多排螺旋CT冠状动脉成像冠心病诊断准确性的影响因素

1 呼吸

扫描过程中腹式呼吸产生膈肌运动或身体移动，心脏会整体移位，导致冠状动脉在重建时相出现中断、移位，重建的图像呈阶梯状或波浪状。呼吸运动伪影与心脏搏动伪影的不同在于不仅心脏、冠状动脉出现阶梯状伪影，胸壁、肋骨、肺纹理等也出现相似表现。Dey等〔5〕研究显示呼吸运动伪影较少发生，仅占3.0%，但对图像质量的影响大，可导致冠状动脉血管不能评估。屏气和病人配合对于成功行CCTA至关重要〔6〕，通常为平静吸气后屏气，但不要过度吸气，过度可致胸腔压力增加，减少回心血量，升主动脉对比剂充盈不良，影响冠状动脉显影，吸气70%～80%即可，屏气5 s后开始扫描，同时应观察受检查屏气后心率及心律变化。同时随着技术的发展，多排螺旋CT的Z轴方向探测器排数的增加，扫描机架可在一次旋转中获得更大的覆盖范围。

2 心率、心率波动

心率快可致心动周期缩短，R-R间期缩短，心脏每搏输出量相对减少，导致冠状动脉内对比剂充盈不佳〔7〕。心动周期缩短，舒张期更为明显，心脏相对静止的时间相对缩短，心率60次/min，心脏舒张静息期约250 ms，升至90次/min，则约150 ms，舒张静息期时间窗明显变窄，所需的相对静止的图像重建时间窗变小，可能影响冠状动脉成像质量。研究显示由于CT时间分辨率的受限，心率是CCTA的主要影响因素之一〔8，9〕。自1999年第1代4排螺旋CT用于心脏成像，到现在的64排螺旋CT(64 MDCT)，时间分辨率提高到83 ms〔10〕。众多学者研究显示高心率下，CCTA仍提供高质量的图像，基本不受心率的限制〔11～13〕。但Giesler等〔14〕报道显示随着心率提高，不可评估的冠状动脉随之增加，当扫描的心率大于70次/min，检测冠状动脉狭窄病变的敏感度由62%降至33%，诊断准确性能降低。低心率下CCTA图像质量更好，β-阻滞剂应用可降低和稳定心率，从而有利于图像质量〔14〕，心率降低同时又可减少扫描辐射量〔15～17〕。中国心脏冠状动脉多层CT临床应用专家共识建议：无论使用哪种CT设备，CCTA图像质量低心率组(≤70 次/min)明显好于高心率组(≥90次/min)，因此对于高心率者，在没有药物禁忌证情况下，需服用降心率药物(舌下含服美托洛尔、氨酰心胺等)〔18〕。

Zhang等〔19〕研究显示平均心率对CCTA诊断没有影响，但心率波动对其影响有统计学意义。Leschka等〔7〕研究显示减少心率波动可增加64 MDCT冠状动脉成像的准确性，Dey等〔5〕研究表明心率波动所致的时相不匹配是心脏CCTA的主要伪影之一，仅次于钙化伪影。患者进行CCTA检查时由于紧张、对比剂所致的发热、机器噪音等原因，可能出现心率波动，心率波动成为了目前多排螺旋CT(MSCT)冠状动脉成像主要、难以克服的影响因素之一。分析可能原因：心率趋于平稳，心脏规律的周期性运动，多个心动周期舒张期、收缩期相对恒定，R-R间期的重建时相匹配。当心率出现较大波动时，多个心动周期R-R间期延长、缩短相互不等，基于心电门控图像重建技术，以某一固定的R-R间期比例选择重建相位窗，所采集的重建图像相位不匹配〔20〕，进而使最终重建的图像质量显著下降，从而对冠状动脉病变情况、狭窄程度的评估产生影响；心率过于缓慢下心脏轻微的一次波动或心率突然发生波动(加快或者减慢)，都可能导致冠状动脉随心脏产生非常剧烈的运动，重建时导致血管显示模糊，甚至出现中断、错层伪影，影响冠脉管腔的显示。

