HDCT不同掃描模式對國產(chǎn)冠狀動脈支架成像管腔顯示的影響：體模實驗研究

范麗娟 徐冬生 張計旺 孫鳳偉 張立仁

64排及后64排螺旋CT冠狀動脈成像能夠準確地觀察冠狀動脈的管壁及管腔，但對冠狀動脈支架術后支架腔內(nèi)的顯示還存在一定限度。雖然選用的支架管徑與心臟固有冠狀動脈的管徑大致相等，但由于CT的部分容積效應及支架金屬壁線束硬化偽影影響，使得支架腔內(nèi)的觀察要困難得多，尤其對小于3.0mm的小管徑支架顯示不理想[1-3]。因此，對冠狀動脈支架術后管腔的清晰顯示是CT冠狀動脈成像支架復查所面臨的主要問題。本研究擬通過對比HDCT的高清（HD）和非高清（NHD）掃描模式對國產(chǎn)支架體模成像效果的影響，探討冠狀動脈CT支架成像的最佳掃描模式及該國產(chǎn)支架材料對MDCT成像的影響。

方 法

1.一般材料

冠狀動脈支架與模型：采用型號為樂普316L和L605的支架各5枚，每種型號的支架標稱直徑分別為2.5mm、2.75mm、3.0mm、3.5mm和4.0mm。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯樹脂制成空心管狀結(jié)構(gòu)模擬冠狀動脈，將支架分別置入每支模擬冠狀動脈內(nèi)，注入稀釋后CT值為300HU（管電壓120kV時測量）的對比劑，封閉開口后固定于一圓柱形塑料瓶外，并將瓶內(nèi)注入同樣CT值的對比劑溶液模擬心腔，再將模型靜置于注滿水的塑料盒內(nèi)上機掃描。

2.儀器與方法

應用GE Discovery CT750 HDCT對支架體模分別進行HD模式和NHD模式掃描。采用前瞻性心電門控掃描，心電模擬規(guī)則心跳60次/min，曝光補償時間窗設為0ms，僅采集75% R-R間期時相，采用HD Detail（HD組）和Detail（NHD組）模式重建圖像。掃描參數(shù)如下：機架旋轉(zhuǎn)時間350ms/rot，管電壓120kV，管電流450mA，準直器寬度40mm（0.625mm×64），層厚0.625mm，SFOV 32.0mm，矩陣512×512。圖像傳至AW工作站，采用血管拉直的方法在同一支架的近、中、遠3處橫斷面測量觀察值，包括支架的內(nèi)徑、支架腔內(nèi)CT值及鄰近支架模擬冠狀動脈管腔CT值等。觀察的窗寬1200～1500HU，窗位300～500HU。兩種掃描模式的參數(shù)條件及圖像處理方法均相同。

3.支架顯示情況評價

用支架內(nèi)徑的測量值及支架內(nèi)腔顯示率評價支架的顯示。

3.1 支架內(nèi)徑：將研究的支架進行血管拉直處理，在支架軸面圖像上勾畫支架壁的內(nèi)緣，測量支架的內(nèi)徑。對同一支架采用此方法分別在近中遠三處測量支架的內(nèi)徑，取平均值為該支架的測量內(nèi)徑（圖1）。

3.2 支架內(nèi)腔顯示率=（支架內(nèi)徑測量值）/（支架實際標稱值）×100%

兩名從事心血管影像診斷方向的放射科主治醫(yī)生，通過上述后處理重組圖像對支架的顯示情況進行測量分析，不同直徑支架在測量時采用雙盲法。最終的支架內(nèi)腔顯示率取兩名醫(yī)師的平均值。

4.統(tǒng)計學處理

采用SPSS16.0統(tǒng)計軟件，計量資料采用均數(shù)±標準差表示。對10枚支架的HD組和NHD組支架管腔顯示率進行配對t檢驗；5枚316L支架按直徑分為2.5mm、2.75mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm共5組，對各組支架的兩種掃描方式進行配對t檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

結(jié) 果

兩組掃描采用了相同的管電壓、管電流及掃描時間，因此，兩種掃描模式輻射劑量相同。

HD組支架內(nèi)腔平均顯示率為（49.2±8.9）%，NHD組為（45.9±10.0）%，兩組差異有統(tǒng)計學意義（t=－5.250；P＜0.05），HD組支架管腔顯示率較NHD組高約7.2%。316L組支架平均顯示率（50.3±7.3）%，L605組支架平均顯示率（44.8±10.7）%，兩組差異無統(tǒng)計學意義（t=1.350；P＞0.05）。5枚316L支架中，兩種掃描模式在直徑2.5mm和4mm支架管腔顯示率上差異無統(tǒng)計學意義（P=0.785和P=0.468），其他組則HD組的平均顯示率顯著優(yōu)于NHD組（表1）（圖2，3）。

