心電編輯技術(shù)在128層CT回顧性心電門(mén)控冠狀動(dòng)脈血管成像圖像后處理中的應(yīng)用

朱明欣，傅賢方，徐里純，黃玉書(shū)，黎永鋒，曹曉欣

（1.廣東省佛山市南海人民醫(yī)院放射科，神經(jīng)外科，廣東佛山528200；2.廣東省江門(mén)市中心醫(yī)院信息科，廣東江門(mén)529030）

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心電編輯技術(shù)在128層CT回顧性心電門(mén)控冠狀動(dòng)脈血管成像圖像后處理中的應(yīng)用

朱明欣1a，傅賢方1a，徐里純1b，黃玉書(shū)1a，黎永鋒2，曹曉欣1a

［摘要］目的：探討心電編輯技術(shù)在128層CT回顧性心電門(mén)控冠狀動(dòng)脈血管成像圖像后處理中的作用。方法：選取行128 層CT冠狀動(dòng)脈血管成像時(shí)心電門(mén)控記錄的心電信號(hào)出現(xiàn)異常的50例患者使用心電編輯技術(shù)前后的后處理圖像，并進(jìn)行對(duì)照。結(jié)果：右冠狀動(dòng)脈、左主干、左前降支使用心電編輯技術(shù)后圖像質(zhì)量Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)所占比高于編輯前，Ⅲ級(jí)所占比低于編輯前，X2分別為6.36、6.73、6.14，P值分別為0.042、0.034、0.046，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而左回旋支編輯前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（X2=4.93，P=0.085），并不具備可比性。結(jié)論：心電編輯技術(shù)能明顯提高128層CT回顧性心電門(mén)控冠狀動(dòng)脈血管成像的后處理圖像質(zhì)量，提高檢查成功率。

［關(guān)鍵詞］心電編輯技術(shù)；冠狀血管造影術(shù)；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)

冠心病已成為危害人類(lèi)健康的一大疾病，隨著MSCT技術(shù)的更新和發(fā)展，MSCT冠狀動(dòng)脈血管成像已經(jīng)成為冠狀動(dòng)脈無(wú)創(chuàng)性成像的重要檢查方法，可清晰顯示冠狀動(dòng)脈斑塊及狹窄，已廣泛應(yīng)用于冠心病患者的篩查及隨訪。但CT掃描過(guò)程中患者心律不齊、心律失常及心電門(mén)控同步記錄的心電信號(hào)出現(xiàn)異常造成冠狀動(dòng)脈圖像重建質(zhì)量下降仍是檢查成功的主要障礙。心電編輯技術(shù)在一定程度上可以解決該問(wèn)題?，F(xiàn)選取佛山市南海人民醫(yī)院2013年12月至2015年1月行冠狀動(dòng)脈血管成像中出現(xiàn)心律不齊、心律失常或心電門(mén)控同步記錄的心電信號(hào)出現(xiàn)異常的50例患者進(jìn)行分析，探討心電編輯技術(shù)在128層CT冠狀動(dòng)脈血管成像中的應(yīng)用價(jià)值。

1　資料與方法

1.1一般資料本組50例中，男30例，女20例；年齡50～74歲，平均（64.28±8.38）歲；心率65～127 次/min，平均（72.7±7.2）次/min。排除標(biāo)準(zhǔn)：碘對(duì)比劑過(guò)敏、嚴(yán)重心肝腎功能不全及不能配合屏氣的患者。所有患者均簽署增強(qiáng)掃描知情同意書(shū)。

1.2儀器與方法禁食4 h以上，嚴(yán)格訓(xùn)練呼吸，若檢查前基礎(chǔ)心率＞70次/min，口服酒石酸美托洛爾片25～50 mg。

采用GE Lightspeed-VCT 128層CT行冠狀動(dòng)脈血管成像。患者仰臥位足先進(jìn)，深吸氣后屏氣。先行鈣化積分平掃，再經(jīng)Ulrich Missouri全自動(dòng)雙筒式高壓注射器團(tuán)注非離子型對(duì)比劑碘帕醇（370 mgI/mL），后續(xù)生理鹽水沖洗導(dǎo)管，應(yīng)用對(duì)比劑示蹤法（Smart Prep）在主動(dòng)脈根部ROI監(jiān)測(cè)CT值達(dá)150 HU時(shí)觸發(fā)掃描［1］，再延時(shí)5.3 s自動(dòng)開(kāi)始掃描。采用回顧性心電門(mén)控技術(shù)，掃描范圍從氣管隆突下1 cm至心臟膈面。管電壓120 kV，管電流根據(jù)患者身高、體質(zhì)量采取個(gè)體化參數(shù)，范圍300～750 mA，層厚0.625 mm，層距0.625 mm，螺距0.2～0.26，轉(zhuǎn)速0.35 s/r。注射碘對(duì)比劑（劑量0.9 mL/kg體質(zhì)量），后續(xù)25 mL生理鹽水，流率為4.7～5.0 mL/s。

