冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)對(duì)冠狀動(dòng)脈多層螺旋CT血管成像質(zhì)量的優(yōu)化研究

韓威，胡剛，路軍良，郭寧，陳華，劉更槐，周燕，馮萌，王莉，李紅敏，吳新淮

· 論著 ·

冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)對(duì)冠狀動(dòng)脈多層螺旋CT血管成像質(zhì)量的優(yōu)化研究

韓威1，胡剛1，路軍良1，郭寧2，陳華1，劉更槐1，周燕1，馮萌1，王莉1，李紅敏1，吳新淮1

目的 探討冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（snapshot freeze，SSF）對(duì)冠狀動(dòng)脈多層螺旋CT血管成像圖像質(zhì)量的優(yōu)化價(jià)值。方法 回顧性分析北京軍區(qū)總醫(yī)院2013年3月～5月期間85例未服用控制心率藥物的冠狀動(dòng)脈CTA檢查患者影像學(xué)資料，應(yīng)用SSF技術(shù)前后CT圖像質(zhì)量差異情況比較?；颊甙葱穆适欠翊笥?5次/min分為AB兩組，其中A組26例，心率≤65 次/min； B組59例，心率＞65 次/min。應(yīng)用冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)對(duì)冠狀動(dòng)脈圖像進(jìn)行處理，測(cè)量應(yīng)用SSF技術(shù)前后，左冠狀動(dòng)脈前降支、左回旋支及右冠狀動(dòng)脈的血管軸截面、運(yùn)動(dòng)偽影及鄰近脂肪的SD值，計(jì)算運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)（MAI）數(shù)值；并采用盲法由兩名高年資主治醫(yī)師對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行五分制評(píng)分，對(duì)評(píng)分結(jié)果進(jìn)行比較及量化分析。結(jié)果 A組患者平均心率（58.5±5.69）次/min；MAI：使用SSF技術(shù)為（12.65±5.96），低于未使用SSF技術(shù)（None-SSF）（24.10±8.62），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；主觀圖像評(píng)分：使用SSF技術(shù)為SSF（4.15±0.45），高于None-SSF（3.00±1.04）， 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。B組患者平均心率（77.73±9.67）次/min；MAI：使用SSF技術(shù)為（18.09±9.00），低于None-SSF（66.99±17.49），差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）；主觀圖像評(píng)分使用SSF技術(shù)為（3.82±0.78），高于None-SSF（1.96±0.67），差異有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.01）。A組患者應(yīng)用SSF處理后MAI平均下降48%，B組患者應(yīng)用SSF處理后MAI平均下降73%，下降幅度明顯大于A組。結(jié)論 冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（SSF）可以提高冠狀動(dòng)脈CTA的圖像質(zhì)量，作用在患者心率超過(guò)65次/min時(shí)更為明顯。

冠狀動(dòng)脈；X線計(jì)算機(jī)；體層攝影術(shù)

自64層螺旋CT（MSCT）應(yīng)用于臨床，使得冠狀動(dòng)脈無(wú)創(chuàng)成像進(jìn)入了新的紀(jì)元［1］。冠狀動(dòng)脈CT血管造影作為冠狀動(dòng)脈疾病的無(wú)創(chuàng)診斷方法已基本普及，其在檢出和排除冠狀動(dòng)脈狹窄性病變中的價(jià)值已被廣泛認(rèn)可［2］。但冠狀動(dòng)脈成像的運(yùn)動(dòng)偽影卻一直存在，并影響著診斷的可靠性。如何有效的降低運(yùn)動(dòng)偽影，提高圖像質(zhì)量，成為了獲得準(zhǔn)確診斷的前提條件。本研究主要分析應(yīng)用冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（snapshot freeze，SSF）對(duì)冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的影響。

