寬體探測(cè)器CT絕對(duì)時(shí)相單心動(dòng)周期掃描在心律不齊患者CCTA中的可行性

管延芳， 劉軍波， 范麗娟， 張計(jì)旺， 凌堅(jiān)

近年來(lái)，隨著CT硬件和軟件技術(shù)的不斷更新，冠狀動(dòng)脈CT成像得到快速發(fā)展，其成功率和圖像質(zhì)量都大幅提高，并且越來(lái)越受到臨床的重視和認(rèn)可[1，2]。常規(guī)冠狀動(dòng)脈CT成像(coronary computed tomography angiography，CCTA)無(wú)論是前瞻性還是回顧性掃描都需要采集多個(gè)心動(dòng)周期的同一期相數(shù)據(jù)成像，對(duì)于心律不齊患者由于采集數(shù)據(jù)的相位不一致導(dǎo)致階梯狀偽影而影響圖像質(zhì)量，所以心律不齊成為冠狀動(dòng)脈CT成像的“禁忌證”之一[3]。256排寬體探測(cè)器冠狀動(dòng)脈CT成像采用軸掃模式在一個(gè)心動(dòng)周期成像，使心律不齊患者的CCTA成為可能。本文對(duì)絕對(duì)時(shí)相掃描在心律不齊患者CCTA中的可行性進(jìn)行探討。

材料與方法

1. 病例資料

搜集2016年12月-2017年3月間行CCTA檢查的200例患者，其中心律不齊(6個(gè)周期內(nèi)心率變化大于20次/分)和竇性律齊者各100例。100例心律不齊(心律不齊組)患者中男47例，女53例，心率(82.26±24.29)次/分；100例竇性律齊(竇性律齊組)患者中男51例，女49例，心率(84.09±18.71)次/分。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)≥28 kg/m2、甲亢、碘對(duì)比劑過(guò)敏、嚴(yán)重肝腎功能不全、心功能不全、瓣膜置換術(shù)、冠脈旁路移植、硝酸甘油禁忌癥的患者等。所有患者檢查前均簽署知情同意書(shū)。

2.檢查方法

CT檢查采用GE Revolution 256 CT機(jī)。檢查前患者舌下含服硝酸甘油5 mg，使用歐力奇高壓注射器，以5 mL/s的流率注射碘對(duì)比劑歐乃派克(濃度為350 mg I/mL)，劑量為0.8 mL/kg體重，隨后注入生理鹽水20 mL。采用對(duì)比劑智能追蹤技術(shù)，于氣管分叉下1 cm升主動(dòng)脈中心設(shè)定約1 cm2的圓形感興趣區(qū)。觸發(fā)閾值差值為50 HU，觸發(fā)后延遲7 s啟動(dòng)正式掃描，屏氣掃描。掃描參數(shù)：掃描范圍為氣管分叉下1 cm至膈肌下1 cm，探測(cè)器寬度根據(jù)掃描范圍選擇12 cm、14 cm或16 cm；層厚0.625 cm，矩陣512×512，迭代重組權(quán)重ASIR-V 50%。管電壓為智能kV(100 kV或者120 kV)，管電流為智能毫安(范圍300～740 mA)，設(shè)定噪聲指數(shù)(noise index，NI)為22，機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度為0.28 s/r。設(shè)備根據(jù)心率和心率波動(dòng)情況自動(dòng)選擇最佳的掃描期相，使用冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)(snap shot freeze，SSF)對(duì)掃描后數(shù)據(jù)運(yùn)動(dòng)偽影進(jìn)行校準(zhǔn)。兩組均根據(jù)心率選擇不同的曝光時(shí)間窗，心律不齊組采用絕對(duì)時(shí)相掃描，曝光時(shí)間窗：心率≤65次/分時(shí)為400～750 ms，66～75次/分時(shí)為200～550 ms，76～90次/分時(shí)為200～500 ms，91～120次/分時(shí)為200～400 ms；竇性律齊組采用相對(duì)時(shí)相掃描，曝光時(shí)間窗：心率≤65次/分時(shí)為70%～80%，66～75次/分時(shí)為40%～80%，76～90次/分時(shí)為40%～50%，91～120次/分時(shí)為35%～55%(表1)。

