心率及心律对256层螺旋CT冠状动脉CT血管造影图像质量的影响

柳　青　张智琴　宗会迁　程　豪

(河北医科大学第二医院医学影像科，河北　石家庄　050000)



心率及心律对256层螺旋CT冠状动脉CT血管造影图像质量的影响

柳青张智琴1宗会迁程豪

(河北医科大学第二医院医学影像科，河北石家庄050000)

〔摘要〕目的探讨心率及心律对256层螺旋CT冠状动脉(以下简称为冠脉)CT血管造影(CTA)图像质量及诊断结果的影响。方法选择该院冠脉疾病患者610例，均经256层螺旋CT行冠脉CTA诊断，其中580例患者心律整齐，有76例患者同意接受选择性冠状动脉造影(CAG)诊断，根据心率由低到高将580例心律整齐者分成Ⅰ组、Ⅱ组、Ⅲ组、Ⅳ组；另将心率≤80次/min的537例患者根据采集周期中心律变化幅度由低到高划分成A组、B组、C组。对比不同心率组的冠脉图像质量，分析采集周期中患者心率及心律变化的幅度与图像质量的联系，比较不同心率及心律变化幅度的CAG及CTA诊断结果。结果患者心率越低，则CTA图像质量优良率也越高，但其诊断的敏感度、准确度与心率变化幅度无明显相关性(r=-0.145，P=0.128；r=-0.128，P=0.220)；心律变化的幅度越低，则CTA图像质量优良率也越高，但其诊断敏感度、准确度与心率变化幅度也无明显相关性(r=-0.241，P=0.097；r=-0.208，P=0.142)。结论冠脉疾病患者的心率及心律越低，则CTA图像质量也越高，但其变化对于256层螺旋CT冠脉CTA诊断并无明显的影响，因此CTA对心血管疾病诊断价值较高。

〔关键词〕心率波动；心律；螺旋CT；冠状动脉CTA图像质量

目前螺旋CT对于冠状动脉探查及疾病诊断均具有较高的应用价值，并且创伤性极小。但是同时也有研究显示，螺旋CT对于冠状动脉疾病诊断具有一定局限性，例如当患者出现心律失常症状时，图像质量会受到影响〔1，2〕。本文旨在研究心率及心律对256层螺旋CT冠状动脉CT血管造影(CTA)图像质量的影响。

1资料和方法

1.1临床资料选择2013年5月至2015年5月在我院接受诊治的冠脉疾病患者610例，其中580例患者心律整齐，男328例，女252例；年龄38～76〔平均(61.8±8.4)〕岁，有76例患者同意接受选择性冠状动脉造影(CAG)。将580例心律整齐者JP2(即患者心律变化幅度不超过10次)分成Ⅰ组(心率≤60次/min)74例；Ⅱ组(60次/min<心率≤70次/min)280例；Ⅲ组(70次/min<心率≤80次/min)183例；Ⅳ组(心率>80次/min)43例。另将心率≤80次/min的537例患者根据采集周期中心律变化幅度分成A组：变化幅度≤3次者285例；B组：3次<变化幅度≤5次者240例；C组变化幅度>5次者12例。所有患者签署知情同意书，本次研究已获得医院伦理委员会的审核批准。

1.2研究方法

1.2.1检查方法扫描设备选择Philips Brilliance iCT型号，256层螺旋CT，扫描模式采取前瞻性心电门控，探测器陈列为128 mm×0.625 mm，其扫描厚度以及层间距分别设定为0.9 mm及0.45 mm。机架转速设为0.27 s/圈，管电压及管电流分别为100 kV及200～300 mAs，行迭代重建(iDose4)低剂量CT扫描方式，视野为250 mm，重建矩阵512×512，并通过智能扇区对扫描方式进行选择。采用Medrad stellant双筒高压注射器P3T心脏模块个性化对比剂注射方案进行注射，根据体重注射器自动生成注射方案。对比剂选用欧乃派克(350 mgI/ml)，通过人工智能跟踪技术实施触发扫描，其触发层面为与肺动脉保持水平状态的降主动脉，并将触发阈值规定为150 HU。CT扫描范围为自气管分叉位置至肝脏上缘。注意需反复要求患者配合完成闭气呼气等训练，以达到理想图像效果。

