影響多層螺旋CT冠狀動脈成像圖像質(zhì)量的因素

張春雨 王文志 張 千 梁 平 王 睿 楊淑琴

(吉林大學中日聯(lián)誼醫(yī)院放射線科，吉林 長春 130033)

雖然迄今為止冠心病診斷的金標準仍為冠狀動脈造影(coronary angiography，CAG)，但CAG僅能顯示管腔的狹窄程度及范圍，而且是有創(chuàng)檢查，還可能出現(xiàn)一些嚴重的并發(fā)癥。多層螺旋CT冠狀動脈成像(multi-slice spiral CT coronary angiography，MSCTCA)不但可以顯示血管管腔的改變，亦可同時顯示管壁的鈣化、斑塊的形態(tài)、范圍、特征及血管與心臟整體間的空間關系〔1〕，且其為無創(chuàng)性檢查，費用較低，因此越來越受到關注。本文主要探討影響MSCTCA圖像質(zhì)量的因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2006年3月至2007年6月行16層螺旋CT冠脈成像的60歲以上的患者52例。其中3例為支架植入后復查，1例冠脈旁路搭橋術后搭橋血管復查。男34例，女18例，年齡60～76歲，平均68歲。52例患者均有不同程度的胸悶，43例有心前區(qū)不適、心悸病史。心電圖示ST段抬高21例，ST段下移13例。3例支架植入者2例為左前降支，1例為右冠狀動脈。1例冠脈搭橋術后2支靜脈橋，1支動脈橋。

1.2 方法

1.2.1 檢查前準備 心率一般應控制在50～65次/min。對于心率〉65次/min者，給予口服氨酰心安25 mg以減慢心率;30 min后心率仍〉65次/min者追加口服氨酰心安25 mg，心率穩(wěn)定控制在65次/min以下。

1.2.2 掃描技術 采用美國GE公司的16層螺旋CT，Lightspeed 16 System進行掃描。首先進行定位像和預掃描，然后在主動脈根部層面進行小劑量試驗測主動脈峰值時間:分別以3～5 ml/s速率注射20 ml造影劑，計算出延遲時間(18～28 s不等)。掃描范圍:自氣管隆突下2 cm至心膈面以下2 cm。以相同的速率注入造影劑60～100 ml，要求患者吸氣后屏氣，按所測得的延遲時間啟動掃描。選擇掃描參數(shù):螺距0.325:1，層厚1.25 mm，重建層厚0.625 mm，顯示野(FOV)250 mm，矩陣512*512，140 kV;毫安秒根據(jù)病人的具體情況而定，一般為220 ～350 mAs。

按照掃描時的心率≤60次/min(共33例196支血管)，61～70次/min(共14例81支血管)，＞70次/min(共2例10支血管)，將所有患者分為3組。

按照心率波動幅度＜10次/min(共45例266支血管)，≥10次/min(共4例21支血管)將所有患者分為2組。

1.3 圖像重建、后處理及分析方法 將掃描的原始數(shù)據(jù)在RR間期75%相位窗進行橫軸位重建，并傳送到工作站。采用Cardiac IQ軟件包進行容積再現(xiàn)技術(VRT)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)、最大密度投影(MIP)、仿真內(nèi)窺鏡(CTVE)技術等后處理。

1.4 統(tǒng)計學分析 計數(shù)資料采用Kendall等級相關分析。

2 結果

在原始圖像及重建圖像上，血管成像的影像質(zhì)量分為3級，1級:成像良好，血管與周圍組織分界清楚，沒有階梯狀偽影，血管腔及血管壁顯示清楚;2級:成像尚可，血管有輕度階梯偽影，血管形態(tài)尚可辨認，重建圖像可以進行分析;3級:成像不良，各種偽影影響血管結構的觀察，不能用于判斷該血管的情況。按上述分組，心率與成像效果的關系見表1，不同組間成像質(zhì)量比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。成像效果與心率波動的關系見表2，第1組與第2組比較差異有統(tǒng)計學意義(P＜0.05)。可見心率波動幅度＜10次/min患者的MSCTCA成像質(zhì)量明顯高于波動幅度≥10次/min的患者。

表1 心率對冠狀動脈血管成像質(zhì)量的影響(共287支血管)〔血管支數(shù)(%)〕

表2 掃描期間心率變化幅度對冠狀動脈血管成像質(zhì)量的影響(287支血管)〔血管支數(shù)(%)〕

3 討論

心臟作為特殊的動態(tài)器官，其運動狀態(tài)導致圖像偽影一直是一個主要問題。16層螺旋CT比單層螺旋CT掃描速度更快，掃描范圍更長，掃描層更薄，空間分辨率更高，消除了后處理圖像中Z軸方向出現(xiàn)的階梯狀圖像邊緣，因而三維成像的質(zhì)量更好。MSCTCA在無創(chuàng)的基礎上，利用16層圖像的數(shù)據(jù)，較好地顯示了心臟冠狀動脈及其分支的影像，逐漸成為臨床上篩選冠心病的重要手段。但正確的診斷基于高質(zhì)量圖像的獲取。筆者認為若要保證圖像質(zhì)量，需注意下列基本因素。

