心電編輯及多時(shí)相重建技術(shù)對(duì)冠脈CTA 檢查的應(yīng)用價(jià)值

劉雯婧，金東生，田 地，聶世耀（通信作者）

（1 江蘇省省級(jí)機(jī)關(guān)醫(yī)院放射科 江蘇 南京 210024）

（2 南京醫(yī)科大學(xué)附屬逸夫醫(yī)院放射科 江蘇 南京 211000）

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。╟oronary atherosclerotic heart disease，CHD）是冠狀動(dòng)脈中的動(dòng)脈粥樣硬化性病變引起的，它會(huì)使血管管腔變細(xì)，提供給心肌的血液減少，使心肌乏血、乏氧或壞死最終導(dǎo)致心臟病，簡稱冠心病[1]。對(duì)于冠心病，目前診斷此病的標(biāo)準(zhǔn)還是經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈造影（coronary angiography，CAG）。但此項(xiàng)檢查有創(chuàng)，風(fēng)險(xiǎn)高，費(fèi)用高。冠狀動(dòng)脈磁共振血管造影（magnetic resonance angiography，MRA）不使用碘對(duì)比劑進(jìn)行冠脈成像，但限制較多，需患者配合好，檢查時(shí)間長，空間分辨率不高，信噪比低，冠脈遠(yuǎn)段顯示不佳等特點(diǎn)，使得磁共振冠脈成像還面臨很大挑戰(zhàn)[2-4]。目前，冠狀動(dòng)脈CT 血管成像（coronary CT angiography，CCTA）因其無創(chuàng)、風(fēng)險(xiǎn)性較低、特異性和敏感性都較高，已經(jīng)普遍用于冠心病患者的篩查和隨訪中[5]。但是冠脈CTA 檢查受較多因素影響，如患者心率，呼吸，對(duì)比劑在血液循環(huán)時(shí)間，掃描參數(shù)等因素導(dǎo)致圖像質(zhì)量減低。因此，本文旨在探究利用心電編輯和多時(shí)相重建技術(shù)在冠脈CTA 檢查中的必要性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2022 年3 月—12 月在江蘇省省級(jí)機(jī)關(guān)醫(yī)院進(jìn)行冠脈CTA 檢查的患者，選取采用回顧性心電門控掃描技術(shù)的病例，共計(jì)120 例影像資料。其中男性74 例，女性46 例，年齡53～87 歲，平均年齡（71.32±6.84）歲，心率62～113 次/分，平均心率（82.38±4.35）次/ 分。排除標(biāo)準(zhǔn)：①做過冠脈相關(guān)手術(shù)如冠脈介入治療或者冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后；②造影劑過敏及其他嚴(yán)重過敏史；③甲亢進(jìn)、青光眼、哮喘等；④嚴(yán)重心力、肝腎衰竭。本研究符合《赫爾辛基宣言》中的倫理準(zhǔn)則，檢查知情同意書均有醫(yī)患雙方雙簽名。

1.2 方法

1.2.1 檢查前準(zhǔn)備 ①檢查前囑患者空腹，需禁食禁水4 h；②詢問患者是否有過敏史；③若患者服用過二甲雙胍、格華止等類降糖藥物，需停藥48 h；④患者簽訂知情同意書；⑤取患者右肘正中靜脈打留置針；⑥ 患者在檢查前均舌下含服硝酸甘油0.5 mg 以擴(kuò)張冠脈；⑦ 心電極導(dǎo)聯(lián)正確連接，將紅色導(dǎo)聯(lián)RA 和黃色導(dǎo)聯(lián)LA 分別貼于患者右、左側(cè)的鎖骨中線的第一肋間隙處，黑色導(dǎo)聯(lián)RL 和綠色導(dǎo)聯(lián)LL 分別位于兩側(cè)肋弓中線處；⑧ 對(duì)患者進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，觀察屏氣狀態(tài)下心率。

1.2.2 掃描方法 采用西門子SOMATOM FORCE 雙源CT。采用回顧性心電門控掃描技術(shù)，即邊進(jìn)行連續(xù)螺旋掃描，邊記錄完整的心電信號(hào)，最終可以選取任意時(shí)相重建。管電壓110 kV；管電流采用自動(dòng)調(diào)節(jié)：CARE DOSE 4D；螺距與心率相適應(yīng)；層厚0.75 mm，層間距0.5 mm；算法：使用心臟標(biāo)準(zhǔn)算法；矩陣512×512；迭代重建：ADMIRE3；掃描范圍：從氣管分叉下2 cm 至心底，包整個(gè)心臟。掃描方向：從頭至足側(cè)。氣管分叉下2 cm，主動(dòng)脈根作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，監(jiān)測(cè)閾值100 HU，主動(dòng)觸發(fā)掃描，觸發(fā)后延遲6 s 掃描。使用雙筒高壓注射器，A筒高壓注射器抽取350 mg/mL 的碘海醇100 mL，B 筒高壓注射器抽取40 mL 0.9%氯化鈉注射液。每次檢查以4.0～4.5 mL/s 的速度注射碘海醇45～55 mL，之后再以同樣的速率注射0.9%氯化鈉注射液24 mL。

