低心率和高心率冠狀動(dòng)脈血管CT造影的最佳圖像成像期相探討

楊 琴，梁卡麗，代 平，王思凱，余 飛，何其舟

(西南醫(yī)科大學(xué)附屬中醫(yī)醫(yī)院放射影像科，四川 瀘州 646000)

冠心病的發(fā)病率逐年提高，冠狀動(dòng)脈造影檢查是診斷冠心病的金標(biāo)準(zhǔn)，但因?yàn)槭且环N有創(chuàng)性檢查，存在一定風(fēng)險(xiǎn)性[1]。隨著螺旋CT時(shí)間分辨率的不斷提高，冠狀動(dòng)脈血管CT造影(coronary CT angiography，CCTA)逐漸成為診斷及篩查冠心病的一種檢查手段[2]。西門子二代雙源CT的時(shí)間分辨率為75 ms，在自適應(yīng)前瞻性心電門控技術(shù)掃描模式下，能在心動(dòng)周期內(nèi)預(yù)設(shè)R-R間期曝光期相，在預(yù)設(shè)以外的期相低劑量曝光或者不曝光。冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)呈周期性改變；心率增快時(shí)，心臟收縮期、舒張期不均衡地縮短，舒張末期的低速平臺(tái)期變短甚至消失。因此，可以根據(jù)患者的心率高低情況來(lái)選擇合適的曝光期相。利用西門子第二代雙源CT的自適應(yīng)前瞻性心電門控技術(shù)掃描模式，測(cè)定低、高心率患者行CCTA檢查時(shí)圖像質(zhì)量最佳的R-R間期期相。

1 資料與方法

1.1 一般資料2017年6月至2017年11月行冠狀動(dòng)脈CT檢查的60例患者，納入標(biāo)準(zhǔn)：能配合檢查且平臥5分鐘以上。排除標(biāo)準(zhǔn)：碘對(duì)比劑過(guò)敏；甲亢；血肌酐>1.5 mg/dl；嚴(yán)重持續(xù)性心律失常；冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后的患者。心率≤70次/分為低心率組，心率>70次/分為高心率組；低心率組男23例(57%)，女17例(43%)；年齡49～87歲[(65.76±6.37)歲]；BMI(25.58±1.43)kg/m2。高心率組男21例(53%)，女19例(47%)；年齡46～85歲[(66.07±6.48)歲]；BMI(25.31±1.47)kg/m2。兩組性別、年齡、BMI比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，心率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。本研究得到醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 檢查設(shè)備及方法掃描儀為西門子第二代雙源CT；syngo.via后處理軟件；雙筒高壓注射器。告知患者和家屬碘對(duì)比劑使用的適應(yīng)證、禁忌證，簽署知情同意書(shū)；測(cè)量患者的心率；在注射碘對(duì)比劑前5分鐘舌下含服0.5 mg硝酸甘油，硝酸甘油禁忌證者除外；不服用降低心率的藥物。采用前瞻性心電門控序列模式，自動(dòng)管電流調(diào)節(jié)開(kāi)啟，準(zhǔn)直器2 mm×128 mm×0.6 mm，重建層厚0.6 mm，卷積核I26f。掃描范圍氣管分叉下1～2 cm到心臟膈面。碘海醇對(duì)比劑(350 mgI/kg，總量50～60 ml)，流速4.5～5 ml/s，20～30 ml生理鹽水沖管。采用對(duì)比劑示蹤法，感興趣區(qū)域設(shè)在主動(dòng)脈根部，CT值達(dá)100 hU時(shí)延遲4 s觸發(fā)掃描。

1.3 圖像的后處理及圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)所有數(shù)據(jù)傳送至syngo.via后處理站進(jìn)行處理，包括曲面重建、多平面重組、容積成像、最大密度成像。按照美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)(AHA)制定的冠狀動(dòng)脈15段分法進(jìn)行描述[3]，只評(píng)價(jià)9段冠狀動(dòng)脈在不同R-R間期的主觀圖像質(zhì)量，RCA(第1、2、3段)，LM(第5段)，LAD(6、7、8段)，Cx(11、13段)；從1～4分進(jìn)行評(píng)價(jià)[4]，1分為嚴(yán)重偽影，無(wú)法診斷；2分為中度偽影，但能診斷；3分為血管邊緣模糊，有輕度偽影；4分為血管顯示良好，邊緣光滑，無(wú)偽影。由2位診斷醫(yī)生對(duì)每段冠狀動(dòng)脈進(jìn)行評(píng)分，出現(xiàn)分歧時(shí)則協(xié)商達(dá)成一致意見(jiàn)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)。計(jì)數(shù)資料比較采用卡方檢驗(yàn)；計(jì)量資料比較采用方差分析及LSD-t檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

低心率組冠狀動(dòng)脈在不同R-R間期期相的主觀質(zhì)量評(píng)價(jià)結(jié)果顯示，RCA、LM、LAD、Cx圖像質(zhì)量最佳的R-R間期期相均在75%(表1)。高心率組RCA、LM、LAD、Cx的最佳期相分別為45%、40%、45%、45%R-R間期(表2)。四支冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量最佳的期相與其他期相分別進(jìn)行檢驗(yàn)，得到與最佳期相無(wú)差異的期相(P<0.05)(表3，表4)。

表1 低心率組冠狀動(dòng)脈在不同R-R期相的圖像質(zhì)量評(píng)分 (分)

表2 高心率組冠狀動(dòng)脈在不同R-R期相的圖像質(zhì)量評(píng)分 (分)

