200；2.广东省江门市中心医院信息科，广东江门529030）



心电编辑技术在128层CT回顾性心电门控冠状动脉血管成像图像后处理中的应用

朱明欣1a，傅贤方1a，徐里纯1b，黄玉书1a，黎永锋2，曹晓欣1a

［摘要］目的：探讨心电编辑技术在128层CT回顾性心电门控冠状动脉血管成像图像后处理中的作用。方法：选取行128 层CT冠状动脉血管成像时心电门控记录的心电信号出现异常的50例患者使用心电编辑技术前后的后处理图像，并进行对照。结果：右冠状动脉、左主干、左前降支使用心电编辑技术后图像质量Ⅰ级和Ⅱ级所占比高于编辑前，Ⅲ级所占比低于编辑前，X2分别为6.36、6.73、6.14，P值分别为0.042、0.034、0.046，差异均有统计学意义；而左回旋支编辑前后差异无统计学意义（X2=4.93，P=0.085），并不具备可比性。结论：心电编辑技术能明显提高128层CT回顾性心电门控冠状动脉血管成像的后处理图像质量，提高检查成功率。

［关键词］心电编辑技术；冠状血管造影术；体层摄影术，X线计算机

冠心病已成为危害人类健康的一大疾病，随着MSCT技术的更新和发展，MSCT冠状动脉血管成像已经成为冠状动脉无创性成像的重要检查方法，可清晰显示冠状动脉斑块及狭窄，已广泛应用于冠心病患者的筛查及随访。但CT扫描过程中患者心律不齐、心律失常及心电门控同步记录的心电信号出现异常造成冠状动脉图像重建质量下降仍是检查成功的主要障碍。心电编辑技术在一定程度上可以解决该问题。现选取佛山市南海人民医院2013年12月至2015年1月行冠状动脉血管成像中出现心律不齐、心律失常或心电门控同步记录的心电信号出现异常的50例患者进行分析，探讨心电编辑技术在128层CT冠状动脉血管成像中的应用价值。

1　资料与方法

1.1一般资料本组50例中，男30例，女20例；年龄50～74岁，平均（64.28±8.38）岁；心率65～127 次/min，平均（72.7±7.2）次/min。排除标准：碘对比剂过敏、严重心肝肾功能不全及不能配合屏气的患者。所有患者均签署增强扫描知情同意书。

1.2仪器与方法禁食4 h以上，严格训练呼吸，若检查前基础心率＞70次/min，口服酒石酸美托洛尔片25～50 mg。

采用GE Lightspeed-VCT 128层CT行冠状动脉血管成像。患者仰卧位足先进，深吸气后屏气。先行钙化积分平扫，再经Ulrich Missouri全自动双筒式高压注射器团注非离子型对比剂碘帕醇（370 mgI/mL），后续生理盐水冲洗导管，应用对比剂示踪法（Smart Prep）在主动脉根部ROI监测CT值达150 HU时触发扫描［1］，再延时5.3 s自动开始扫描。采用回顾性心电门控技术，扫描范围从气管隆突下1 cm至心脏膈面。管电压120 kV，管电流根据患者身高、体质量采取个体化参数，范围300～750 mA，层厚0.625 mm，层距0.625 mm，螺距0.2～0.26，转速0.35 s/r。注射碘对比剂（剂量0.9 mL/kg体质量），后续25 mL生理盐水，流率为4.7～5.0 mL/s。

1.3图像后处理、评分标准将图像传至GE ADW 4.5工作站行MPR、MIP、VR等后处理。根据美国心脏协会（AHA）标准［2］将冠状动脉分为15个节段：右冠状动脉包括1～4段，左冠状动脉主干和前降支包括5～l0段，左回旋支包括11～15段。由2名经验丰富的高年资医师采用双盲法对图像进行评价。图像质量采取3级评分法：Ⅰ级，优质图像，各节段血管光滑、完整无伪影；Ⅱ级，图像部分节段血管有伪影，但不影响诊断；Ⅲ级，图像部分管腔节段出现严重伪影，无法诊断。图像质量为Ⅱ级和Ⅲ级时采用心电编辑技术对图像进行后处理。

