冠状动脉追踪冻结技术对冠状动脉多层螺旋CT血管成像质量的优化研究

韩威，胡刚，路军良，郭宁，陈华，刘更槐，周燕，冯萌，王莉，李红敏，吴新淮

· 论著 ·

冠状动脉追踪冻结技术对冠状动脉多层螺旋CT血管成像质量的优化研究

韩威1，胡刚1，路军良1，郭宁2，陈华1，刘更槐1，周燕1，冯萌1，王莉1，李红敏1，吴新淮1

目的 探讨冠状动脉追踪冻结技术（snapshot freeze，SSF）对冠状动脉多层螺旋CT血管成像图像质量的优化价值。方法 回顾性分析北京军区总医院2013年3月～5月期间85例未服用控制心率药物的冠状动脉CTA检查患者影像学资料，应用SSF技术前后CT图像质量差异情况比较。患者按心率是否大于65次/min分为AB两组，其中A组26例，心率≤65 次/min； B组59例，心率＞65 次/min。应用冠状动脉追踪冻结技术对冠状动脉图像进行处理，测量应用SSF技术前后，左冠状动脉前降支、左回旋支及右冠状动脉的血管轴截面、运动伪影及邻近脂肪的SD值，计算运动伪影指数（MAI）数值；并采用盲法由两名高年资主治医师对图像质量进行五分制评分，对评分结果进行比较及量化分析。结果 A组患者平均心率（58.5±5.69）次/min；MAI：使用SSF技术为（12.65±5.96），低于未使用SSF技术（None-SSF）（24.10±8.62），差异有统计学意义（P＜0.05）；主观图像评分：使用SSF技术为SSF（4.15±0.45），高于None-SSF（3.00±1.04）， 差异有统计学意义（P＜0.05）。B组患者平均心率（77.73±9.67）次/min；MAI：使用SSF技术为（18.09±9.00），低于None-SSF（66.99±17.49），差异有显著统计学意义（P＜0.01）；主观图像评分使用SSF技术为（3.82±0.78），高于None-SSF（1.96±0.67），差异有显著统计学意义（P＜0.01）。A组患者应用SSF处理后MAI平均下降48%，B组患者应用SSF处理后MAI平均下降73%，下降幅度明显大于A组。结论 冠状动脉追踪冻结技术（SSF）可以提高冠状动脉CTA的图像质量，作用在患者心率超过65次/min时更为明显。

冠状动脉；X线计算机；体层摄影术

自64层螺旋CT（MSCT）应用于临床，使得冠状动脉无创成像进入了新的纪元［1］。冠状动脉CT血管造影作为冠状动脉疾病的无创诊断方法已基本普及，其在检出和排除冠状动脉狭窄性病变中的价值已被广泛认可［2］。但冠状动脉成像的运动伪影却一直存在，并影响着诊断的可靠性。如何有效的降低运动伪影，提高图像质量，成为了获得准确诊断的前提条件。本研究主要分析应用冠状动脉追踪冻结技术（snapshot freeze，SSF）对冠状动脉成像质量的影响。

1　资料与方法

1.1研究对象及分组 回顾性分析北京军区总医院2013年3月～5月期间85例患者冠状动脉CTA结果，其中男性患者54例，女性患者31例，平均年龄（66.73±13.19）岁。患者按心率是否大于65次/min分为两组，其中A组26例，心率≤65 次/min； B组59例，心率＞65 次/min。

1.2影像学检查方法 85例全部在GE宝石CT （Discovery CT750 HD FREEdom）上进行。采用心电后门控心脏扫描方式。采用欧乃派克（350 mg/ml）造影剂，根据BMI值计算注射量，注射速率为5 ml/s。使用自动对比剂跟踪技术启动扫描，选取气管隆突水平进行同层动态扫描，于升主动内取感性趣区域，阈值设为100 HU，扫描范围从气管隆突至膈面水平，扫描时间为5～6 s。

1.3图像后处理 获取的常规扫描图像在GE宝石CT上重建为厚度0.625 mm层面，层间隔0.625 mm，对心率≤65 次/min的患者图像应用SSF技术对R波后75%时相为中心的图像进行处理，对心率＞65次/分的患者图像应用SSF技术对R波后45%时相为中心的图像进行重建处理，处理前、后图像共同传送至GE工作站AW4.6上运用冠状动脉分析软件进行分析。对冠状动脉血管轴截面、邻近脂肪及运动伪影进行相同位置相同ROI面积的SD值测量。