1.3圖像后處理、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)將圖像傳至GE ADW 4.5工作站行MPR、MIP、VR等后處理。根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）標(biāo)準(zhǔn)［2］將冠狀動(dòng)脈分為15個(gè)節(jié)段：右冠狀動(dòng)脈包括1～4段，左冠狀動(dòng)脈主干和前降支包括5～l0段，左回旋支包括11～15段。由2名經(jīng)驗(yàn)豐富的高年資醫(yī)師采用雙盲法對(duì)圖像進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖像質(zhì)量采取3級(jí)評(píng)分法：Ⅰ級(jí)，優(yōu)質(zhì)圖像，各節(jié)段血管光滑、完整無(wú)偽影；Ⅱ級(jí)，圖像部分節(jié)段血管有偽影，但不影響診斷；Ⅲ級(jí)，圖像部分管腔節(jié)段出現(xiàn)嚴(yán)重偽影，無(wú)法診斷。圖像質(zhì)量為Ⅱ級(jí)和Ⅲ級(jí)時(shí)采用心電編輯技術(shù)對(duì)圖像進(jìn)行后處理。

1.4心電編輯方法利用GE Lightspeed-VCT 128 層CT自帶的心電編輯軟件包對(duì)圖像出現(xiàn)偽影的患者掃描時(shí)記錄的心電圖進(jìn)行編輯，包括移動(dòng)R波觸發(fā)點(diǎn)、忽略、刪除、插入等幾種方法。預(yù)覽掃描時(shí)記錄的心電圖并對(duì)照后處理圖像，具體編輯方法如下：①竇性心律不齊的編輯。先對(duì)照MIP圖像找出跳層有偽影的層面，結(jié)合找出該層面對(duì)應(yīng)的心電圖心動(dòng)周期，找到相應(yīng)心率變化的異常點(diǎn)，移動(dòng)對(duì)應(yīng)心動(dòng)周期R波觸發(fā)點(diǎn)來(lái)調(diào)整相鄰R-R間期，使每次采集起始時(shí)間點(diǎn)都一致并選用合適的重建時(shí)相。②房顫的編輯。先選擇恰當(dāng)?shù)臅r(shí)相進(jìn)行重建，黃偉等［3］認(rèn)為房顫患者圖像重組的最佳時(shí)相大多在收縮末期或舒張?jiān)缙?，若重建圖像仍有偽影，再刪除出現(xiàn)房顫的心動(dòng)周期，在有規(guī)律的房顫波后的間歇內(nèi)通過(guò)測(cè)量前后正常心動(dòng)周期的R-R間期插入新的R波觸發(fā)點(diǎn)［4］，再參照竇性心律不齊的方法編輯。③期前收縮的編輯。采取去除異常R波并選用合適的重建時(shí)相進(jìn)行重建，若還出現(xiàn)偽影，可通過(guò)測(cè)量相鄰R-R間期各采集時(shí)相與標(biāo)記R波的時(shí)間距離，手動(dòng)移動(dòng)觸發(fā)點(diǎn)位使各心動(dòng)周期相匹配。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法使用SPSS 13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)使用心電編輯技術(shù)前后冠狀動(dòng)脈不同級(jí)別的構(gòu)成比比較采用X2檢驗(yàn)，α=0.05。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

50例使用心電編輯技術(shù)前評(píng)價(jià)右冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量Ⅰ級(jí)21支（42%）、Ⅱ級(jí)19支（38%）、Ⅲ級(jí)10支（20%）；左主干Ⅰ級(jí)32支（64%）、Ⅱ級(jí)14支（28%）、Ⅲ級(jí)4支（8%）；左前降支Ⅰ級(jí)31支（62%）、Ⅱ級(jí)14支（28%）、Ⅲ級(jí)5支（10%）；左回旋支Ⅰ級(jí)29支（58%）、Ⅱ級(jí)13支（26%）、Ⅲ級(jí)8支（16%）。使用心電編輯技術(shù)后評(píng)價(jià)右冠狀動(dòng)脈Ⅰ級(jí)33支（66%）、Ⅱ級(jí)13支（26%）、Ⅲ級(jí)4支（8%）；左主干Ⅰ級(jí)43支（86%）、Ⅱ級(jí)5支（10%）、Ⅲ級(jí)2支（4%）；左前降支Ⅰ級(jí)42支（84%）、Ⅱ級(jí)6支（12%）、Ⅲ級(jí)2支（4%）；左回旋支Ⅰ級(jí)39支（78%）、Ⅱ級(jí)8支（16%）、Ⅲ級(jí)3支（6%）。右冠狀動(dòng)脈、左主干、左前降支使用心電編輯技術(shù)后Ⅰ級(jí)和Ⅱ級(jí)所占比例高于編輯前，Ⅲ級(jí)所占比低于編輯前，X2分別為6.36、6.73、6.14，P值分別為0.042、0.034、0.046，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而左回旋支編輯前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（X2=4.93，P=0.085）?？傮w評(píng)價(jià)編輯后的圖像質(zhì)量比編輯前有改善（圖1）。

