雙能量CT心肌灌注碘圖圖像質量與重組時相的關系

祁榮興，王天樂，崔 磊，嚴松強，阮席武，黃 勝

(南通大學第二附屬醫(yī)院影像科，江蘇 南通 226001)

雙能量CT心肌灌注碘圖圖像質量與重組時相的關系

祁榮興，王天樂，崔 磊，嚴松強，阮席武，黃 勝*

(南通大學第二附屬醫(yī)院影像科，江蘇 南通 226001)

目的 探討第2代雙源CT(DSCT)心肌灌注圖像質量與重組時相的關系。方法 收集接受DSCT雙能量成像方法掃描的患者，選取其中冠狀動脈正常者28例。采用回顧性心電門控間隔5%重建出30%～80% R-R時相的圖像，采用280 ms全期相時間窗，定量測量各R-R間期的每段心肌灌注碘圖圖像的偽影面積，計算心底部、中部、心尖部、心尖層面平均各段的偽影面積，并進行統(tǒng)計學分析。結果 心底部、中部、心尖部、心臟整體平均各段偽影面積差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.01)，均以60% R-R間期時相最小[(0.31±0.28)cm2、(0.18±0.23)cm2、(0.13±0.13)cm2)、(0.22±0.18)cm2]。心尖偽影面積不同R-R間期時相差異無統(tǒng)計學意義 (P=0.634)。60% R-R間期心底部、中部、心尖部、心尖各層面平均各段碘圖偽影面積差異有統(tǒng)計學意義(F=3.701，P=0.014)，心尖部偽影面積最小，與中部差異無統(tǒng)計學意義 (P>0.05)，但明顯低于其他部位的偽影面積(P<0.05)。結論 第2代DSCT采用280 ms全期相時間窗可提供優(yōu)良的心肌灌注碘圖，其中以60%左右R-R間期圖像質量最佳。

心臟；灌注成像；體層攝影術，X線計算機

雙源CT(dual-source CT, DSCT)既可提供冠狀動脈解剖學信息，又能顯示病變冠狀動脈供血心肌的灌注信息，可“一站式”完成冠狀動脈及心肌灌注聯(lián)合評價，是當前臨床研究[1-2]的熱點，雙能心肌灌注碘圖成像特點及臨床意義備受關注，目前，如何降低心肌灌注碘圖偽影是促進該技術廣泛應用的關鍵，心肌灌注碘圖重組時相選擇與冠狀動脈CTA重組時相選擇是否一致的報道鮮見。本研究旨在探討DSCT心肌灌注碘圖圖像質量與重組時相的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年5月—2016年2月于我院接受冠狀動脈CTA雙能量方式掃描者，排除風濕性心臟病、心肌病、冠狀動脈搭橋術后或冠狀動脈支架術后患者，選取其中冠狀動脈正常者28例，男22例，女6例，年齡35～69歲，平均(56.5±8.8)歲。體質量指數(shù)18.22～34.02 kg/m2，平均(24.60±3.33)kg/m2。28例患者中，17例為無癥狀體檢者，余11例為無誘因情況下出現(xiàn)輕微胸悶、胸痛癥狀。所有檢查者心電圖均無T波和ST段改變。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Definition Flash雙源CT機，對心率>75次/分者給予口服25～50 mg倍他樂克，掃描前給予舌下噴霧硝酸甘油。采用雙筒高壓注射器經(jīng)右肘前靜脈以5 ml/s流速注射對比劑碘海醇(350 mgI/ml)60～80 ml，后以相同流速注射50 ml生理鹽水。于主動脈根部層面選擇ROI監(jiān)測CT值，觸發(fā)閾值100 HU，延時7 s掃描。掃描范圍為自氣管分杈至心臟膈面下1 cm，吸氣后屏氣掃描。掃描參數(shù)：A球管電壓Sn140 kV；B球管電壓Sn100 kV，開啟實時動態(tài)劑量調節(jié)自動曝光(CareDose4D)技術，準直64×2×0.6 mm，視野250 mm×250 mm，球管旋轉時間0.28 s，螺距0.17～0.28(隨心率自動調整)。采用280 ms全期相時間窗，原始數(shù)據(jù)層厚1.5 mm，間隔0.5 mm，卷積函數(shù)值D30f，重建心臟R-R間期30%～80%間隔5%的共22組數(shù)據(jù)用于雙能量心肌灌注成像。采用140 ms半期相時間窗，重建層厚0.75 cm，間隔0.5 cm，卷積函數(shù)值D30f，以系統(tǒng)自動選擇的30%～80% R-R間期間最佳收縮期相和最佳舒張期相數(shù)據(jù)(融合系數(shù)為0.6的平均加權圖像)用于冠狀動脈成像。

