256排CT在任意心律下进行冠状动脉成像的应用价值

顾文豪, 王立环, 王彩红, 郁一凡

(江苏省太仓市第一人民医院 影像科, 江苏 太仓, 215400)

CT血管成像(CTA)具有无创和操作简便的特点，对于诊断血管变异、血管疾病以及显示病变与血管的关系有重要价值。目前，冠状动脉(简称冠脉)CT血管成像(CCTA)技术越来越成熟[1-2]。以往的CT设备进行心脏扫描时要求较高，临床用药无法改善心律失常的患者常因图像质量受到严重影响而放弃冠脉CTA检查[3], 从而延误临床诊断。近年来，冠脉CTA扫描技术不断发展并改进，减轻了心律不齐对冠脉成像效果的影响。本研究探讨了GE公司Revolution 256排CT在任意心律下进行冠脉成像的应用价值，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性选取2016年6—12月在本院进行CCTA检查的患者作为研究对象，所有受检者签署CCTA检查知情同意书，并排除放置血管支架、心脏搭桥、心脏起搏器的患者。根据扫描过程中的实时心律变化将患者分为2组，将心律齐(心率波动幅度<10 次/min)的86例患者纳入心律齐组，男58例、女28例，心率范围61～90次/min; 将心律不齐(心率波动幅度≥10次/min, 其中有心动过速、偶发室性早搏、房颤及频发室性早搏等)的30例患者纳入心律不齐组，男20例、女10例，心率范围41～137次/min。所有患者进行CCTA检查前均服用硝酸甘油，以扩张血管。2组年龄、体质量指数(BMI)和扫描心率比较，差异无统计学意义(P>0.05), 2组心率波动幅度(最快心率与最慢心率之差)比较，差异具有统计学意义(P<0.01), 见表1。

表1 2组患者一般资料比较

1.2 方法

采用GE Revolution 256 排CT行心脏前瞻性心电门控螺旋式扫描。扫描前，所有患者舌下含服硝酸甘油，扫描过程中嘱患者自由呼吸; 所有患者进行胸前4导联心电监测，取仰卧、足先进位，扫描时嘱患者双手上举，水平定位腋前线，扫描范围从气管分叉至隔肌下l cm左右，覆盖整个心脏; 先行平扫，确定扫描覆盖范围，探测器宽为14 cm, 当部分患者的心脏明显增大时，探测器宽度可调节为16 cm, 视野为25 cm, 心脏扫描前行Auto-gating监测，管电压120 kV, 由系统推荐恰当自适应管电流(Smart MA), 旋转时间为0.28 s/转，扫描自动触发感兴趣区(ROI)置于升主动脉处，采用对比剂自动跟踪阈值触发技术，触发阈值250 Hu, 触发后延迟2 s开始扫描，采用迭代重建(ASiR-V)技术进行重建; 准直器宽度256×0.625 mm, 扫描层厚0.625 mm, 重建层厚0.625 mm, 重建间隔0.450 mm。所有患者均使用350 mgI/mL碘对比剂，采用20 G静脉留置套管针经右肘前静脉以双筒高压注射器注射，注射时间12 s, 以0.9 mL/kg剂量注入，总量=体质量(kg)×0.9 mL/kg, 注入速率(mL/s)=总量/12, 对比剂注射结束后，以相同速率加注30 mL生理盐水。

1.3 冠脉图像后处理及重建

选择最佳期相的数据重建冠状动脉图像，层厚0.625 mm, 间隔0.450 mm, 自系统推荐扫描时相起，每间隔5%重建1组数据，由经验丰富的医生挑选，进行冠脉后处理，对每位患者均应用冠状动脉运动冻结技术(SSF)进行冠脉追踪处理，能够有效减少右冠脉运动伪影。将重建后的图像传送到后处理工作站(AW4.6), 应用心血管后处理软件对图像进行多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)、最大密度投影(MIP)和容积再现(VR)。

1.4 图像质量评价

1.4.1 图像质量主观评价: 根据美国心脏协会(AHA)的分类指南将冠状动脉分为15个节段[2], 右冠状动脉(RCA)为1～4段，左主干(LMA)为第5段，左前降支(LAD)为6～10段，左旋支(LCX)为11～15段。根据横断位及重建图像，由2名经验丰富的专业医师(评价者)对RCA、LAD、LCX按双盲原则进行图像独立分析评价，评价RCA、LAD、LCX直径>1.5 mm的血管，对直径<1.5 cm处不予评价, 2名医师对每根血管评价不一致时需共同讨论得出结论。评分标准为4级评分[4]: 1分，图像质量差，血管显示不清，有严重阶梯状伪影，不能进行诊断; 2分，图像质量适宜，边界模糊，有重度伪影，尚可进行临床诊断; 3分，图像质量良好，血管边界稍模糊，或有轻度伪影，但不影响诊断; 4分，图像质量很好，可清晰显示血管病变，边界清晰，管腔连续完整。

1.4.2 图像质量客观评价: 在最佳重建时相的原始轴面图像上测量图像的客观指标，统一窗宽(W)为950、窗位(L)为120。测量升主动脉处的CT值, ROI选择管腔中心部位，尽量避开血管壁斑块区域; 以其标准差(SD)作为图像噪声，计算信噪比(SNR), SNR=管腔平均CT值/管腔CT值标准差(SD); 统一测量升主动脉层面前胸壁肌组织的CT值，并以标准差作为背景噪声，尽量避开脂肪组织和骨伪影区域: 辐射剂量只记录CCTA的辐射剂量，不包括定位像和触发扫描的辐射剂量。自动记录每例患者检查时由计算机自动生成的容积CT剂量指数(CTDvol)和剂量长度乘积(DLP), 并计算有效剂量(ED), ED=DLP×W(W为不同部位的权重因子)。