表3 低心率組最佳冠狀動(dòng)脈成像的R-R期相

表4 高心率組最佳冠狀動(dòng)脈成像的R-R期相

分別對(duì)兩組患者的冠狀動(dòng)脈在不同重建期相的圖像清晰度進(jìn)行圖形分析。LM的圖像質(zhì)量分析顯示，低心率組中收縮末期、舒張末期的圖像質(zhì)量均較佳，高心率組中收縮末期成像質(zhì)量較佳。對(duì)RCA、LAD、Cx三支冠狀動(dòng)脈的圖像質(zhì)量分析顯示，低心率組中成像質(zhì)量較佳的期相在舒張末期，高心率組中成像質(zhì)量較佳的期相在收縮末期(圖1～圖4)。

3 討論

冠狀動(dòng)脈是營(yíng)養(yǎng)心肌的血管。心臟的運(yùn)動(dòng)周期包括舒張期、收縮期，R波的波峰至T波結(jié)束為收縮期，心室舒張期為T波末至P波前，即收縮末期在T波末，舒張末期在P波區(qū)[5]。舒張末期、收縮末期是心臟運(yùn)動(dòng)較慢的期相。冠狀動(dòng)脈隨著心臟的運(yùn)動(dòng)呈周期性改變；不同的冠狀動(dòng)脈在同一期相內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度不同，同一冠狀動(dòng)脈的不同節(jié)段在同一期相內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度也不一致。隨著心率的加快，冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)速度也加快。多種因素都將影響CCTA的圖像質(zhì)量，其中最重要的影響因素為運(yùn)動(dòng)偽影，為了得到優(yōu)質(zhì)的圖像，需要克服心臟搏動(dòng)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影[6]。有研究表明，心率在70次/分時(shí)，冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)幅度在舒張期較小，持續(xù)大約在80～120 ms，心率越慢則持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，心率越快則越短。趙坤等[7]研究表明，心率與CCTA的圖像質(zhì)量呈負(fù)相關(guān)，心率加快，則心動(dòng)周期縮短，因此在相對(duì)靜止的舒張期內(nèi)無(wú)法完成掃描，血管會(huì)出現(xiàn)雙邊影、模糊影，還可能中斷，明顯降低圖像質(zhì)量。

圖1 LM圖像質(zhì)量評(píng)分vs R-R間期

圖2 LAD圖像質(zhì)量評(píng)分vs R-R間期

圖3 Cx圖像質(zhì)量質(zhì)量評(píng)分vs R-R間期

圖4 RCA圖像質(zhì)量評(píng)分vs R-R 間期

本研究使用第二代雙源CT來(lái)評(píng)估低心率組四支冠狀動(dòng)脈(RCA，LM，LAD，Cx)的主觀圖像質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)最佳的圖像質(zhì)量出現(xiàn)在舒張末期(即75%的R-R間期期相)。高心率組的最佳圖像質(zhì)量在收縮末期，LM的最佳期相為40%R-R間期，RCA、LAD、Cx最佳期相為45%R-R間期。其他期相與最佳期相進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比較，獲得與最佳期相無(wú)顯著差異的期相。低心率組中，RCA、LAD的圖像質(zhì)量與最佳期相無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異的期相為70%R-R間期，LM在30%、35%、70%、80%R-R間期成像質(zhì)量無(wú)差異性，Cx的無(wú)差異期相有65%、70%R-R間期。在高心率組中，RCA的無(wú)差異性期相為40%R-R間期，LM的為35%、50 %R-R間期，LAD的為35%、40%R-R間期，Cx的為40%R-R間期。對(duì)低、高心率的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量行圖形分析發(fā)現(xiàn)，圖像質(zhì)量在不同的R-R間期期相存在差異。低心率中，RCA、LM、LAD、Cx圖像質(zhì)量較好的期相存在雙相性，收縮末期和舒張末期的圖像質(zhì)量均較佳。高心率組中，RCA、LAD、Cx在收縮末期的圖像質(zhì)量較佳，LM的圖像質(zhì)量在舒張末期仍然較好。Weustink[8]使用雙源CT研究均發(fā)現(xiàn)，在低心率中舒張末期圖像最佳，在高心率中收縮末期圖像最佳。Leschka等[9]還發(fā)現(xiàn)，不管是低心率還是高心率，舒張末期的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量均能滿足診斷的要求，隨著心率的加快，舒張期的冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影越多。本研究與Leschka的研究結(jié)果均顯示，隨著心率的加快，收縮期圖像質(zhì)量更佳。

使用第二代雙源CT掃描儀時(shí)，低心率組(≤70次/分)患者在舒張末期可獲得最佳圖像質(zhì)量，推薦選擇65%～75%R-R間期進(jìn)行曝光；在心率較高(>70次/分)的患者中，在收縮末期可獲得最佳的圖像質(zhì)量，推薦選擇35%～45%R-R間期進(jìn)行曝光。本研究意義在于指導(dǎo)應(yīng)用自適應(yīng)前瞻性心電門控技術(shù)在掃描前選擇最佳的R-R期相進(jìn)行曝光，利用縮短R-R曝光期相，進(jìn)一步探討降低輻射劑量的可能性。

本研究有以下幾個(gè)局限性：①樣本不大，對(duì)心率的分組可以更加細(xì)化、更精確。②只研究了20%到80%R-R間期內(nèi)各個(gè)期相的冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量，然而以往大多數(shù)研究表明，超出這個(gè)范圍的冠狀動(dòng)脈圖像清晰度較低，因此這不應(yīng)該影響研究結(jié)果。③對(duì)冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)采用主觀評(píng)價(jià)，引入了偏倚的可能性。