1.3 圖像重建

觀察掃描后的冠狀動(dòng)脈CTA 圖像以及心電圖。工作站會(huì)自動(dòng)選擇最佳時(shí)相對(duì)圖像進(jìn)行重建。心律不齊，R 波錯(cuò)誤識(shí)別，可以進(jìn)行心電編輯包括：移動(dòng)（shift R peak）、插入（insert sync）、刪除（delete sync）、禁用（disabia sync）[6]。

1.4 圖像后處理

在后處理工作站上，將心電編輯及多時(shí)相重建前、后的薄層重建數(shù)據(jù)傳至工作站上，采用冠脈+鈣化積分功能包進(jìn)行圖像三維后處理，包括多平面重組（MPR）、曲面重組（CPR）、最大強(qiáng)度投影（MIP）及容積再現(xiàn)（VRT）[7-8]，重建出左、右冠脈及其分支，并結(jié)合橫斷位圖像對(duì)管腔狹窄情況及鈣化積分進(jìn)行分析。

1.5 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

此次研究采用美國心臟協(xié)會(huì)推薦的冠狀動(dòng)脈樹狀結(jié)構(gòu)模型，冠狀動(dòng)脈被分成15 段。采用雙盲法，由診斷血管經(jīng)驗(yàn)豐富的醫(yī)生對(duì)編輯前后圖像進(jìn)行主觀評(píng)分。圖像質(zhì)量評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用5 分制[9]。5 分：圖像質(zhì)量優(yōu)秀，無運(yùn)動(dòng)偽影影響，血管輪廓清楚；4 分：圖像質(zhì)量良好，伴有輕微偽影，冠脈節(jié)段輪廓稍微模糊；3 分：圖像質(zhì)量尚一般，能接受，有中度偽影，但可重建，不影響臨床評(píng)估；2 分：圖像質(zhì)量差，有嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影，部分節(jié)段不能滿足臨床需求；1 分：圖像質(zhì)量很差，無法評(píng)估冠脈節(jié)段。圖像質(zhì)量在3～5 分可以滿足診斷要求。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 25.0 統(tǒng)計(jì)軟件處理數(shù)據(jù)。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（n）、百分率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)。以P＜0.05 代表差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

120 例患者均順利檢查結(jié)束，無不良反應(yīng)。按照冠狀動(dòng)脈樹結(jié)構(gòu)模型，每例15 段，共1 800 段。將三支冠脈編輯前、后所有冠脈分段的主觀評(píng)價(jià)情況及比較結(jié)果見表1，編輯后冠脈分段主觀評(píng)價(jià)圖像質(zhì)量高于編輯前（P＜0.05）。將120 例患者的RCA、LAD、LCX 進(jìn)行編輯，將編輯前、后三支冠脈圖像質(zhì)量進(jìn)行主觀評(píng)分得到編輯前、后三支冠脈總平均分，編輯后三支冠脈主觀評(píng)分均高于編輯前（P＜0.05），具體數(shù)值及比較結(jié)果見表2。

圖1 心律不齊患者心電編輯前、后的信號(hào)

表1 編輯前及編輯后所有冠脈分段的主觀評(píng)價(jià)情況及比較結(jié)果[n（%）]

表2 編輯前及編輯后三支冠脈總平均分比較及結(jié)果（，分）

表2 編輯前及編輯后三支冠脈總平均分比較及結(jié)果（，分）

圖2 同一患者心電編輯前、后的冠脈圖像

3 討論

冠脈CTA 檢查已廣泛應(yīng)用于CAD 的診斷中。而影響冠脈CTA 檢查診斷率的因素有很多，如心率、屏氣、時(shí)相選擇、對(duì)比劑偽影、數(shù)據(jù)采集錯(cuò)誤等因素[10]。而因心率及時(shí)相選擇不當(dāng)導(dǎo)致的偽影是影響冠脈CTA 檢查的主要因素。想要提高冠脈CTA 檢查的診斷率，就要盡可能解決這些偽影。

3.1 冠脈CTA 檢查偽影產(chǎn)生原因及表現(xiàn)

①梳狀偽影：主要原因是因?yàn)樾穆刹积R導(dǎo)致的采集過程中螺距與心率不匹配，從而導(dǎo)致采集數(shù)據(jù)丟失。表現(xiàn)為在橫斷位上某層面圖像模糊，在矢狀位及冠狀位的MPR 圖上尤為明顯，形似一把梳子。②呼吸偽影：由于呼吸屏氣不佳導(dǎo)致的圖像偽影。表現(xiàn)為血管截?cái)?，錯(cuò)層。在橫斷位圖像上胸骨不連續(xù)，在矢狀位MPR 圖像上改變窗寬窗位顯示較清楚，也是與梳狀偽影相鑒別的關(guān)鍵點(diǎn)。③時(shí)相選擇不對(duì)：由于重現(xiàn)時(shí)相選擇不佳。表現(xiàn)為血管邊緣較模糊，變形。④線束硬化偽影：大多由于患者體內(nèi)的金屬物體如支架、起搏器等引起[11]。主要顯示為放射狀偽影。⑤其他因素導(dǎo)致偽影：對(duì)比劑充盈不佳導(dǎo)致重建圖像的血管顯示模糊。