3　討論

3.1心電編輯技術(shù)的重要性隨著冠心病患者日益增多，MSCT冠狀動(dòng)脈血管成像已在很多醫(yī)院開(kāi)展。穩(wěn)定的心率是冠狀動(dòng)脈成像的基礎(chǔ)，但部分患者因心率失常、房顫、早搏等原因，使得心動(dòng)周期相鄰R-R間期長(zhǎng)短不等、波形走向不同，從而圖像重建時(shí)不同心動(dòng)周期的同一時(shí)間點(diǎn)所處R-R相位不同，采集數(shù)據(jù)失誤導(dǎo)致重建圖像出現(xiàn)錯(cuò)位、中斷、階梯狀等偽影，影響正常診斷。心電編輯技術(shù)是對(duì)患者掃描過(guò)程中心電門(mén)控記錄的心電圖進(jìn)行編輯，采用回顧性心電門(mén)控技術(shù)，通過(guò)移動(dòng)、忽略、刪除、插入等方法來(lái)編輯以使后處理圖像質(zhì)量明顯改善［5］，達(dá)到臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)需重復(fù)掃描或DSA介入造影［6］。

3.2128層CT冠狀動(dòng)脈血管成像采集及圖像后處理的特點(diǎn)128層CT掃描冠狀動(dòng)脈時(shí)探測(cè)器寬度達(dá)40 mm，轉(zhuǎn)速0.35 s/r，層厚0.625 mm，僅6～7 s即可完成整個(gè)心臟的掃描，時(shí)間分辨力高。掃描冠狀動(dòng)脈有前瞻性心電門(mén)控和回顧性心電門(mén)控2種采集方式。由于前瞻性心電門(mén)控要求患者心率小于65次/min［7］，掃描圖像重建失敗率極低，加之心電編輯技術(shù)在前瞻性心電門(mén)控掃描應(yīng)用基本沒(méi)有意義，故本研究均采用回顧性心電門(mén)控掃描。在實(shí)際掃描時(shí)患者由于受到機(jī)器響聲、高壓注射對(duì)比劑等的影響，常難保持平穩(wěn)的心律。采用回顧性心電門(mén)控掃描時(shí)，CT掃描儀能采集覆蓋整個(gè)心跳過(guò)程的全部數(shù)據(jù)進(jìn)行重建圖像，即對(duì)全心動(dòng)周期的無(wú)間斷采集后，將R波作為參考，選取整體數(shù)據(jù)中的特定時(shí)相進(jìn)行重建的回顧性掃描。因此，原始重建圖像出現(xiàn)錯(cuò)層、中斷、階梯狀等偽影也能通過(guò)心電編輯軟件進(jìn)行再重建。心電編輯軟件可對(duì)患者掃描時(shí)記錄的心電圖進(jìn)行編輯，對(duì)有偽影的圖像編輯其對(duì)應(yīng)的心電圖后再重建。另外，在通過(guò)心電編輯軟件編輯好心電圖及選擇最佳重建時(shí)相重建的情況下，多扇區(qū)算法合并使用也能提高圖像時(shí)間分辨力［8］，這樣即使在掃描時(shí)患者出現(xiàn)輕微心律變化、早搏等現(xiàn)象時(shí)也能重建出符合臨床診斷的圖像，提高掃描成功率。

