64層CT冠狀動脈成像最佳重建時間窗的探討

楊燕，呂紅玲，李國暉，范云，黃偉，代孔靈，周嬡捷，何敬

（1.云南省中醫(yī)醫(yī)院云南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，云南昆明650021；2.云南中醫(yī)學(xué)院西內(nèi)教研室，云南昆明650031）

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64層CT冠狀動脈成像最佳重建時間窗的探討

楊燕1，呂紅玲2，李國暉1，范云1，黃偉1，代孔靈1，周嬡捷1，何敬1

（1.云南省中醫(yī)醫(yī)院云南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院，云南昆明650021；2.云南中醫(yī)學(xué)院西內(nèi)教研室，云南昆明650031）

目的：探討不同心率及不同重建時相對64層CT冠狀動脈血管成像圖像質(zhì)量的影響。方法：收集90例臨床疑診冠心病患者的冠狀動脈CTA檢查資料。按掃描時平均心率分組，對心動周期的R-R相位30%～90%間期，每間隔5%重建后進行血管分析及評分，獲得回顧性心電門控最佳重建時相，并評價不同心率時的圖像質(zhì)量。結(jié)果：冠狀動脈圖像質(zhì)量隨心率增加而降低，兩者呈負相關(guān)。心率＜70次/min時，冠狀動脈最佳重建時間窗為R-R間期的70%～75%；心率70～79次/min時，冠狀動脈最佳重建時相為R-R間期的60%～70%；心率＞80次/min時，冠狀動脈最佳重建時相為R-R間期的40%～50%。左前降支在70%和75% R-R重建時相顯示最佳，左回旋支在70% R-R時相顯示最佳，而右冠狀動脈在50% R-R時相顯示最佳。結(jié)論：選擇最佳重建時相、合理控制心率能夠減輕運動偽影，明顯提高冠狀動脈成像質(zhì)量，其中準(zhǔn)確選擇回顧性心電門控最佳重建時相是保證圖像質(zhì)量、準(zhǔn)確診斷的重要因素。

體層攝影術(shù)，X線計算機；冠狀動脈造影；心率；R-R相位

［Abstract］Objective：To evaluate the impact of different heart rate and the reconstruction of phase window on the image quality of coronary CT with 64 detector row coronary angiography.Methods：90 patients with suspected coronary heart disease received coronary angiography of 64 detector row CT，and the image post-processing was conducted according to the average heart scan packets：during the R-R cardiac cycle phase of 30% to 90% with increments of 5%，the optimal reconstruction of phase window with retrospective ECG-gated reconstruction phase was acquired，and evaluated the images quality under different heart rate.Results：The image quality degraded when the heart rate increases become lower，the heart rate and heart rate fluctuations were negatively correlated with the image quality（P＜0.001）.The best phase of coronary reconstruction phase was 70%～75% R-R interval when heart rate＜70 beats/min；and that of 60%～70% R-R interval when heart rate was at 70～79 beats/min；40%～50% R-R interval when heart rate＞80 beats/min.Left anterior descending branch（LAD）in 70%，75% R-R reconstruction phase showed the best，Left circumflex branch（LCX）in 70% R-R reconstruction phase，and right coronary artery（RCA）in 50% R-R reconstruction phase.Conclusion：Optimal reconstruction phase and reduced heart rate fluctuations can significantly reduce cardiac motion artifacts and improve the image quality.Reasonable selection of reconstruction phase is an important factor in image quality and accurate diagnosis.

［Key words］Spiral CT；Coronary CTA；Heart rate；R-R phase

冠狀動脈粥樣硬化性心臟?。ê喎Q“冠心病”）發(fā)病率逐年上升，并呈年輕化趨勢，嚴重危害人類健康［1］。隨著MSCT技術(shù)的進步，冠狀動脈CTA檢查技術(shù)日臻完善，為冠心病的診斷提供了一種無創(chuàng)、快速、準(zhǔn)確的檢查方法，但因掃描時心率、呼吸及重建時相等諸多因素存在不確定性，圖像質(zhì)量易受影響［2-3］，尤其心率是影響其成像質(zhì)量的關(guān)鍵因素。掃描過程中使用的回顧性心電門控技術(shù)能在R-R間期內(nèi)多時相成像。本研究探討90例不同心率時30%～90% R-R間期冠狀動脈成像質(zhì)量，分析64層MSCT冠狀動脈成像最佳重建時間窗。