1.5 统计学分析

2 结 果

2.1 冠脉图像质量主观评分

心律齐组86例患者，一共1 221段血管可用于诊断; 心律不齐组30例患者，一共368段血管可用于诊断。2组患者中一共有125段因先天变异、血管直径≤1.5 cm、部分严重冠脉硬化的血管未进行评分。2组图像质量评分见表2, 评分标准为4级评分法, 2组间差异无统计学意义(P>0.05)。2名评价者的一致性较好(Kappa=0.95)。本研究结果显示, 256层CT联合SSF技术能够使任意心律的冠脉分支呈现清晰图像。

2.2 图像质量客观评价

2组主动脉CT值、SNR比较，差异无统计学意义(P>0.05), 心律不齐组ED高于心律齐组，差异有统计学意义(P<0.05), 见表3。统计过程中发现，心律齐组患者均为单期相及1个心动周期扫描，而心律不齐组中有12例由系统自动进行2次采集及双期相扫描，故将心律不齐组分成心律不齐单期相组(n=18, 单期相扫描)和心律不齐双期相组(n=12, 双期相扫描及2次采集)。心律不齐双期相组、心律不齐单期相组、心律齐组的ED分别为(2.96±1.12)、(8.06±3.18)、(3.40±0.73) mSv, 组间差异有统计学意义(P<0.05), 而心律不齐组的ED比心律齐组平均高58%。

表2 2组冠脉15段主观评分比较 分

表3 2组患者图像质量客观指标比较

3 讨 论

随着冠脉CT成像检查技术应用越来越广泛, CT设备及冠脉CTA检查技术不断改进，心律不齐因素对图像质量的影响逐渐被消除。以往的CT设备由于探测器宽度较窄，覆盖心脏面积较小，行冠脉检查时无论对心脏进行轴扫描还是螺旋扫描均需要对心脏数据进行多段式采集，因此心率是影响CT冠脉成像效果的首要因素，部分患者甚至会因心率控制不佳而导致冠脉检查失败[5-6]。马恩森等[7]报道，高心率患者的图像质量差于低心率患者，因为心脏搏动产生了运动伪影。研究[8]指出，心率低于70次/min的患者CT冠脉成像质量较高心率患者好，而RCA受到的影响最为明显。因此，心律失常患者首先需采用药物将心率控制在正常范围内再接受冠脉检查，如患者心率始终不能控制在正常范围内将放弃检查，不但延误诊断，还会对临床治疗造成不良影响。

血管壁钙化斑块有时可发生容积效应以及血管波动，产生波动伪影，使冠脉图像质量降低，进而对冠脉血管狭窄程度的临床诊断产生影响，还可造成冠脉CT图像诊断结果与DSA诊断结果的误差较大。本次研究对象是任意心律的患者(其中包括心律不齐患者)，结果显示心律不齐患者的冠脉图像不受心率高低的影响，图像质量与心律规整患者的图像质量无显著差异。分析原因, 256排CT的16 cm宽体探测器联合智能心电门控系统─Auto ECG-Gating技术，能够智能识别心律，匹配最佳的扫描期限，保证在任何心率条件下于1个心动周期内完成对心脏的采样，不但可获得高清CT图像，而且缩短了扫描时间。Revolution CT配备了SSF技术[9-10], 可通过高清采样得到心脏运动过程的一系列图像，在频域对冠脉运动(路径和速度)进行分析和建模，有效压缩重建时间窗，得到清晰的冠脉解剖图像。SSF使用的是1个心动周期内相邻期相的图像信息来描绘冠脉在1个心动周期内的运动特点，结合0.28 s/转的转速，可以将单扇区时间分辨率提高到29 ms，在快速完成心脏扫描的同时保证高心率患者的图像质量。因此，对于一些影响CCTA检查结果的因素(如高心率、心律不齐等造成的运动伪影、钙化伪影等)来说，应用SSF技术能够提高图像质量从而保证检查成功。本研究2组患者均应用了SSF技术检查，因此2组患者的图像均较清晰，提高了影像诊断结果的准确性。数据显示，在冠脉的3个分支中，右冠状动脉的得分明显高于其他2个分支。

本研究发现，心律齐组进行扫描时均为1个期相1次采集完成冠脉成像检查，而心律不齐组中，Auto ECG-Gating技术捕捉到偶发室性早搏心律，且心律不齐患者中有12例由系统自动进行二次采集及双期相扫描，而进行二次采集及双期相扫描的患者最终所接受的ED比同组中进行单期相扫描的患者平均高63%, 因此应用低辐射剂量技术对心律失常患者完成Revolution CT的冠脉检查有待进一步研究。

综上所述, 256排CT能够在保证图像质量的前提下完成任意心律的冠脉成像检查，但心律失常患者的有效剂量略有增加。为避免混杂因素的影响，本研究未纳入联合扫描、多部位扫描及冠状动脉搭桥术后患者，未统计冠脉检查患者的辐射剂量，也未进行辐射剂量的控制，此外本研究所有患者均在平静呼吸下接受冠脉检查，未与非平静呼吸下检查的图像质量进行比较，有待在后续研究中加以完善。