总之，为了获取更好的CCTA，提高其诊断准确性，应尽可能控制心率，减少心率波动。

3 钙化

冠状动脉钙化积分(CACS)的CT值0～100 HU为无、轻度钙化，101～400 HU为中度钙化，>400 HU为重度钙化。以CAG为金标准，Meng等〔12〕基于冠状动脉支数的研究，重度钙化组特异度、阳性预测值、诊断符合率分别为79%、69%、85%，基于冠状动脉节段数的研究其特异度、阳性预测值、诊断符合率分别为79%、55%、83%，显著低于轻、中度钙化组。Brodoefel等〔11〕研究显示重度钙化组特异度、诊断符合率低于其他两组。严重的钙化明显干扰了MSCT对冠状动脉疾病的诊断。Dey等〔5〕研究表明钙化伪影为CCTA最常见的伪影。严重钙化在CCTA上产生线束硬化，与周围血管存在部分容积效应〔21〕，一定程度上影响了对冠状动脉狭窄病变的评估，钙化斑块CT衰减值越高，对狭窄程度的评估影响越大。线束硬化效应是X线穿过较高密度物质时，其中能量低的光子很快被吸收，能量高的光子剩余，整个射线的能谱范围变窄，射线能量偏高，在穿过其他组织时导致这些组织密度减低，冠状动脉出现低密度影与冠状动脉病变所致的对比剂充盈缺损难以相区别。容积效应是钙化斑块使管腔的密度异常升高，覆盖或遮蔽部分或全部管腔。冠状动脉钙化与正性重构存在一定关系，在动脉粥样硬化发展过程中，为容纳斑块血管向外扩张，管腔的横截面积不变，血管的代偿性扩张称为正性重构。当斑块面积超过40%时，管腔的横截面积缩小，管腔出现真正的狭窄。钙化是冠状动脉正性重构主要决定因素之一。冠状动脉正性重构在CCTA表现为斑块致使管腔壁增厚向外膨隆，管腔无明确狭窄或扩张性改变，多见于冠脉病变为钙化性斑块。冠状动脉存在钙化病变，但冠状动脉血管重构为正性重构时，则不一定出现有血流动力学的狭窄，这导致冠状动脉狭窄的假阳性结果的增加。钙化现象广泛存在于严重的冠状动脉粥样硬化斑块，冠状动脉钙化与斑块负荷密切相关，意味着临床预后差〔22〕，由于强烈预测CAD的存在，主观上高估了冠状动脉狭窄程度。

4 重建时相

重建时相是影响冠状动脉成像的因素之一，恰当的冠状动脉重建时相为MSCT的诊断准确提供了重要保障。扫描模式的不同，重建时相的选择范围不同。前瞻性触发扫描为低剂量扫描，降低辐射剂量，但同时采集的数据为部分心动周期。通常选择舒张期的某一时间段，在心脏舒张期冠脉的血流量大〔23〕。但相应的缺点，重建时相的时间窗缩窄，增加了冠状动脉成像失败的风险。回顾性心电门控技术根据同步的心电图采集心脏整个心动周期的扫描数据，可以在R-R周期的任意时相进行图像重建，提高了图像质量。Achenbach等〔24〕通过电子束CT(EBCT)显示三支冠状动脉在心动周期的运动不同，最可能的原因是解剖上的不同，与左前降支相比，左回旋支和右冠状动脉位于冠状沟易受到心房的收缩产生实质性的移位；因此在心动周期的某一时相重建，三支冠脉不能同时最佳显影。Kopp等〔25〕研究显示不同冠状动脉应对不同的时相进行重建，采用同一固定的重建相位窗不能提供各冠状动脉的最佳成像；左主干在整个心动周期均可清楚显影；左前降支最佳重建时相为舒张中期，即心动周期的60%～70%；与左前降支明显不同，右冠状动脉在一些患者的心动周期60%～70%重建几乎不显影，反而在舒张早期即心动周期的40%，甚至右冠状动脉次级血管也可清楚显影；左回旋支最佳重建时相为心动周期的50%。影像医疗人员对冠状动脉进行多相位时间窗重建，确定最佳的重建时相，获取高质量的图像，提高诊断准确性很有必要。

5 性别

Dickerson等〔26〕应用多层心脏血管CT(CCT)在未校正体表面积和左心室质量情况下，显示左前降支和右冠状动脉近端的横断面，女性和男性仍有差异。Sheifer等〔27〕通过冠脉血管内超声(IVUS)，以左主干和左前降支的管腔面积为测量对象，得出女性左主干和左前降支的管腔面积小于男性，管腔面积小血管直径就小，而冠状动脉血管直径对MSCT冠状动脉成像后使用目测法来判定冠状动脉狭窄程度至关重要。MSCT仍受空间分辨率的影响，冠状动脉越粗、直径越大，显影效果越好，病变展现越清楚。有研究表明女性心率比男性稍快，同时，女性受检者在接受冠状动脉MSCT检查时，更易紧张，甚至产生心率较大波动〔27〕。因此，性别是否会影响冠状动脉MSCT成像的准确性值得研究。

6 其他影响因素

除此之外，冠状动脉MSCT成像还受其他因素影响，如冠状动脉支架情况、心脏起搏器、体重指数是否和管电压、管电流相协调及对比剂的剂量及注射方案等。综上，MSCT冠状动脉成像目前已经成为非侵入性诊断CAD的主要检查方法之一。但在图像的质量、诊断准确性方面仍有一定限制。MSCT诊断准确性的提高，在遵守尽可能降低辐射剂量原则下，为保证图像质量仍需控制心率、减少心率波动、不能过分肥胖、良好的屏气、身体制动、个体化扫描及提高放射科从业人员的技术能力等。