1　資料與方法

1.1一般資料從2013年2月至2015年5月在云南省中醫(yī)醫(yī)院行冠狀動脈CTA檢查患者198例中選取90例，男56例，女34例；年齡39～78歲，平均61歲。分為4組：Ⅰ組，心率＜60次/min，14例；Ⅱ組，60～69次/min，40例；Ⅲ組，70～79次/min，25例；Ⅳ組，80～85次/min，11例。Ⅰ和Ⅱ組為低心率組（心率＜70次/min），Ⅲ組和Ⅳ組為高心率組（心率≥70次/min）。納入標(biāo)準(zhǔn)：①根據(jù)臨床癥狀、體征、心電圖結(jié)果擬診冠心病者；②竇性心律，心率55～85次/min，平均心率64次/min。排除標(biāo)準(zhǔn)：①對比劑過敏；②嚴重心律不齊；③心功能2級以上；④腎功能不全。

1.2儀器與方法采用GE Lightspeed VCT及回顧性心電門控技術(shù)。掃描參數(shù)：120～140 kV，400～600 mA，螺距0.2，準(zhǔn)直64×0.625 mm，機架轉(zhuǎn)速0.35 s/r。采用閾值觸發(fā)智能追蹤技術(shù)，當(dāng)ROI（左冠狀動脈主干開口水平主動脈根部）CT值達110 HU時，手動觸發(fā)掃描，掃描范圍從氣管隆突下1 cm至膈面。采用Ulrich雙筒高壓注射器，經(jīng)肘正中靜脈注射碘普羅胺（370 mgI/mL）50～60 mL，流率4.0～5.0 mL/s，再注射生理鹽水40 mL，流率4.5～5.0 mL/s。掃描時同步記錄心電圖。多時相采集圖像并重建。1.3圖像處理及分析評價對掃描數(shù)據(jù)按R-R間期的30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%時相進行圖像重組。在AW 4.6圖像后處理工作站依次重建右冠狀動脈（RCA）、右后降支（PDA）、左主干（LMA）、左前降支（LAD）、左回旋支（LCX）的CPR、VR圖像。

根據(jù)美國心臟病協(xié)會（AHA）的方案將冠狀動脈按節(jié)段劃分：RCA由1～4段組成；LMA為第5段；LAD為6～10段；LCX為11～15段。若存在中間支則為第16段。評價直徑＞2 mm的冠狀動脈。在原始橫斷面圖像、CPR和VR圖像上分析冠狀動脈的LAD、LCX及RCA。將圖像質(zhì)量分為5級進行評分［4］。Ⅰ級：圖像清晰，所有血管顯示清楚，充盈良好、無偽影，評為5分；Ⅱ級：圖像質(zhì)量滿意，僅1段血管壁邊緣輕微模糊，無階梯狀偽影或錯層，評為4分；Ⅲ級：圖像質(zhì)量基本滿意，有2段血管壁模糊，無階梯狀偽影及錯層，評為3分；Ⅳ級：圖像質(zhì)量差，多段血管壁模糊，部分血管壁見錯層偽影，難以分析，評為2分；Ⅴ級：圖像質(zhì)量非常差，有嚴重偽影，無法分析冠狀動脈圖像，評為1分。Ⅰ～Ⅱ級為優(yōu)質(zhì)圖像，Ⅲ級為可評價圖像，Ⅰ～Ⅲ級定為可用于診斷的圖像。Ⅳ～Ⅴ級為不可評價圖像。對存在顯著鈣化的血管節(jié)段不予評價。繪制曲線，分析不同心率組的各時相評分。由2位經(jīng)驗豐富的主治醫(yī)師根據(jù)以上標(biāo)準(zhǔn)評價圖像質(zhì)量并評分，意見有分歧時經(jīng)協(xié)商后取得一致意見。

