影響多層螺旋CT冠狀動脈成像圖像質量的因素

張春雨 王文志 張 千 梁 平 王 睿 楊淑琴

(吉林大學中日聯誼醫院放射線科，吉林 長春 130033)

雖然迄今為止冠心病診斷的金標準仍為冠狀動脈造影(coronary angiography，CAG)，但CAG僅能顯示管腔的狹窄程度及范圍，而且是有創檢查，還可能出現一些嚴重的并發癥。多層螺旋CT冠狀動脈成像(multi-slice spiral CT coronary angiography，MSCTCA)不但可以顯示血管管腔的改變，亦可同時顯示管壁的鈣化、斑塊的形態、范圍、特征及血管與心臟整體間的空間關系〔1〕，且其為無創性檢查，費用較低，因此越來越受到關注。本文主要探討影響MSCTCA圖像質量的因素。

1 資料與方法

1.1 一般資料 2006年3月至2007年6月行16層螺旋CT冠脈成像的60歲以上的患者52例。其中3例為支架植入后復查，1例冠脈旁路搭橋術后搭橋血管復查。男34例，女18例，年齡60～76歲，平均68歲。52例患者均有不同程度的胸悶，43例有心前區不適、心悸病史。心電圖示ST段抬高21例，ST段下移13例。3例支架植入者2例為左前降支，1例為右冠狀動脈。1例冠脈搭橋術后2支靜脈橋，1支動脈橋。

1.2 方法

1.2.1 檢查前準備 心率一般應控制在50～65次/min。對于心率〉65次/min者，給予口服氨酰心安25 mg以減慢心率;30 min后心率仍〉65次/min者追加口服氨酰心安25 mg，心率穩定控制在65次/min以下。

1.2.2 掃描技術 采用美國GE公司的16層螺旋CT，Lightspeed 16 System進行掃描。首先進行定位像和預掃描，然后在主動脈根部層面進行小劑量試驗測主動脈峰值時間:分別以3～5 ml/s速率注射20 ml造影劑，計算出延遲時間(18～28 s不等)。掃描范圍:自氣管隆突下2 cm至心膈面以下2 cm。以相同的速率注入造影劑60～100 ml，要求患者吸氣后屏氣，按所測得的延遲時間啟動掃描。選擇掃描參數:螺距0.325:1，層厚1.25 mm，重建層厚0.625 mm，顯示野(FOV)250 mm，矩陣512*512，140 kV;毫安秒根據病人的具體情況而定，一般為220 ～350 mAs。

按照掃描時的心率≤60次/min(共33例196支血管)，61～70次/min(共14例81支血管)，＞70次/min(共2例10支血管)，將所有患者分為3組。

按照心率波動幅度＜10次/min(共45例266支血管)，≥10次/min(共4例21支血管)將所有患者分為2組。

1.3 圖像重建、后處理及分析方法 將掃描的原始數據在RR間期75%相位窗進行橫軸位重建，并傳送到工作站。采用Cardiac IQ軟件包進行容積再現技術(VRT)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)、最大密度投影(MIP)、仿真內窺鏡(CTVE)技術等后處理。

1.4 統計學分析 計數資料采用Kendall等級相關分析。

2 結果

在原始圖像及重建圖像上，血管成像的影像質量分為3級，1級:成像良好，血管與周圍組織分界清楚，沒有階梯狀偽影，血管腔及血管壁顯示清楚;2級:成像尚可，血管有輕度階梯偽影，血管形態尚可辨認，重建圖像可以進行分析;3級:成像不良，各種偽影影響血管結構的觀察，不能用于判斷該血管的情況。按上述分組，心率與成像效果的關系見表1，不同組間成像質量比較差異有統計學意義(P＜0.05)。成像效果與心率波動的關系見表2，第1組與第2組比較差異有統計學意義(P＜0.05)。可見心率波動幅度＜10次/min患者的MSCTCA成像質量明顯高于波動幅度≥10次/min的患者。