1.4心电编辑方法利用GE Lightspeed-VCT 128 层CT自带的心电编辑软件包对图像出现伪影的患者扫描时记录的心电图进行编辑，包括移动R波触发点、忽略、删除、插入等几种方法。预览扫描时记录的心电图并对照后处理图像，具体编辑方法如下：①窦性心律不齐的编辑。先对照MIP图像找出跳层有伪影的层面，结合找出该层面对应的心电图心动周期，找到相应心率变化的异常点，移动对应心动周期R波触发点来调整相邻R-R间期，使每次采集起始时间点都一致并选用合适的重建时相。②房颤的编辑。先选择恰当的时相进行重建，黄伟等［3］认为房颤患者图像重组的最佳时相大多在收缩末期或舒张早期，若重建图像仍有伪影，再删除出现房颤的心动周期，在有规律的房颤波后的间歇内通过测量前后正常心动周期的R-R间期插入新的R波触发点［4］，再参照窦性心律不齐的方法编辑。③期前收缩的编辑。采取去除异常R波并选用合适的重建时相进行重建，若还出现伪影，可通过测量相邻R-R间期各采集时相与标记R波的时间距离，手动移动触发点位使各心动周期相匹配。

1.5统计学方法使用SPSS 13.0软件进行统计分析。对使用心电编辑技术前后冠状动脉不同级别的构成比比较采用X2检验，α=0.05。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

50例使用心电编辑技术前评价右冠状动脉图像质量Ⅰ级21支（42%）、Ⅱ级19支（38%）、Ⅲ级10支（20%）；左主干Ⅰ级32支（64%）、Ⅱ级14支（28%）、Ⅲ级4支（8%）；左前降支Ⅰ级31支（62%）、Ⅱ级14支（28%）、Ⅲ级5支（10%）；左回旋支Ⅰ级29支（58%）、Ⅱ级13支（26%）、Ⅲ级8支（16%）。使用心电编辑技术后评价右冠状动脉Ⅰ级33支（66%）、Ⅱ级13支（26%）、Ⅲ级4支（8%）；左主干Ⅰ级43支（86%）、Ⅱ级5支（10%）、Ⅲ级2支（4%）；左前降支Ⅰ级42支（84%）、Ⅱ级6支（12%）、Ⅲ级2支（4%）；左回旋支Ⅰ级39支（78%）、Ⅱ级8支（16%）、Ⅲ级3支（6%）。右冠状动脉、左主干、左前降支使用心电编辑技术后Ⅰ级和Ⅱ级所占比例高于编辑前，Ⅲ级所占比低于编辑前，X2分别为6.36、6.73、6.14，P值分别为0.042、0.034、0.046，差异均有统计学意义；而左回旋支编辑前后差异无统计学意义（X2=4.93，P=0.085）。总体评价编辑后的图像质量比编辑前有改善（图1）。

3　讨论

3.1心电编辑技术的重要性随着冠心病患者日益增多，MSCT冠状动脉血管成像已在很多医院开展。稳定的心率是冠状动脉成像的基础，但部分患者因心率失常、房颤、早搏等原因，使得心动周期相邻R-R间期长短不等、波形走向不同，从而图像重建时不同心动周期的同一时间点所处R-R相位不同，采集数据失误导致重建图像出现错位、中断、阶梯状等伪影，影响正常诊断。心电编辑技术是对患者扫描过程中心电门控记录的心电图进行编辑，采用回顾性心电门控技术，通过移动、忽略、删除、插入等方法来编辑以使后处理图像质量明显改善［5］，达到临床诊断标准，无需重复扫描或DSA介入造影［6］。