1.4統(tǒng)計學(xué)處理所有數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0軟件、Spearman等級相關(guān)檢驗及處理，采用多個獨立樣本（有序等級資料）的非參數(shù)檢驗，檢測不同分組間、不同R-R時相重建圖像的質(zhì)量差異。采用兩獨立樣本非參數(shù)檢驗分析2組R-R時相間差異。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2　結(jié)果

本組在掃描過程中均未出現(xiàn)早搏及心律不齊，心率49～91次/min，平均71次/min。

90例中，共顯示冠狀動脈1 080節(jié)段，圖像質(zhì)量能夠滿足血管評價的有864節(jié)段（80.0%），156節(jié)段（占20.0%）不能滿足管腔評價。其中圖像質(zhì)量等級評為5、4、3、2、1分的血管節(jié)段數(shù)為253、353、258、117、99支。左右冠狀動脈各節(jié)段在不同R-R%時相的圖像質(zhì)量評分結(jié)果見表1、2（其中1～5代表冠狀動脈質(zhì)量分值）。

表1　左冠狀動脈各節(jié)段在不同R-R%時相的圖像質(zhì)量評分結(jié)果支

表2　右冠狀動脈各節(jié)段在不同R-R%時相的圖像質(zhì)量評分結(jié)果支

其中，Ⅰ組共14例168個節(jié)段中，150節(jié)段（89.3%）能滿足管腔評價。Ⅱ組40例480節(jié)段中，419節(jié)段（87.3%）能滿足管腔評價。Ⅰ組及Ⅱ組心率穩(wěn)定，節(jié)律整齊，冠狀動脈充盈良好，顯示清楚。Ⅲ組25例300節(jié)段中，234節(jié)段（78.0%）能滿足管腔評價。Ⅳ組11例132節(jié)段，85節(jié)段（64.4%）能滿足管腔評價。心率為70～79次/min時，冠狀動脈中遠段分支顯示欠清晰，運動偽影較明顯。Ⅳ組不能滿足冠狀動脈評價的血管節(jié)段占35.6%，為4組中最高。心率越快，能用于血管評價與診斷的數(shù)目就越少，冠脈成像質(zhì)量越差，兩者呈負相關(guān)，經(jīng)Spearman等級有關(guān)檢驗，r=0.250，P=0.001＜0.05，趨勢具有統(tǒng)計學(xué)意義。

心率＜70次/min，冠狀動脈最佳重建時間窗為70%～75% R-R間期；心率在70～79次/min，冠狀動脈最佳重建時間窗為60%～70% R-R間期；心率＞80次/min，冠狀動脈最佳重建時間窗為40%～50% R-R間期。掃描過程中，圖像質(zhì)量隨心率的增加、心率波動幅度變大而下降，圖像質(zhì)量與心率、心率波幅呈負相關(guān)；冠狀動脈成像質(zhì)量在低心率（心率＜70次/min）組與高心率（≥70次/min）組比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.001）。冠狀動脈及分支的最佳成像時相依次為RCA在50% R-R時相顯示最佳（圖1a，1b），而LAD在70%、75% R-R重建時相顯示最佳（圖2a，2b），LCX在70% R-R時相顯示最佳（圖2c，2d）。

圖1　男，47歲，心率49次/min圖1a，1bRCA分別為30%和50%時相圖，后者圖像質(zhì)量優(yōu)于前者圖2男，61歲，心率78次/min圖2a，2b LAD分別為30%和75%時相圖，后者圖像質(zhì)量優(yōu)于前者圖2c，2d LCX分別為30%和70%時相圖，后者圖像質(zhì)量優(yōu)于前者（RCA：右冠狀動脈；LAD：左前降支；LCX：左回旋支）

3　討論

冠狀動脈管徑細小，走行迂曲，貼于心肌表面走行于房室間溝內(nèi)，心臟表面不規(guī)則，掃描時可能出現(xiàn)半容積效應(yīng)，且冠狀動脈搏動時，房室間并非同步運動，因此會影響圖像質(zhì)量，使MSCT在冠心病檢測中的使用受限。收縮期心臟搏動是偽影產(chǎn)生的主要原因，而心率過快、心律不齊、明顯鈣化、部分容積效應(yīng)、精神因素、房室不同步運動等，對冠狀動脈成像質(zhì)量有一定的影響。