圖1 A圖示支架軸面梁壁的勾畫線，B圖顯示此處支架內(nèi)徑2.6mm。圖2 體模支架橫斷面。A.為高清模式掃描Detail2重建的體模支架橫斷面圖像；B.為標準模式掃描Detail重建圖像。圖3 不同管徑316L支架拉直圖像。A.為HD模式掃描不同管徑316L支架拉直圖像；B.為NHD模式掃描相應支架拉直圖像。

表1 316L組各徑線組支架管腔顯示率（%）

討 論

影響MDCT冠狀動脈支架成像的因素較多，如支架內(nèi)徑、材質(zhì)、重建算法、線束硬化偽影、部分容積效應等。本文從HDCT高清模式及國產(chǎn)不銹鋼和鈷鎢合金支架對CT成像影響兩個方面進行對比研究。

支架材質(zhì)不同對射線吸收系數(shù)存在差別，造成線束硬化偽影對支架管腔觀察的影響程度也不一樣。Maintz等[4]研究顯示，支架材質(zhì)是產(chǎn)生金屬偽影、影響支架腔內(nèi)觀察的主要因素之一。通過對比68種不同規(guī)格的支架，Maintz發(fā)現(xiàn)合金支架產(chǎn)生的金屬偽影較少，由于合金材料硬度較高，在支架編織時，可降低支架金屬絲的厚度，因而減少了金屬偽影，有利于支架腔內(nèi)結(jié)構(gòu)的顯示。但本研究中，國產(chǎn)樂普316L不銹鋼支架及L605鈷鎢合金支架顯示率差別無統(tǒng)計學意義，可能與合金支架壁的厚度及合金中各種高原子序數(shù)金屬含量多少有關，原子序數(shù)高、支架壁厚者的金屬偽影會相應增加，導致本組不銹鋼支架與合金支架的CT顯示率差別無統(tǒng)計學意義。

目前影響冠狀動脈支架CT成像的硬件因素包括運動偽影、線束硬化偽影、部分容積效應[5]。后兩個因素可以通過提高圖像空間分辨率的方法改善[6]。HDCT采用寶石探測器材料，其X射線的透射速度是傳統(tǒng)CT探測器材料的百倍。超快速的透射速度可以獲得高質(zhì)量的圖像，適應超快速的能量切換，并大大減少余輝效應[7-8]。HDCT數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣率達到7131Hz，數(shù)據(jù)采集速度及采樣率的提高也大大減少了偽影產(chǎn)生，提高了圖像空間分辨率。動態(tài)變焦球管通過電磁場聚焦和偏轉(zhuǎn)，根據(jù)不同的圖像層厚和掃描野，動態(tài)改變球管的焦點，這樣系統(tǒng)就可以根據(jù)不同條件自動地選擇匹配的焦點，得到更好的圖像質(zhì)量，使得心臟成像的空間分辨率最高達到18.2lp/cm。支架管腔顯示的難度主要來自于線束硬化偽影及部分容積效應，改善圖像空間分辨率是提高冠脈支架圖像質(zhì)量的重要方法之一。本研究中，HD模式掃描支架管腔的顯示率較NHD模式高7.2%，HD模式掃描的圖像能夠更真實反映支架壁的厚度，顯示支架腔內(nèi)情況。

支架內(nèi)徑也是影響成像的重要因素之一，支架直徑≥3.5mm可評估率為100%[9]，3.0mm則為80%，＜3.0mm僅為33%。Chung等[10]研究顯示支架內(nèi)徑明顯影響64排CT對冠狀動脈支架的評估，且MSCT對≤2.75mm支架的評價能力受限。本研究中，對316L內(nèi)徑＜2.75mm的支架，由于支架內(nèi)徑小，線束硬化偽影對支架腔顯示的影響大，兩種掃描模式都不能清晰觀察管腔情況，二者無顯著差別；而對316L內(nèi)徑≥4.0mm的支架，支架管腔大，線束硬化偽影的影響小，兩種掃描模式均能觀察管腔，差別也無統(tǒng)計學意義。本組研究結(jié)果與之后的在體支架研究結(jié)果[11]一致。

本研究觀察了兩種掃描模式對支架腔的顯示情況，為體外靜態(tài)體模成像，結(jié)果提示HD掃描模式能夠更清楚地顯示支架及管腔。實驗條件與在體情況有差別，我們又進一步進行了在體研究[11]。但最終仍需進行冠狀動脈支架內(nèi)的病變研究。

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