1.4图像质量分析 根据美国心脏协会（AHA）的冠状动脉15节段分段法［4］，分别由2名高年资主治医师独立对冠状动脉各主要节段进行分析。采用5分制评分：5分：血管与周围组织对比清晰，无运动伪影；4分：血管与周围组织对比度可，少许伪影不影响诊断；3分：图像可用于诊断，有一定运动伪影；2分：图像诊断困难，伪影显著；1分：图像无法用于诊断；如意见不一致评分取均值。计算冠状动脉各分支的运动伪影指数（图1、2）。在文献的报道中，以右冠状动脉的中、远段运动伪影最为常见［5］，因此对右冠状动脉图像及SSF处理后的图像进行最大密度投影（MIP）对比（图3）。

1.5统计学处理 数据采用SPSS 17.0统计软件分析，计量资料采用（±s）表示，两组均数比较使用t检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2　结果

图1　血管运动伪影指数（MAI）计算

图2　SSF处理前后的冠脉同层面同时相轴位图像对比

图3　SSF处理前后的冠脉最大密度投影图像对比

2.1两组患者一般资料比较 A组患者平均心率为（58.5±5.69）次/min，男性患者占57.7%；B组患者59例，平均心率为（77.73±9.67）次/min，男性患者占62.7%。两组患者影像学检查参数相同，对比剂用量与注射速度相同（表1）。

2.2两组患者运动伪影指数对比 对所选取冠状动脉轴截面、运动伪影及邻近脂肪相同层面、位置、面积的ROI区的CT值、SD值进行定量计算分析。其中A组患者冠状动脉图像的运动伪影指数（MAI）在使用SSF技术后平均下降48%，与未使用SSF技术（None-SSF）相比有统计学差异（P ＜0.05）；B组患者MAI平均下降73%，与None-SSF相比有显著统计学差异（P＜0.01）（表2）；B组患者应用SSF处理后MAI下降幅度明显大于A组。

2.3两组患者图像质量评分 在对冠状动脉的图像质量评分方面，A组患者加用SSF技术后评分平均提升为38%，与None-SSF相比有统计学意义（P＜0.05）；B组患者评分平均提升为95%，与None-SSF相比有显著统计学差异（P＜0.01）（表3）。

表1　患者一般资料及检查参数

表2　运动伪影指数（MAI）数值统计分析（±s）

表2　运动伪影指数（MAI）数值统计分析（±s）

注：None-SSF：无应用冠状动脉追踪冻结技术；SSF：应用冠状动脉追踪冻结技术。与本组未使用SSF技术（None-SSF）比较，aP ＜0.05，bP＜0.01

组别None-SSFSSF平均下降A组（n=26）24.10±8.6212.65±5.96a48% B组（n=59）66.99±17.4918.09±9.00b73%

表3　主观图像评分统计分析（±s）

表3　主观图像评分统计分析（±s）

注：SSF：冠状动脉追踪冻结技术；None-SSF：无冠状动脉追踪冻结技术。与本组None-SSF相比，aP＜0.05，bP＜0.01

组别None-SSFSSF平均提升率A组（n=26）3.00±1.044.15±0.45a38% B组（n=59）1.96±0.673.82±0.78b95%

3　讨论

冠状动脉CT造影成像质量的好坏与诸多因素有关，目前公认的有心率（包括高心率和心率不齐）、呼吸及身体运动伪影、扫描及重建参数、监测层面触发点的选择［6］、重建时相的选择、对比剂注射流速及用量的选择、螺距（pitch值）的选择。在64层CT心脏扫描中，心率的增加（＞75 次/min）可导致图像质量明显下降，检测时常需口服降心率药。据文献报道，由于钙化或运动导致的图像质量下降不能用于诊断的冠状动脉节段高达12%，特别在高心率的情况下更是如此［6，7］。

由于心脏运动的复杂性，以及不同患者心脏的长轴与扫描层面的角度不同，心脏运动伪影在不同患者中，对于不同冠状动脉血管段成像质量的影响各有不同，大大降低了该检查的敏感性、特异性、阳性预测率，因此患者不得不较严格的控制心率，大大降低了该检查的效率［3，8］。如何有效的降低高心率冠状动脉的运动伪影成为该检查成功的关键所在。

冠状动脉自身的运动伪影主要分为心脏舒缩运动产生的水平运动伪影及垂直运动产生的伪影，它主要是由于走行于室间沟及房室沟内冠状动脉受到心动周期内邻近心房及心室舒张、收缩运动的作用而产生，其中以右冠状动脉受到右心房、右心室的共同作用产生的运动伪影为著，其中大部来自心脏轴位扫描过程中水平运动产生伪影，如何有效的抑制水平运动伪影，成为了高心率冠状动脉图像质量改善的关键。

冠状动脉追踪冻结技术能够监测几个相邻心动周期内相同时相及其前后各9%时相内的冠脉分支运动轨迹，对组成冠脉各分支的体素图像进行数字建模，并计算出各体素在心动周期内一定时像内的相应位置，并对其产生的运动伪影图像进行弱化，较好的抑制了运动伪影的产生，尤其是以水平运动产生的运动伪影为著。为更好的显示冠状动脉的狭窄程度、斑块形态，从而提升诊断的准确性提供了较好的技术支持。随着技术的进步，有理由相信，冠状动脉CTA的伪影会越来越少，诊断准确率会进一步提高。

［1］ 张兆琪，马小海. 64层螺旋cT冠状动脉成像：无创性冠状动脉检查的新纪元［J］. 中华放射学杂志，2006，40（8）：789-1.