3.2128层CT冠状动脉血管成像采集及图像后处理的特点128层CT扫描冠状动脉时探测器宽度达40 mm，转速0.35 s/r，层厚0.625 mm，仅6～7 s即可完成整个心脏的扫描，时间分辨力高。扫描冠状动脉有前瞻性心电门控和回顾性心电门控2种采集方式。由于前瞻性心电门控要求患者心率小于65次/min［7］，扫描图像重建失败率极低，加之心电编辑技术在前瞻性心电门控扫描应用基本没有意义，故本研究均采用回顾性心电门控扫描。在实际扫描时患者由于受到机器响声、高压注射对比剂等的影响，常难保持平稳的心律。采用回顾性心电门控扫描时，CT扫描仪能采集覆盖整个心跳过程的全部数据进行重建图像，即对全心动周期的无间断采集后，将R波作为参考，选取整体数据中的特定时相进行重建的回顾性扫描。因此，原始重建图像出现错层、中断、阶梯状等伪影也能通过心电编辑软件进行再重建。心电编辑软件可对患者扫描时记录的心电图进行编辑，对有伪影的图像编辑其对应的心电图后再重建。另外，在通过心电编辑软件编辑好心电图及选择最佳重建时相重建的情况下，多扇区算法合并使用也能提高图像时间分辨力［8］，这样即使在扫描时患者出现轻微心律变化、早搏等现象时也能重建出符合临床诊断的图像，提高扫描成功率。

3.3不同心电编辑技术对提高后处理图像质量的作用心电编辑有移动R波触发点、忽略、删除、插入等几种方法，多种方法常合并使用。移动R波触发点能使心律不齐的患者心动周期R-R间期调节成一致，使得CT数据采集的各心动周期时间窗一致，改善图像质量，这在窦性心律不齐的患者编辑重建时最常用到。删除，是删掉扫描过程中采集到的心率突然过快等异常心动周期，可能是1个、也可能是多个心动周期。造成心率突然过快的因素有期前收缩等，由于扫描时采集5～7个心动周期，因此，即使删除其中一两个也依然有足够CT数据可以成像。插入，心动周期一般是在删除期前收缩等异常的心动周期之后才使用，大多情况下还需调节R波触发点使得所插入的心动周期R-R间期与前后正常的心动周期一致。心电编辑技术是结合患者扫描时采集的心电图综合编辑，以提高重建后图像质量。

3.4心电编辑后最佳图像重建时相的选择有学者［9］认为心率快且稳定的患者图像重建时相选择收缩末期（R-R间期40%～50%）多较舒张中期合适；Herzog等［10］认为心率小于70次/min的患者重建时相选择舒张末期（R-R间期70%～80%）重建图像，而心率大于80次/min的患者重建时相选择收缩末期为佳。但有些患者在扫描时会出现心律不齐的现象，有研究［11-12］表明冠状动脉主要分支在心动周期内有不同的运动模式，因此，当原始图像重建出现伪影时除了使用心电编辑技术外，不同冠状动脉分支重建时应选择不同的最佳重建时相。左冠状动脉受心脏搏动幅度影响较小，故重建时相一般选择在舒张末期；而右冠状动脉受心脏搏动幅度影响较大，重建时相一般选择在收缩末期，本组5例是分开左右冠状动脉2次分别重建。另外，同一患者扫描采集的不同心动周期之间波形走向亦有可能出现细微差别，这时不同的心动周期之间的重建时相根据图像变化可相应作出R-R间期5%以内的改变使重建血管走行表面光滑、清晰、连续。

综上所述，心电编辑技术能明显提高128层CT冠状动脉血管成像的后处理图像质量，图像伪影得到最大程度修正，利于测量软件对管腔轮廓的识别，提高检查的准确性［13］，值得推广应用。

［参考文献］

［1］顾庆春，范亦辉，张振岳，等.多层螺旋CT冠状动脉成像：心律及其波动与重建相位窗关系初探［J］.中国医学计算机成像杂志，2009，11（3）：33-34.