1　資料與方法

1.1研究對(duì)象及分組 回顧性分析北京軍區(qū)總醫(yī)院2013年3月～5月期間85例患者冠狀動(dòng)脈CTA結(jié)果，其中男性患者54例，女性患者31例，平均年齡（66.73±13.19）歲?；颊甙葱穆适欠翊笥?5次/min分為兩組，其中A組26例，心率≤65 次/min； B組59例，心率＞65 次/min。

1.2影像學(xué)檢查方法 85例全部在GE寶石CT （Discovery CT750 HD FREEdom）上進(jìn)行。采用心電后門控心臟掃描方式。采用歐乃派克（350 mg/ml）造影劑，根據(jù)BMI值計(jì)算注射量，注射速率為5 ml/s。使用自動(dòng)對(duì)比劑跟蹤技術(shù)啟動(dòng)掃描，選取氣管隆突水平進(jìn)行同層動(dòng)態(tài)掃描，于升主動(dòng)內(nèi)取感性趣區(qū)域，閾值設(shè)為100 HU，掃描范圍從氣管隆突至膈面水平，掃描時(shí)間為5～6 s。

1.3圖像后處理 獲取的常規(guī)掃描圖像在GE寶石CT上重建為厚度0.625 mm層面，層間隔0.625 mm，對(duì)心率≤65 次/min的患者圖像應(yīng)用SSF技術(shù)對(duì)R波后75%時(shí)相為中心的圖像進(jìn)行處理，對(duì)心率＞65次/分的患者圖像應(yīng)用SSF技術(shù)對(duì)R波后45%時(shí)相為中心的圖像進(jìn)行重建處理，處理前、后圖像共同傳送至GE工作站AW4.6上運(yùn)用冠狀動(dòng)脈分析軟件進(jìn)行分析。對(duì)冠狀動(dòng)脈血管軸截面、鄰近脂肪及運(yùn)動(dòng)偽影進(jìn)行相同位置相同ROI面積的SD值測(cè)量。

1.4圖像質(zhì)量分析 根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）的冠狀動(dòng)脈15節(jié)段分段法［4］，分別由2名高年資主治醫(yī)師獨(dú)立對(duì)冠狀動(dòng)脈各主要節(jié)段進(jìn)行分析。采用5分制評(píng)分：5分：血管與周圍組織對(duì)比清晰，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影；4分：血管與周圍組織對(duì)比度可，少許偽影不影響診斷；3分：圖像可用于診斷，有一定運(yùn)動(dòng)偽影；2分：圖像診斷困難，偽影顯著；1分：圖像無(wú)法用于診斷；如意見(jiàn)不一致評(píng)分取均值。計(jì)算冠狀動(dòng)脈各分支的運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)（圖1、2）。在文獻(xiàn)的報(bào)道中，以右冠狀動(dòng)脈的中、遠(yuǎn)段運(yùn)動(dòng)偽影最為常見(jiàn)［5］，因此對(duì)右冠狀動(dòng)脈圖像及SSF處理后的圖像進(jìn)行最大密度投影（MIP）對(duì)比（圖3）。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0統(tǒng)計(jì)軟件分析，計(jì)量資料采用（±s）表示，兩組均數(shù)比較使用t檢驗(yàn)，以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2　結(jié)果

圖1　血管運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)（MAI）計(jì)算

圖2　SSF處理前后的冠脈同層面同時(shí)相軸位圖像對(duì)比

圖3　SSF處理前后的冠脈最大密度投影圖像對(duì)比

2.1兩組患者一般資料比較 A組患者平均心率為（58.5±5.69）次/min，男性患者占57.7%；B組患者59例，平均心率為（77.73±9.67）次/min，男性患者占62.7%。兩組患者影像學(xué)檢查參數(shù)相同，對(duì)比劑用量與注射速度相同（表1）。