表1 心律不齊組和竇性律齊組掃描期相選擇方案

3.圖像評(píng)價(jià)及分析

設(shè)備自動(dòng)重建最佳期相，經(jīng)過(guò)SSF校準(zhǔn)得到最終診斷圖像。采用多平面重組(multi-planar reformation，MPR)、容積再現(xiàn)(volume rendering，VR)和最大密度投影(maximum intensity projection，MIP)等圖像后處理技術(shù)進(jìn)行圖像重建。評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈的前降支、回旋支和右冠狀動(dòng)脈的血管圖像質(zhì)量，圖像質(zhì)量評(píng)分按4分制原則：1分，不可評(píng)價(jià)圖像，冠狀動(dòng)脈血管顯示不連續(xù)，重度偽影，無(wú)法診斷；2分，不可評(píng)價(jià)圖像，節(jié)段管腔出現(xiàn)較重偽影，影響診斷；3分，可評(píng)價(jià)圖像，部分節(jié)段血管有偽影但不影響診斷；4分，優(yōu)質(zhì)圖像，各節(jié)段血管光滑完整無(wú)偽影[4]。

有效輻射劑量(effective dose，ED)采用公式ED=K×DLP,K=0.014 mSv/(mGy·cm)進(jìn)行計(jì)算。

4.統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)量資料的組間比較采用Student獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；頻數(shù)資料以百分率表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；有序變量指標(biāo)的組間比較采用兩獨(dú)立樣本秩和檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

1.患者基本資料

兩組患者的性別、年齡、BMI、掃描心率差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；心律不齊組心率波動(dòng)大于竇性律齊組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(表2)。

2.CCTA圖像質(zhì)量

心律不齊組與竇性律齊組的圖像評(píng)分差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.813,表3)，兩組的主動(dòng)脈根部CT值、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)和對(duì)比噪聲比(contrast noise ratio,CNR)比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P值分別為0.458、0.350、0.203，表4)。圖1為心律不齊組某患者CCTA檢查的輻射劑量、掃描中心電圖截圖、VR圖像和MPR圖像。

圖1 心律不齊患者，女，71歲，胸悶憋氣，臨床建議行CCTA檢查以排除冠狀動(dòng)脈疾病，心率波動(dòng)范圍為57～145次/分，采用絕對(duì)時(shí)相單心跳掃描。a) 輻射劑量圖； b) 掃描中心電圖； c) VR重組圖像； d) 前降支MPR重組圖像； e) 回旋支MPR重組圖像； f) 右冠狀動(dòng)脈MPR重組圖像。

表2 兩組患者基本資料比較

表3 心律不齊組與竇性律齊組圖像評(píng)分以及有效輻射劑量對(duì)比

表4 心律不齊組與竇性律齊組圖像客觀指標(biāo)比較

3.有效輻射劑量

心律不齊組與竇性律齊組的ED值分別為(3.21±1.20)和(2.59±1.16) mSv，心律不齊組的輻射劑量高于竇性律齊組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.000，表3)。

討 論

CCTA檢查越來(lái)越受到臨床的認(rèn)可，但由于設(shè)備硬件與軟件的限制，心律不齊患者的CCTA檢查一直存在著很大挑戰(zhàn)[2]。Revolution 256 CT采用軸掃模式單心動(dòng)周期成像，提高了Z軸方向的時(shí)間分辨力，一個(gè)心動(dòng)周期即可成像，為心律不齊掃描提供了硬件基礎(chǔ)[5，6]。本研究心律不齊組包含竇性心律不齊、房顫、房早和室早等，為了驗(yàn)證絕對(duì)時(shí)相掃描的可行性，心律不齊的篩選條件設(shè)定為6個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)心率變化大于20次/分。