由于冠狀動脈的運動方式較為復(fù)雜，不同節(jié)段運動方向及運動速度不一致，其成像質(zhì)量與不同的重建時相間關(guān)系密切；在實際工作中，若都采用同一成像時相，常會造成冠狀動脈圖像質(zhì)量下降，或部分節(jié)段無法評價。采用回顧性心電門控64層CT掃描所獲得的容積數(shù)據(jù)，同步記錄心電圖，對同一患者的冠狀動脈，選擇不同的R-R時相觸發(fā)的掃描數(shù)據(jù)分別進行重建，能使時間分辨率提高至100～250 ms［5］，并對冠脈不同分支及節(jié)段分別采用最佳R-R時相進行容積重建，能最大程度減少運動偽影，提高圖像質(zhì)量。CT機的最高時間分辨率理論上為83 ms［6］，但李穎等［7］研究認為，患者心率控制在65次/min以下，可獲得質(zhì)量良好的冠狀動脈圖像。本研究Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ組中，管腔評價的血管節(jié)段分別占94.6%、91.2%、77.8%、64.4%，提示隨著心率的加快，冠狀動脈成像質(zhì)量逐漸降低，與文獻報道相符。其中，心率≤70次/min與≥80次/min時的成像質(zhì)量有顯著差異。

多位學(xué)者研究［8-11］得出，LAD在50%及60% R-R重建時相顯示最佳，LCX在60% R-R時相顯示最佳，而RCA在50% R-R時相顯示最佳。本研究中，LMA在不同心率及各重建時相成像穩(wěn)定，心率＜70次/min時，舒張期及冠狀動脈相對靜止期較長，舒張中期成像質(zhì)量較穩(wěn)定，因此LAD、LCX、RCA分別在心動周期的70%與75%、70%、50%時相獲得較高質(zhì)量圖像。LCX、RCA最佳重建時相與上述文獻報道相符；LAD R-R最佳重建時相時與上述研究有一定差異，估計與病例數(shù)及分組標(biāo)準(zhǔn)不同有關(guān)，具體原因有待進一步研究。伴隨著心率的增加，心臟舒張期及冠脈相對靜止期則縮短，最佳成像時相趨于收縮晚期、舒張早期［12］。因此當(dāng)心率＞70次/min時，LAD、LCX、RCA成像的最佳時相依次為60%、40%、40%［12］。本組＞70次/min有36例（40%），可評估血管節(jié)段樣本量少。

綦維維等［13］研究表明，掃描時心率過低，實際Pitch選擇過高，易出現(xiàn)因重組數(shù)據(jù)不足導(dǎo)致重組圖像質(zhì)量下降或部分后處理功能不能正常使用，此時可使用心率覆蓋功能，輸入屏氣后心率，限定此心率對應(yīng)的Pitch值與屏氣后心率保持一致。但屏氣后心率升高不建議使用該功能。

綜上所述，不同心率患者，冠狀動脈分支按照不同的最佳重建時相分別重建，能明顯提高冠狀動脈的成像質(zhì)量，顯示較細及末梢節(jié)段的冠狀動脈，其中準(zhǔn)確選擇時相是圖像質(zhì)量及準(zhǔn)確診斷的重要因素，具有較高的臨床應(yīng)用價值。

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Investigation of coronal arterial image quality of 64 detector row CT in optimal reconstruction of phase window

YANG Yan，LV Hongling，LI Guohui，F(xiàn)AN Yun，HUANG Wei，DAI Kongling，ZHOU Aijie，HE Jing.Department of Radiology，F(xiàn)irst Affiliated Hospital，Yunnan University of TCM，Kunmin，650021，China.

2015-10-23）

10.3969/j.issn.1672-0512.2016.04.003

云南省中醫(yī)醫(yī)院/云南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院科研課題基金（2013YJ003）。

呂紅玲，E-mail：lhlmmdd@126.com。