1.2.2图像处理将所得影像传送到EBW工作站，并给予图像质量评定。根据心脏标准测算法，分别采用78%以及45%R-R间期CT图像实施重建以及处理，包含通过最大密度投影技术检查患者血管狭窄位置以及严重程度，将轴位相当做指导图像，按照曲面重组技术对各血管和血管分支等实施，以及通过多平面重组技术检查心脏结构等。

1.3观察指标观察并对比各组患者的右冠脉(RCA)、左前降支(LAD)以及左旋支(LCX)，依据美国心脏协会制定的分类法为冠脉实施分段。

1.4图像质量分级〔3〕1级：显影良好，且管壁光滑，不含阶梯状伪影亦或是血管中断；2级：显影可，存在管壁模糊亦或是轻度的阶梯状伪影；3级：管壁模糊且有严重阶梯状伪影，无法用于相关诊断过程。将图像质量为1级与2级者的比例计算优良率。图像均由我院2名以上有经验的诊断医生讨论决定后记录对比。

1.5统计学方法采用SPSS13.0软件进行χ2、t检验和Spearman相关性分析。以CAG检查结果作为金标准，计算CTA诊断的敏感度和准确度，敏感度=CTA确诊数/CAG确诊数，准确度=(冠状动脉节段数-CTA漏诊数)/冠状动脉节段数。

2结果

2.1不同心率组患者的冠脉图像质量情况对比Ⅰ组冠脉图像质量的优良率是100%，Ⅱ组RCA显示的优良率为98.93%(277/280)，LAD为97.86%(274/280)，LCX为98.21%(275/280)；Ⅲ组RCA显示的优良率为89.62%(164/183)，LAD为89.07%(163/183)，LCX为84.70%(155/183)；Ⅳ组冠脉图像质量显示较差，RCA显示的优良率为67.44%(29/43)，LAD为62.79%(27/43)，LCX为65.12%(28/43)。见表1。

2.2不同心率组患者CAG及CTA的诊断结果对比76例CAG一共显示有600个冠脉节段，含明显狭窄128个，由CTA检出104个，二者差异无统计学意义(χ2=3.078，P=0.079)。24个CTA显示无狭窄的节段经CAG检查显示有狭窄。将CAG作为金标准，CTA的敏感度为81.25%，准确度为96.00%。各组间对比，心率越低，则CTA诊断显示的敏感度及准确度越高，敏感度、准确度与心率变化幅度无明显相关性(r=-0.145，P=0.128；r=-0.128，P=0.220)。见表2。

2.3采集周期中患者心律变化的幅度与有关图像质量的相关性537例心率低于80次/min的患者中，A组3支冠脉的显示优良率均是99.30%(283/285)，B组RCA显示的优良率为92.08%(221/240)，LAD为92.50%(222/240)，LCX为90.83%(218/240)。C组RCA显示的优良率为41.67%(5/12)，LAD为66.67%(8/12)，LCX为50.00%(6/12)。见表3。

2.4采集周期中患者心律变化的幅度进行的CAG及CTA诊断结果对比患者心律变化的幅度越低，则CTA的诊断敏感度以及准确度相对越高，但敏感度、准确度与心率变化幅度无明显相关性(r=-0.241，P=0.097；r=-0.208，P=0.142)。见表4。

表1不同心率组患者的冠脉图像质量情况对比(n)

组别n1级RCALADLCX2级RCALADLCX3级RCALADLCXⅠ组74686570694000Ⅱ组280186189196918579365Ⅲ组1836762709710185192028Ⅳ组43555242223141615

表2不同心率组患者CAG及CTA的诊断结果对比(%)

组别n冠脉节段数(段)CAG确诊数(n)CTA确诊数(n)CTA漏诊数(n)敏感度(95%CI)准确度(95%CI)Ⅰ组86216160100.00(98.42～100.00)100.00(98.68～100.00)Ⅱ组242034034685.00(78.28～89.25)97.04(95.32～98.28)Ⅲ组3324252421080.77(72.65～85.44)95.87(90.28～97.56)Ⅳ组11932012860.00(54.35～68.28)91.40(85.62～93.45)总计766001281042481.25(75.65～85.35)96.00(90.27～98.53)

表3采集周期中患者心律变化的幅度与有关图像质量的联系(n)

组名n1级RCALADLCX2级RCALADLCX3级RCALADLCXA组285209206214747769222B组240104112114117110104191822C组12222364746

表4采集周期中患者心律变化的幅度进行的CAG及CTA诊断结果对比(%)