［2］Austen WG，Edwards JE，Frye RL，et al. A reporting system on patients evaluated for cornary artery disease：repotr of the ad hoc committee for grading of cornary artery disease，council on cardiovascular surgery，American heart association［J］．Circulation，1975，51：5-40.

［3］黄伟，周长圣，何雯雯，等.双源CT冠状动脉成像和心电编辑在房颤患者中的应用［J］.临床放射学杂志，2009，28（10）：1381-1384.

［4］Scheffel H，Alkadhi H，P1ass A，et al. Accuracy of dual-source CT coronary angiography：first experience in a high pretest probability population without heart rate control［J］. Eur Radiol，2006，16：2739-2747.

［5］杨立民，刘成磊，徐凯.心电编辑对提高双源CT冠脉图像质量的初步研究［J］.医学影像学杂志，2012，22（2）：182-185.

［6］孙立国，王滨，王培源，等.心电编辑后的CT冠脉成像与冠脉造影对比分析［J］.中国CT和MR杂志，2014，12（8）：21-26.

［7］孙宏亮，王武，胡莹莹，等.心电编辑在256层螺旋CT冠状动脉成像中的初步应用［J］.中日友好医院学报，2010，24（5）：275-277.

［8］贺剑，张华，曹小宏，等.心电编辑在提高64层螺旋CT冠状动脉成像图像质量中的价值［J］.南昌大学学报：医学版，2011，51 （3）：63-67.

［9］Adler G，Meille L，Rohnean A，et al. Robustness of end-systolic recon-structions in coronary dula-source CT angiography for high heart rate patients［J］. Eur Radiol，2010，20：1118-1123.

［10］Herzog C，Aming-Erb M，Zangos S，et al．Multi-detector row CT coro-nary angiography：influence of reconstruction technique and heart rate on image quality［J］. Radiology，2006，238：75-86.

［11］Achenbach S，Ropers D，Holl J，et al. In-plane coronary arterial motion velocity：measurement with electron-beam CT［J］. Radiology，2000，216：457-463.

［12］王建华，黄海青，陈岩. 128层CT冠状动脉成像对冠状动脉变异的诊断价值［J］.中国中西医结合影像学杂志，2014，12（5）：469-471.

［13］周智美，陈德基，谭理连，等.应用ROC曲线评价心电编辑在320 排CT冠脉成像中的应用价值［J］.中国CT和MR杂志，2012，10 （3）：36-39.

ECG editing techniques applied in the 128- slice CT retrospective ECG-gated coronary artery image processing

ZHU Mingxin，FU Xianfang，XU Lichun，HUANG Yushu，LI Yongfeng，CAO Xiaoxin.

Department of Radiology，Nanhai People’s Hospital，Foshan，528200，China.

［Abstract］Objective：To investigate the role of ECG editing techniques in the 128-slice CT retrospective ECG-gated coronary angiography image processing. Methods：The reconstructed image of 50 patients who had abnormal ECG-gated recorded signals while taking 128-slice CT coronary angiography were compared before and after ECG editing techniques. Results：The proportion ofⅠandⅡgrade was higher in the right coronary artery，left main，left anterior descending artery after editing techniques using ECG，while the editedⅢgrade composition ratio was lower than before，X2were 6.36，6.73，6.14，P values were 0.042，0.034，0.046，P values were less than 0.05 and were significantly different；while the result of the left circumflex artery had no significant difference（X2=4.93，P=0.085＞0.05）. Conclusion：ECG editing techniques can significantly improve the 128-slice CT retrospective ECG-gated coronary angiography processed image quality and increase the success rate of inspection.

［Key words］ECG editing techniques；Coronary angiography；X-ray computed

收稿日期（2015-11-09）

［通信作者］傅贤方，E-mail：fyf_fu@163.com。

DOI：10.3969/j.issn.1672-0512.2016.03.008