2.2兩組患者運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)對(duì)比 對(duì)所選取冠狀動(dòng)脈軸截面、運(yùn)動(dòng)偽影及鄰近脂肪相同層面、位置、面積的ROI區(qū)的CT值、SD值進(jìn)行定量計(jì)算分析。其中A組患者冠狀動(dòng)脈圖像的運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)（MAI）在使用SSF技術(shù)后平均下降48%，與未使用SSF技術(shù)（None-SSF）相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P ＜0.05）；B組患者M(jìn)AI平均下降73%，與None-SSF相比有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01）（表2）；B組患者應(yīng)用SSF處理后MAI下降幅度明顯大于A組。

2.3兩組患者圖像質(zhì)量評(píng)分 在對(duì)冠狀動(dòng)脈的圖像質(zhì)量評(píng)分方面，A組患者加用SSF技術(shù)后評(píng)分平均提升為38%，與None-SSF相比有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；B組患者評(píng)分平均提升為95%，與None-SSF相比有顯著統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＜0.01）（表3）。

表1　患者一般資料及檢查參數(shù)

表2　運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)（MAI）數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析（±s）

表2　運(yùn)動(dòng)偽影指數(shù)（MAI）數(shù)值統(tǒng)計(jì)分析（±s）

注：None-SSF：無(wú)應(yīng)用冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)；SSF：應(yīng)用冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)。與本組未使用SSF技術(shù)（None-SSF）比較，aP ＜0.05，bP＜0.01

組別None-SSFSSF平均下降A(chǔ)組（n=26）24.10±8.6212.65±5.96a48% B組（n=59）66.99±17.4918.09±9.00b73%

表3　主觀圖像評(píng)分統(tǒng)計(jì)分析（±s）

表3　主觀圖像評(píng)分統(tǒng)計(jì)分析（±s）

注：SSF：冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)；None-SSF：無(wú)冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)。與本組None-SSF相比，aP＜0.05，bP＜0.01

組別None-SSFSSF平均提升率A組（n=26）3.00±1.044.15±0.45a38% B組（n=59）1.96±0.673.82±0.78b95%

3　討論

冠狀動(dòng)脈CT造影成像質(zhì)量的好壞與諸多因素有關(guān)，目前公認(rèn)的有心率（包括高心率和心率不齊）、呼吸及身體運(yùn)動(dòng)偽影、掃描及重建參數(shù)、監(jiān)測(cè)層面觸發(fā)點(diǎn)的選擇［6］、重建時(shí)相的選擇、對(duì)比劑注射流速及用量的選擇、螺距（pitch值）的選擇。在64層CT心臟掃描中，心率的增加（＞75 次/min）可導(dǎo)致圖像質(zhì)量明顯下降，檢測(cè)時(shí)常需口服降心率藥。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，由于鈣化或運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致的圖像質(zhì)量下降不能用于診斷的冠狀動(dòng)脈節(jié)段高達(dá)12%，特別在高心率的情況下更是如此［6，7］。

由于心臟運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，以及不同患者心臟的長(zhǎng)軸與掃描層面的角度不同，心臟運(yùn)動(dòng)偽影在不同患者中，對(duì)于不同冠狀動(dòng)脈血管段成像質(zhì)量的影響各有不同，大大降低了該檢查的敏感性、特異性、陽(yáng)性預(yù)測(cè)率，因此患者不得不較嚴(yán)格的控制心率，大大降低了該檢查的效率［3，8］。如何有效的降低高心率冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)偽影成為該檢查成功的關(guān)鍵所在。

冠狀動(dòng)脈自身的運(yùn)動(dòng)偽影主要分為心臟舒縮運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的水平運(yùn)動(dòng)偽影及垂直運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的偽影，它主要是由于走行于室間溝及房室溝內(nèi)冠狀動(dòng)脈受到心動(dòng)周期內(nèi)鄰近心房及心室舒張、收縮運(yùn)動(dòng)的作用而產(chǎn)生，其中以右冠狀動(dòng)脈受到右心房、右心室的共同作用產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影為著，其中大部來(lái)自心臟軸位掃描過(guò)程中水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生偽影，如何有效的抑制水平運(yùn)動(dòng)偽影，成為了高心率冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量改善的關(guān)鍵。

冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)能夠監(jiān)測(cè)幾個(gè)相鄰心動(dòng)周期內(nèi)相同時(shí)相及其前后各9%時(shí)相內(nèi)的冠脈分支運(yùn)動(dòng)軌跡，對(duì)組成冠脈各分支的體素圖像進(jìn)行數(shù)字建模，并計(jì)算出各體素在心動(dòng)周期內(nèi)一定時(shí)像內(nèi)的相應(yīng)位置，并對(duì)其產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影圖像進(jìn)行弱化，較好的抑制了運(yùn)動(dòng)偽影的產(chǎn)生，尤其是以水平運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影為著。為更好的顯示冠狀動(dòng)脈的狹窄程度、斑塊形態(tài)，從而提升診斷的準(zhǔn)確性提供了較好的技術(shù)支持。隨著技術(shù)的進(jìn)步，有理由相信，冠狀動(dòng)脈CTA的偽影會(huì)越來(lái)越少，診斷準(zhǔn)確率會(huì)進(jìn)一步提高。

［1］ 張兆琪，馬小海. 64層螺旋cT冠狀動(dòng)脈成像：無(wú)創(chuàng)性冠狀動(dòng)脈檢查的新紀(jì)元［J］. 中華放射學(xué)雜志，2006，40（8）：789-1.

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本文編輯：戴楠，田國(guó)祥

Research on image quality optimization of coronary computed tomography angiography with Snapshot freeze technique

HAN Wei*， HU Gang， LU Jun-liang， GUO Ning， CHEN Hua， LIU Geng-huai， ZHOU Yan，F(xiàn)ENG Meng， WANG Li， LI Hong-min， WU Xin-huai.*General hospital of Beijing military command radiology department， Beijing， 100700， China.

WU Xin-huai，E-mail: bei925@sina.com

Objective To explore the value of Snapshot Freeze （SSF） technique in image quality optimization of coronary computed tomography angiography （CCTA）. Methods Retrospective analysis was conducted on CCTA results of 85 patients （without taking medications to control heart rate） from general hospital of Beijing military between March and May 2013， in order to investigate differences of image quality before and after application of SSF technique. Patients were divided into two groups： group A （26 patients with heart rate≤65 bpm） and group B （59 patients with heart rate＞65 bpm）. Motion artifact index （MAI） of left anterior descending artery （LAD）， left circumflex artery（LCX） and right coronary artery （RCA） were calculated before and after applied SSF technique. Image quality of CCTA was independently assessed by two radiologists using a 5-point scale and then analyzed quantitatively. Results The mean heart rates was 63.5±5.69 for group A and 77.73±6.67 for group B respectively. For group A， MAI of image quality of SSF images（12.65±5.96） was lower than those of non-SSF images（24.10 ±8.62， P＜0.05）， and subjective score of image quality of SSF images（4.15±0.45） were higher than those of non-SSF images（3.00±1.04， P＜0.05）. For group B， MAI of image quality of SSF images（18.09±9.00） was lower than those of non-SSF images（66.99±17.49， P＜0.01）， and subjective score of image quality of SSF image （3.82±0.78）were higher than those of non-SSF images（1.96±0.67， P＜0.01）. The MAI decrease rate of SSF image in group B （73%） was better than group A （48%）. Conclusions SSF algorithm could improve image quality of CCTA， especially in patients with heart rate higher than 65bpm.

Coronary artery； X-ray computer； Tomography

R445.3

A

1674-4055（2016）04-0451-03

1100700 北京，北京軍區(qū)總醫(yī)院放射診斷科；2100176北京，GE中國(guó)CT影像研究中心

吳新淮，E-mail：bei925@sina.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2016.04.20