［2］ Abbara S，Arbab-Zadeh A，Callister TQ，et al. SCCT guidelines for performance ofcoronary computed tomographic angiography： A report of the Society of Cardiovascular ComputedTomography Guidelines Committee［J］. J Cardiovasc Comput Tomogr，2009，3（3）：190-204.

［3］ Abbara S，Cury RC，NiemanK，et al. Noninvasive evaluation of cardiac veins with 16-MDCT angiography［J］. Am J Roentgenol，2005，185（4）：1001-6.

［4］ Asuten WG，Edeards JE，Frye RL，et al. A reporting system on patient evaluated for coronary artery disease.Report of the Ad Hoc Committee for Grading of Coronary Artery Disease，Council on Cardiovascular Surgery，American Heart Association［J］. Circulation，1975，51 （4 Suppl）：5-40

［5］ Cury RC，Pomerantsev EV，Ferencik M，et al. Comparison of the degree of coronary stenosis by multi-detector computed tomography versus by quantitative coronary angiography［J］. Am J Cardiol，2005，96（6）：784-7.

［6］ Hong C，Becker CR，Huber A，et al. ECG-gated reconstructed multidetector row CT coronary angiography：effect of varying trigger delay on image quality［J］. Radiology，2001，220（3）：712-7.

［7］ Raff G，Gallagher M，NeilW，et al. Diagnostic Accuracy of Noninvasive Coronary Angiography Using 64 slice Spiral Computed Tomography［J］. J Am CollCardiol，2005，46（1）：552-7.

［8］ Jiang R，Wu X，He W. Influence of fluctuation of heart rate on imaging quality of multi-slice spiral CT coronary angiography［J］. Chin J Med Imaging Technol，2004，20（10）：102-4.

本文编辑：戴楠，田国祥

Research on image quality optimization of coronary computed tomography angiography with Snapshot freeze technique

HAN Wei*， HU Gang， LU Jun-liang， GUO Ning， CHEN Hua， LIU Geng-huai， ZHOU Yan，FENG Meng， WANG Li， LI Hong-min， WU Xin-huai.*General hospital of Beijing military command radiology department， Beijing， 100700， China.

WU Xin-huai，E-mail: bei925@sina.com

Objective To explore the value of Snapshot Freeze （SSF） technique in image quality optimization of coronary computed tomography angiography （CCTA）. Methods Retrospective analysis was conducted on CCTA results of 85 patients （without taking medications to control heart rate） from general hospital of Beijing military between March and May 2013， in order to investigate differences of image quality before and after application of SSF technique. Patients were divided into two groups： group A （26 patients with heart rate≤65 bpm） and group B （59 patients with heart rate＞65 bpm）. Motion artifact index （MAI） of left anterior descending artery （LAD）， left circumflex artery（LCX） and right coronary artery （RCA） were calculated before and after applied SSF technique. Image quality of CCTA was independently assessed by two radiologists using a 5-point scale and then analyzed quantitatively. Results The mean heart rates was 63.5±5.69 for group A and 77.73±6.67 for group B respectively. For group A， MAI of image quality of SSF images（12.65±5.96） was lower than those of non-SSF images（24.10 ±8.62， P＜0.05）， and subjective score of image quality of SSF images（4.15±0.45） were higher than those of non-SSF images（3.00±1.04， P＜0.05）. For group B， MAI of image quality of SSF images（18.09±9.00） was lower than those of non-SSF images（66.99±17.49， P＜0.01）， and subjective score of image quality of SSF image （3.82±0.78）were higher than those of non-SSF images（1.96±0.67， P＜0.01）. The MAI decrease rate of SSF image in group B （73%） was better than group A （48%）. Conclusions SSF algorithm could improve image quality of CCTA， especially in patients with heart rate higher than 65bpm.

Coronary artery； X-ray computer； Tomography

R445.3

A

1674-4055（2016）04-0451-03

1100700 北京，北京军区总医院放射诊断科；2100176北京，GE中国CT影像研究中心

吴新淮，E-mail：bei925@sina.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.04.20