组别n冠脉节段数(段)CAG确诊数(n)CTA确诊数(n)CTA漏诊数(n)敏感度(95%CI)准确度(95%CI)A组4030467571085.07(81.28～89.32)96.71(92.32～98.32)B组312525041982.00(76.95～86.35)96.43(92.37～98.38)C组544116554.55(50.28～62.32)88.64(85.35～92.12)总计766001281042481.25(75.32～86.32)96.00(92.57～98.63)

3讨论

伴随着医学诊断技术的不断发展，在当前的临床诊断过程中，使用多层螺旋CT十分常见。256层螺旋CT具有以下优点〔4〕：(1)所含X线剂量非常低，与以往CT设备相比较其辐射剂量约降低80%，被誉为绿色影像成像检查设备。(2)该检查设备转速极快，可达到0.27 s/转，极大程度地提高时间分辨能力。(3)高智能化，经系统性检查之后，设备本身具备多种处理技术，可为临床作出准确诊断提供更可靠信息。国外有报道证实，256层螺旋CT在进行CAG时，其图像质量不受到患者心率影响，因此无需对患者进行心率控制〔5〕。

本研究结果提示心率及心律对于256层螺旋CT冠脉CTA诊断并无明显的影响，符合国外Tomizawa等〔6〕的相关报道结果。究其原因主要和以下方面有关〔7〕：(1)由于人体冠状动脉呈树根状分布于心脏表面，心脏在跳动同时还会沿心轴发生一定角度旋转及冠状动脉自身同样具有节律性收缩和舒张运动，因此，冠状动脉在CT清晰成像方面一直存在难点。如希望获得的冠状动脉CTA图像质量清晰并且不存在运动伪影，则需要在实施数据采集过程中，注意选择心脏幅度小的瞬间迅速曝光。而心脏自身运动幅度小的时相受到心率影响，并且心脏在收缩期和舒张中晚期两个时间段内所表现的运动幅度范围最小。例如，根据心率快慢进行分析，当患者处于低心率状态时，收缩期所持续时间显著少于舒张晚期。并且收缩期和舒张中晚期自身所维持时间均伴随心率加快有所减少，整体上舒张中晚期所持续时间幅度会比收缩期长。而当患者心率较高时，收缩期会比舒张中晚期维持时间长。由此可知，对于低心率患者来讲，处于舒张中晚期时相所获得的图像质量最佳，而对于高心率患者来讲，其收缩期时相所获得图像质量最理想。以往所使用的16层以及64层螺旋CT检查冠状动脉时，患者心率稍快则会影响图片质量，因此需提前对患者心率进行控制。而256层螺旋CT扫描速度非常快，可在5 s内完成扫描操作，无需受到患者心率快慢因素制约。(2)检查设备时间分辨率以及管球转速和采集数据所使用的重建算法均存在一定联系。首先，当患者为高心率状态时，其心率增大会导致心脏收缩末期时间缩短，因此高质量图像需要高水平时间分辨率。256层螺旋CT管球以0.27 s/转速度进行急速旋转，保证了心脏解剖结构能够清晰显示。其次，256层CT具备超宽探测器，时间分辨率提高，同时不会受到心率影响。因此心率及心律越低，则CTA图像质量优良率也越高，但其变化对于256层螺旋CT冠脉CTA诊断并无明显的影响，因此CTA对心血管疾病诊断价值较高，值得临床推广应用。

4参考文献

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5Kondo T，Takamura K，Fujimoto S，etal.Motion artifacts on coronary CT angiography images in patients with a pericardial effusion〔J〕.J Cardiovasc Comput Tomogr，2014；8(1)：19-25.

6Tomizawa N，Yamamoto K，Akahane M，etal.The feasibility of halfcycle reconstruction in high heart rates in coronary CT angiography using 320-row CT〔J〕.Int J Cardiovasc Imaging，2013；29(4)：907-11.

7黄伟，周长圣，何雯雯，等.心房颤动对双源CT冠状动脉血管成像的影响〔J〕.中华心律失常学杂志，2010；14(2)：97-101.

〔2015-10-09修回〕

(编辑袁左鸣/滕欣航)

〔中图分类号〕R543.3+2

〔文献标识码〕A

〔文章编号〕1005-9202(2016)08-1951-03；

doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.08.076

1河北中医学院影像教研室

第一作者：柳青(1979-)，男，主管技师，主要从事放射技术方面的研究。