1.3 圖像分析 將140 kV及100 kV兩組數(shù)據(jù)調入Heart PBV軟件，通過雙能量算法獲得心肌內(nèi)碘灌注分布圖(即碘圖)。碘圖重建層厚5 mm。采用美國心臟學會推薦的左心室17段標準分法[3]：于左心室短軸位將左心室分為心底部、中部、心尖部、心尖4個層面，心底部層面為二尖瓣至乳頭肌尖水平，中部層面包括乳頭肌全長，心尖部層面為乳頭肌以遠到心臟末端。對每個層面進行分段并命名。心底部：1前壁、2前間隔壁、3下間隔壁、4下壁、5下側壁、6前側壁；中部：7前壁、8前間隔壁、9下間隔壁、10下壁、11下側壁、12前側壁；心尖部：13前壁、14間隔壁、15下壁、16側壁；另加17心尖。

1.4 碘圖偽影面積評估 將左心室短軸位碘圖圖像導入MMWP后處理工作站，于Viewing軟件上顯示圖像，在各段手動勾畫偽影邊緣，軟件自動計算所勾畫范圍的面積，即偽影面積。心底部平均各段偽影面積=心底部各段偽影面積之和/6；中部平均各段偽影面積=心中部各段偽影面積之和/6，心尖部平均各段偽影面積=心尖部各段偽影面積之和/4；整個心臟平均各段偽影面積=整個心臟各段偽影面積之和/17。

2 結果

經(jīng)冠狀動脈CTA重建，系統(tǒng)自動選擇收縮期最佳啟動時相為30%～46%，平均(36.93±4.32)%，而舒張期最佳啟動時相為64%～79%，平均(71.75±4.11)%；以系統(tǒng)自動選擇的收縮期最佳啟動時相、舒張期最佳啟動時相行冠狀動脈CTA重建，圖像質量好。

28例患者心底部、中部、心尖部、心尖層面及心臟整體30%～80% R-R間期心肌灌注碘圖偽影面積均符合正態(tài)分布(P>0.1)，見表1。各時相心底部、中部層面平均各段偽影面積差異均有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，其中60% R-R間期偽影面積最小，與55%、65% R-R間期的差異均無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，但明顯低于其他時相偽影面積(P均<0.05)。各時相心尖部層面平均各段偽影面積差異有統(tǒng)計學意義 (P<0.001)，其中60% R-R間期偽影面積最小，與50%、55%、65%、70% R-R間期差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，但明顯低于其他時相的偽影面積(P均<0.05)；各時相心尖層面平均各段偽影面積差異無統(tǒng)計學意義(P=0.643)；各時相心臟整體平均各段偽影面積差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)，其中60% R-R間期偽影面積最小，與55%、65% R-R間期差異無統(tǒng)計學意義(P均>0.05)，但明顯低于其他時相的偽影面積(P均<0.05)。

表1 各時相心底部至心尖層面及整個心臟心肌灌注碘圖平均各段偽影面積大小±s)

圖1 患者男，57歲，無癥狀體檢 A～D.心底部、中部、心尖部、心尖60%R-R間期左心室短軸位碘圖，顯示圖像偽影少，圖像質量好

60%R-R間期心底部、中部、心尖部、心尖各層面平均各段碘圖偽影面積差異有統(tǒng)計學意義(F=3.701，P=0.014)，其中心尖部偽影面積最小，與中部差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但明顯低于其他部位的偽影面積(P均<0.05)；心底部偽影最重，與心尖部差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但明顯高于其他部位的偽影面積(P均<0.05)，見圖1。

3 討論

冠動脈狹窄引起心肌缺血程度難以通過CTA或DSA從解剖學上進行精確評估，尤其對于中等程度(30%～80%)狹窄，還需通過心肌灌注從功能學上進行評估[4]。隨著DSCT的發(fā)展，一次檢查即可對冠狀動脈的解剖學和功能學進行“一站式”評估[5-6]。DSCT有2套X線管和2套探測器系統(tǒng)，可同時獲得低能量和高能量兩組圖像，拓展了CT在心血管方面研究的新領域[7-8]。DSCT依據(jù)高低密度物質分別在高低能量下不同的衰減特性，實現(xiàn)了物質成分分離，注射對比劑后對碘成分提取的碘物質密度成像，并配以偽彩即碘圖，可直接反映正常心肌組織和發(fā)生梗死或缺血心肌組織對碘對比劑攝取存在的差異[9]。

第2代DSCT在B球管使用100 kV情況下，與第1代不使用能譜純化技術的140 kV/80 kV相比，雙能量的對比度可提高25%[10]。本研究雙球管的設置采用140 kV/100 kV，心肌灌注碘圖采用的Heart PBV軟件在碘、軟組織、脂肪物質分離方面有明顯優(yōu)勢。另外本研究時相范圍在30%～80%，原始數(shù)據(jù)層厚1.5 mm，間隔0.5 mm，卷積函數(shù)值D33f，碘圖重建層厚5 mm。有研究[11]報道，心率>70次/分時，心電脈沖的窗寬應適當放寬到收縮期至舒張中晚期(30%～80% R-R間期)，在保證圖像質量的前提下可減少輻射劑量。數(shù)據(jù)設置采用雙能量專用卷積核(D33f) 1.5 mm層厚、0.5 mm重建增量優(yōu)化信噪比，碘圖層厚5 mm，有助于顯示心肌灌注缺損[12]。