3.1 心率與心律 心率的快慢對冠狀動脈成像效果的影響至關重要〔2〕。時間分辨率是MSCT成像的重要參數(shù)。心率過快者(≥70次/min)常會使成像時間分辨率加大而無法在舒張期內(nèi)完成，因此重建后的圖像顯示為血管中斷及階梯狀偽影;國內(nèi)文獻〔3，4〕提示心率在60次/min以下者CT圖像質(zhì)量明顯優(yōu)于心率在60次/min以上者，而本試驗亦證實心率≤60次/min者圖像質(zhì)量 優(yōu)于心率60～70次/min者，心率60～70次/min者圖像質(zhì)量優(yōu)于心率70次/min以上者。在掃描期間心率的穩(wěn)定也很重要，波動幅度大于10次/min則會使圖像數(shù)據(jù)不能在心動周期同一時相采集與重建，亦會導致偽影產(chǎn)生，因此明顯心律不齊需經(jīng)臨床治療穩(wěn)定后再行檢查為宜。本組3例因掃描期間心率一直＞75次/min或心率波動＞15次/min而成像模糊，不能評估。

3.2 呼吸訓練與屏氣 檢查采集圖像過程中，呼吸動作導致胸腔的運動常常會引起心臟整體的移位，從而影響冠狀動脈主干及分支的顯影或出現(xiàn)中斷移位等偽影現(xiàn)象，因此掃描過程中的屏氣是保證圖像數(shù)據(jù)有效采集及圖像重建時質(zhì)量的重點之一。本組經(jīng)驗為檢查前訓練患者屏氣即可完成掃描，還要囑咐患者放松情緒以保證穩(wěn)定的心律。本組病例即有1例瞬間屏氣不良而出現(xiàn)右冠狀動脈近段中斷移位。3.3注射速率與對比劑應用劑量對比劑(優(yōu)維顯370)使用總量及注射流速直接影響冠狀動脈的顯示?？焖僮⑸鋾r，靶血管內(nèi)對比劑充盈高峰時間早，小血管顯影好，但腔靜脈偽影干擾大;慢速注射時，靶血管對比劑充盈高峰時間晚，小血管顯影差，但腔靜脈偽影相對少。本組探索應用80、100、120 ml總量，先以20 ml行預掃描測出冠狀動脈掃描的最佳強化時間，再將剩余造影劑以3～5 ml/s的速度注入，并以同速加注40 ml分層好的生理鹽水，能較好解決上腔靜脈、右心房強對比性偽影對冠狀動脈顯示的干擾，結果表明造影劑注入總量100 ml，速度以4.5～5.0 ml/s成像最理想。

3.3 掃描延長時間 由于冠脈是心臟血管系統(tǒng)中較纖細的一支，個體實際循環(huán)時間差異較大，而掃描延遲的理想時限是顯示冠狀動脈的關鍵，所以針對不同患者循環(huán)時限差異，應行對比劑小劑量預試驗，以時間-密度曲線計算主動脈對比劑充盈峰值來計算延遲時間。本組以預掃描方法算出冠狀動脈內(nèi)對比劑充盈的最佳時間，測出的延遲時間在18～28 s，能夠獲取較理想的冠狀動脈及其分支圖像。

3.4 后處理技術的選擇 掃描后圖像的后處理是顯示病變的關鍵。重建方法的效果因人而異，受多方面因素的影響。重建方法不同，得到的圖像也不同。

MPR優(yōu)點是操作簡單快捷，可以做到實時顯示，能任意產(chǎn)生新的斷層圖像，原圖像的密度值和大小比例被忠實保留到結果圖像。CPR優(yōu)點是可以將迂曲的血管全程清晰顯示，并能將迂曲走行的解剖結構拉直，將其全程顯示于一 幅二維剖面圖像上，使對狹窄程度及長度的評價更加直觀，可以發(fā)現(xiàn)較明顯的病灶(包括鈣化灶和軟斑塊)，判斷冠狀動脈狹窄的程度。VRT可三維顯示整個心臟和冠狀動脈，直觀顯示冠狀動脈和心臟的解剖細節(jié)，血管有較好的連續(xù)性，圖像細膩、逼真，有較強立體感，可顯示冠狀動脈狹窄及鈣化斑塊。CTVE在檢測具有不規(guī)則表面和鈣化病變時敏感性和特異性都較高。MIP對高密度的物質(zhì)如管壁鈣化灶的顯示準確性高。

隨著時間和空間分辨率的不斷改善，MSCT成像技術在冠狀動脈疾病中的應用將會越來越廣泛，前景越來越廣闊。更多排數(shù)、更小體積的探測器以及更快的掃描速度，這些技術上的進步，使運動偽影明顯減少，造影劑用量降低，更小的血管得以顯示，使得冠狀動脈的圖像質(zhì)量進一步提高，冠狀動脈硬化的定量分析更為準確。MSCT優(yōu)越的性能會給冠狀動脈疾病的臨床診斷提供更多的信息，為臨床治療提供更科學的參考依據(jù)。

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2 Nieman K，Bennoj，Rensing，et al.Usefulness of multi-slice computed tomography for detecting obstructive coronary artery disease〔J〕.Am J Cardiol，2002;89:913.

3 包顏明，張龍江，楊亞英.多層螺旋CT評價冠狀動脈疾病的進展〔J〕. 放射學實踐，2005;3(20):2268-70.

4 趙紹宏，聶永康，蔡祖龍，等.冠狀動脈疾病多層螺旋CT成像初探〔J〕.中華放射學雜志，2002;36(8):712-4.