普通CT行CCTA檢查時(shí)需要在多個(gè)心動(dòng)周期采集數(shù)據(jù)成像，當(dāng)出現(xiàn)心律不齊時(shí)，多個(gè)心動(dòng)周期時(shí)相數(shù)據(jù)匹配時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)層偽影，很大程度降低了CCTA的成功率。而Revolution 256寬體探測(cè)器CT所有數(shù)據(jù)均在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)采集完成，單心動(dòng)周期成像從理論上不存在心律齊或不齊的問(wèn)題，沒(méi)有錯(cuò)層偽影。同時(shí)采用SSF 重建，進(jìn)一步提高了時(shí)間分辨力[7-9]，單心動(dòng)周期成像和SSF相結(jié)合，使心律不齊的CCTA成為現(xiàn)實(shí)。

本研究針對(duì)心律不齊的掃描方式采用絕對(duì)時(shí)相，即在R波觸發(fā)后固定時(shí)間段(如200～400 ms)進(jìn)行掃描，與常規(guī)心臟掃描方式的相對(duì)期相(如R-R間期的40%～50%)不同。由于心律不齊患者R-R間期差異較大，如采用相對(duì)時(shí)相掃描，采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)常不是實(shí)際所需期相而造成檢查失??；而采用絕對(duì)時(shí)相掃描，掃描時(shí)間窗不依賴于心率的變化，設(shè)備會(huì)按照預(yù)采集時(shí)相在R波后固定時(shí)間準(zhǔn)確掃描，既滿足心律不齊的低心率同時(shí)又滿足高心率。因此對(duì)于心律不齊患者，絕對(duì)時(shí)相掃描優(yōu)于相對(duì)時(shí)相掃描，很大程度上提高了檢查的成功率[10-12]。

本研究對(duì)心律不齊及竇性律齊患者依據(jù)不同心率均做了詳細(xì)的掃描方案，其主要依據(jù)是冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有兩個(gè)相對(duì)靜止的時(shí)間窗即收縮末期和舒張末期[13]。當(dāng)受檢者心率較低時(shí)，冠狀動(dòng)脈在舒張末期相對(duì)靜止，因此低心率時(shí)舒張末期掃描可獲取最佳冠狀動(dòng)脈圖像；而當(dāng)心率較快時(shí)在收縮末期可獲得冠狀動(dòng)脈最佳期相。相關(guān)研究結(jié)果表明，當(dāng)患者心率≤70次/分時(shí)，應(yīng)在舒張末期采集數(shù)據(jù)，當(dāng)心率>70次/分時(shí)應(yīng)選擇心臟收縮末期采集數(shù)據(jù)[14，15]。心率與精確的采集期相匹配，不僅減少運(yùn)動(dòng)偽影提高圖像質(zhì)量與成功率，同時(shí)有效控制了輻射劑量。本研究中不可評(píng)價(jià)血管(評(píng)分為1分或2分)竇性律齊組為5例(1.66%)，心律不齊組為4例(1.33%)，分析其原因皆為對(duì)比劑充盈不良造成SSF校準(zhǔn)欠佳而無(wú)法滿足診斷要求，需要進(jìn)一步優(yōu)化掃描參數(shù)從而降低不可診斷率。

本研究中心律不齊組的輻射劑量高于竇性律齊組，是因?yàn)楫?dāng)心律齊時(shí)通過(guò)預(yù)掃描可獲得心率的范圍，從而設(shè)定較窄的精確掃描窗；而心律不齊時(shí)，掃描過(guò)程中心率變化較大，無(wú)法獲得心率的準(zhǔn)確范圍，為了保證成功率，心律不齊組絕對(duì)期相掃描時(shí)掃描窗設(shè)定較寬，造成其輻射劑量略高于竇性律齊組。

綜上所述，Revolution 256寬體探測(cè)器 CT絕對(duì)時(shí)相單心動(dòng)周期掃描在心律不齊患者冠狀動(dòng)脈CT成像中可行，可滿足臨床診斷要求，可作為常規(guī)掃描。