有學者[13]采用DSCT心肌灌注碘成像診斷犬實驗性急性心肌梗死，并與病理學對照，發(fā)現(xiàn)DSCT心肌灌注碘成像18個心肌節(jié)段為假陽性，6個心肌節(jié)段為假陰性，主要與心臟搏動、呼吸運動偽影干擾及左心室腔內(nèi)高濃度對比劑造成的線束硬化偽影有關。也有學者[14]認為碘圖偽影產(chǎn)生的原因為2個X線球管同時開啟，所增加的散射輻射造成信噪比下降以及重建圖像中陰影偽影產(chǎn)生。另外，掃描時運動所產(chǎn)生的高能X線與低能X線之間投射視野的錯配，導致投射區(qū)域內(nèi)無法進行物質分離[15]。本研究選取冠狀動脈正常者，發(fā)現(xiàn)心肌灌注碘圖中心肌多個節(jié)段出現(xiàn)面積大小不一的偽影。但以60% R-R間期碘圖偽影較小，分析原因為：因圖像處理采用280 ms全期相時間窗，心率75次/分以下心動周期中，60%左右R-R間期為起始時間點，即舒張中晚期，此時心臟位移最小。本研究還發(fā)現(xiàn)心底部和心尖的偽影較重，可能心底部與主動脈毗鄰，有大量高濃度對比劑造成線束硬化偽影有關；近年來有報道[16]采用單能譜的運算方法可降低線束硬化偽影。而心尖的偽影，推測與心尖周圍組織的影響有關，但還需進一步研究證實。

本研究的不足：①入組病例數(shù)較少，還需大樣本病例進行測量；②為靜息時的心肌灌注碘圖，未進行負荷動態(tài)灌注。

總之，第2代DSCT既可提供冠狀動脈解剖學信息，又可提供優(yōu)良的心肌灌注碘圖(采用280 ms全期相時間窗)，而兩者的最佳重組時相并不一致，其中心肌灌注碘圖以60% R-R間期偽影較少，圖像質量最佳。

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Correlation between myocardial perfusion imaging quality and reconstruction time of dual-energy CT

QIRongxing,WANGTianle,CUILei,YANSongqiang,RUANXiwu,HUANGSheng*

(DepartmentofRadiology,theSecondAffiliatedHospitalofNantongUniversity,Nantong226001,China)

Objective To evaluate the relationship between myocardial perfusion imaging quality and reconstruction time of dual-souce CT (DSCT). Methods Myocardial perfusion imaging was performed in 28 subjects using second-generation DSCT. The coronary arteries of all selected subjects were normal. 280 ms temporal resolution was used, and the image of 30%—80% R-R phase was reconstructed by retrospective ECG gating interval 5%. The artifact area of myocardial perfusion iodine map image of each R-R interval were obtained. Average segment artifacts of the heart bottom, central, apical, apical level of heart level were calculated and statistical analyzed. Results The artifact area of myocardial perfusion iodine map of the heart bottom, central, apical, and the whole heart had statistically significant differences (allP<0.01), and the minimum artifact area was in 60% R-R phase ([0.31±0.28]cm2, [0.18±0.23]cm2, [0.13±0.13]cm2, [0.22±0.18]cm2). There was no difference between different phases of the heart apical level (P=0.634). The minimum artifact area of myocardial perfusion iodine map of the heart bottom, central, apical, apical level in 60% R-R phase at the heart apical, the difference had statistically significant (F=3.701,P=0.014), there was no difference between the heart apical and central (P>0.05), but the difference between the heart apical and other parts had statistically significant (P<0.05). Conclusion Using 280 ms temporal resolution, second-generation DSCT can achieve the optimal myocardial perfusion imaging quality using 60% R-R phase reconstruction．

Heart; Perfusion imaging; Tomography, X-ray computed

南通市社會事業(yè)科技創(chuàng)新與示范計劃資助項目(HS2014066)、南通市關鍵技術研究-民生項目(MS2015061)、江蘇省六大人才高峰高層次人才資助項目(2014WSW074)、南通市第四期“226高層次人才培養(yǎng)工程”科研項目。

祁榮興(1981—)，男，江蘇鹽城人，碩士，主治醫(yī)師。研究方向：循環(huán)系統(tǒng)影像診斷。E-mail: 8928331@qq.com

黃勝，南通大學第二附屬醫(yī)院影像科，226001。E-mail: hsyisheng@163.com

2016-09-02

2017-02-18

10.13929/j.1003-3289.201609008

R541; R814.42

A

1003-3289(2017)05-0760-04