3.3不同心電編輯技術(shù)對(duì)提高后處理圖像質(zhì)量的作用心電編輯有移動(dòng)R波觸發(fā)點(diǎn)、忽略、刪除、插入等幾種方法，多種方法常合并使用。移動(dòng)R波觸發(fā)點(diǎn)能使心律不齊的患者心動(dòng)周期R-R間期調(diào)節(jié)成一致，使得CT數(shù)據(jù)采集的各心動(dòng)周期時(shí)間窗一致，改善圖像質(zhì)量，這在竇性心律不齊的患者編輯重建時(shí)最常用到。刪除，是刪掉掃描過(guò)程中采集到的心率突然過(guò)快等異常心動(dòng)周期，可能是1個(gè)、也可能是多個(gè)心動(dòng)周期。造成心率突然過(guò)快的因素有期前收縮等，由于掃描時(shí)采集5～7個(gè)心動(dòng)周期，因此，即使刪除其中一兩個(gè)也依然有足夠CT數(shù)據(jù)可以成像。插入，心動(dòng)周期一般是在刪除期前收縮等異常的心動(dòng)周期之后才使用，大多情況下還需調(diào)節(jié)R波觸發(fā)點(diǎn)使得所插入的心動(dòng)周期R-R間期與前后正常的心動(dòng)周期一致。心電編輯技術(shù)是結(jié)合患者掃描時(shí)采集的心電圖綜合編輯，以提高重建后圖像質(zhì)量。

3.4心電編輯后最佳圖像重建時(shí)相的選擇有學(xué)者［9］認(rèn)為心率快且穩(wěn)定的患者圖像重建時(shí)相選擇收縮末期（R-R間期40%～50%）多較舒張中期合適；Herzog等［10］認(rèn)為心率小于70次/min的患者重建時(shí)相選擇舒張末期（R-R間期70%～80%）重建圖像，而心率大于80次/min的患者重建時(shí)相選擇收縮末期為佳。但有些患者在掃描時(shí)會(huì)出現(xiàn)心律不齊的現(xiàn)象，有研究［11-12］表明冠狀動(dòng)脈主要分支在心動(dòng)周期內(nèi)有不同的運(yùn)動(dòng)模式，因此，當(dāng)原始圖像重建出現(xiàn)偽影時(shí)除了使用心電編輯技術(shù)外，不同冠狀動(dòng)脈分支重建時(shí)應(yīng)選擇不同的最佳重建時(shí)相。左冠狀動(dòng)脈受心臟搏動(dòng)幅度影響較小，故重建時(shí)相一般選擇在舒張末期；而右冠狀動(dòng)脈受心臟搏動(dòng)幅度影響較大，重建時(shí)相一般選擇在收縮末期，本組5例是分開(kāi)左右冠狀動(dòng)脈2次分別重建。另外，同一患者掃描采集的不同心動(dòng)周期之間波形走向亦有可能出現(xiàn)細(xì)微差別，這時(shí)不同的心動(dòng)周期之間的重建時(shí)相根據(jù)圖像變化可相應(yīng)作出R-R間期5%以內(nèi)的改變使重建血管走行表面光滑、清晰、連續(xù)。

綜上所述，心電編輯技術(shù)能明顯提高128層CT冠狀動(dòng)脈血管成像的后處理圖像質(zhì)量，圖像偽影得到最大程度修正，利于測(cè)量軟件對(duì)管腔輪廓的識(shí)別，提高檢查的準(zhǔn)確性［13］，值得推廣應(yīng)用。

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ECG editing techniques applied in the 128- slice CT retrospective ECG-gated coronary artery image processing

ZHU Mingxin，F(xiàn)U Xianfang，XU Lichun，HUANG Yushu，LI Yongfeng，CAO Xiaoxin.

Department of Radiology，Nanhai People’s Hospital，F(xiàn)oshan，528200，China.

［Abstract］Objective：To investigate the role of ECG editing techniques in the 128-slice CT retrospective ECG-gated coronary angiography image processing. Methods：The reconstructed image of 50 patients who had abnormal ECG-gated recorded signals while taking 128-slice CT coronary angiography were compared before and after ECG editing techniques. Results：The proportion ofⅠandⅡgrade was higher in the right coronary artery，left main，left anterior descending artery after editing techniques using ECG，while the editedⅢgrade composition ratio was lower than before，X2were 6.36，6.73，6.14，P values were 0.042，0.034，0.046，P values were less than 0.05 and were significantly different；while the result of the left circumflex artery had no significant difference（X2=4.93，P=0.085＞0.05）. Conclusion：ECG editing techniques can significantly improve the 128-slice CT retrospective ECG-gated coronary angiography processed image quality and increase the success rate of inspection.

［Key words］ECG editing techniques；Coronary angiography；X-ray computed

收稿日期（2015-11-09）

［通信作者］傅賢方，E-mail：fyf_fu@163.com。

DOI：10.3969/j.issn.1672-0512.2016.03.008