3.2 心電編輯

3.2.1 心電編輯的作用 很多患者在經(jīng)過檢查前準(zhǔn)備，能配合好，但也有患者因?yàn)樾呐K病、緊張、對(duì)比劑刺激、年齡等因素導(dǎo)致心律不齊或沒有配合好呼吸，從而導(dǎo)致圖像出現(xiàn)偽影，血管截?cái)?，降低診斷率。而心電編輯技術(shù)可以對(duì)心電信號(hào)進(jìn)行調(diào)整編輯，提高心電信號(hào)的利用率，改善圖像質(zhì)量提高診斷率。

3.2.2 心電編輯的方法 在冠脈掃描結(jié)束以后，可以使用后重建功能回顧性地編輯心電圖。心電編輯常用方法：移動(dòng)、插入、刪除、禁用。對(duì)于冠狀動(dòng)脈數(shù)據(jù)的采集，系統(tǒng)會(huì)探測(cè)到R波進(jìn)行觸發(fā)采集。而在檢查過程中，可能會(huì)因?yàn)殡s波干擾，或病人心率的大幅度變異，導(dǎo)致R 波識(shí)別錯(cuò)誤。此時(shí)可以通過移動(dòng)，將觸發(fā)標(biāo)記移至正確的R 波上。移動(dòng)觸發(fā)標(biāo)記會(huì)導(dǎo)致心率的變化和R-R 間隔的改變。當(dāng)監(jiān)測(cè)到的R 波之間距離較大，導(dǎo)致沒有足夠的數(shù)據(jù)來創(chuàng)建可接受的圖像，在適當(dāng)?shù)奈恢貌迦胄碌腞 波來彌補(bǔ)數(shù)據(jù)的丟失。當(dāng)有單個(gè)早搏或者心動(dòng)過速時(shí)，系統(tǒng)也會(huì)識(shí)別這些錯(cuò)誤的R 波，導(dǎo)致重建圖像模糊。此時(shí)可以通過刪除或禁用。刪除會(huì)使R 波不再被識(shí)別，影響R-R 間期及心率。禁用只是使該心動(dòng)周期的數(shù)據(jù)不參與重建，不影響R-R 間期及心率。

3.3 多時(shí)相重建

在采集多個(gè)心動(dòng)周期進(jìn)行成像時(shí)，系統(tǒng)通常通過識(shí)別R 波作為采集開始的時(shí)間。有兩種方式：絕對(duì)時(shí)相和相對(duì)時(shí)相。絕對(duì)時(shí)相在系統(tǒng)識(shí)別到R 波后進(jìn)行觸發(fā)，每次心動(dòng)周期都以距離R 波相同位置的時(shí)間段進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，一般以時(shí)間ms 為單位，對(duì)于心律不齊，按理論，它不影響數(shù)據(jù)收集。部分心律不齊患者較為適用。相對(duì)時(shí)相是系統(tǒng)識(shí)別到R 波后觸發(fā)，并收集每個(gè)R-R 間期的相對(duì)百分比的數(shù)據(jù)，適用于心率較平穩(wěn)的患者。當(dāng)冠狀動(dòng)脈CTA 掃描結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)算出最佳收縮期和舒張期進(jìn)行重建。當(dāng)系統(tǒng)自動(dòng)選取的時(shí)相，重建出的圖像質(zhì)量較差時(shí)，先觀察患者心率。在心律相對(duì)平穩(wěn)的基礎(chǔ)上，若心率≤70 次/分，多在舒張期的基礎(chǔ)上以75%R-R 間期為重建中心，重建時(shí)相范圍70%～80%。若心率＞70 次/分，多在收縮期的基礎(chǔ)上以45%R-R 間期為重建中心，重建時(shí)相范圍40%～50%。對(duì)于心律失?；颊?，選擇R 波后的絕對(duì)時(shí)相可以減少由于R-R 間期長度不一致而引起的影響，重建效果優(yōu)于相對(duì)時(shí)相。通常情況下，絕對(duì)時(shí)相選擇約300 ms。

綜上所述，通過心電編輯和多時(shí)相重建技術(shù)，可以減少冠脈CTA 檢查中因心律不齊導(dǎo)致的偽影，重建出較好的圖像，提高診斷準(zhǔn)確率。對(duì)于規(guī)律性早搏，房顫等患者可以將心電編輯和時(shí)相選擇相結(jié)合，得到較好的圖像。但不是所有的心律不齊都能通過心電編輯和多時(shí)相重建來糾正[12]。當(dāng)心率很不規(guī)律，或心電信號(hào)質(zhì)量差，或呼吸配合差時(shí)，則不能糾正。心電編輯和多時(shí)相重建技術(shù)可以提高冠脈CTA 圖像質(zhì)量，從而提高診斷準(zhǔn)確率。