表1 心率對冠狀動脈血管成像質量的影響(共287支血管)〔血管支數(%)〕

表2 掃描期間心率變化幅度對冠狀動脈血管成像質量的影響(287支血管)〔血管支數(%)〕

3 討論

心臟作為特殊的動態器官，其運動狀態導致圖像偽影一直是一個主要問題。16層螺旋CT比單層螺旋CT掃描速度更快，掃描范圍更長，掃描層更薄，空間分辨率更高，消除了后處理圖像中Z軸方向出現的階梯狀圖像邊緣，因而三維成像的質量更好。MSCTCA在無創的基礎上，利用16層圖像的數據，較好地顯示了心臟冠狀動脈及其分支的影像，逐漸成為臨床上篩選冠心病的重要手段。但正確的診斷基于高質量圖像的獲取。筆者認為若要保證圖像質量，需注意下列基本因素。

3.1 心率與心律 心率的快慢對冠狀動脈成像效果的影響至關重要〔2〕。時間分辨率是MSCT成像的重要參數。心率過快者(≥70次/min)常會使成像時間分辨率加大而無法在舒張期內完成，因此重建后的圖像顯示為血管中斷及階梯狀偽影;國內文獻〔3，4〕提示心率在60次/min以下者CT圖像質量明顯優于心率在60次/min以上者，而本試驗亦證實心率≤60次/min者圖像質量 優于心率60～70次/min者，心率60～70次/min者圖像質量優于心率70次/min以上者。在掃描期間心率的穩定也很重要，波動幅度大于10次/min則會使圖像數據不能在心動周期同一時相采集與重建，亦會導致偽影產生，因此明顯心律不齊需經臨床治療穩定后再行檢查為宜。本組3例因掃描期間心率一直＞75次/min或心率波動＞15次/min而成像模糊，不能評估。

3.2 呼吸訓練與屏氣 檢查采集圖像過程中，呼吸動作導致胸腔的運動常常會引起心臟整體的移位，從而影響冠狀動脈主干及分支的顯影或出現中斷移位等偽影現象，因此掃描過程中的屏氣是保證圖像數據有效采集及圖像重建時質量的重點之一。本組經驗為檢查前訓練患者屏氣即可完成掃描，還要囑咐患者放松情緒以保證穩定的心律。本組病例即有1例瞬間屏氣不良而出現右冠狀動脈近段中斷移位。3.3注射速率與對比劑應用劑量對比劑(優維顯370)使用總量及注射流速直接影響冠狀動脈的顯示。快速注射時，靶血管內對比劑充盈高峰時間早，小血管顯影好，但腔靜脈偽影干擾大;慢速注射時，靶血管對比劑充盈高峰時間晚，小血管顯影差，但腔靜脈偽影相對少。本組探索應用80、100、120 ml總量，先以20 ml行預掃描測出冠狀動脈掃描的最佳強化時間，再將剩余造影劑以3～5 ml/s的速度注入，并以同速加注40 ml分層好的生理鹽水，能較好解決上腔靜脈、右心房強對比性偽影對冠狀動脈顯示的干擾，結果表明造影劑注入總量100 ml，速度以4.5～5.0 ml/s成像最理想。

3.3 掃描延長時間 由于冠脈是心臟血管系統中較纖細的一支，個體實際循環時間差異較大，而掃描延遲的理想時限是顯示冠狀動脈的關鍵，所以針對不同患者循環時限差異，應行對比劑小劑量預試驗，以時間-密度曲線計算主動脈對比劑充盈峰值來計算延遲時間。本組以預掃描方法算出冠狀動脈內對比劑充盈的最佳時間，測出的延遲時間在18～28 s，能夠獲取較理想的冠狀動脈及其分支圖像。

3.4 后處理技術的選擇 掃描后圖像的后處理是顯示病變的關鍵。重建方法的效果因人而異，受多方面因素的影響。重建方法不同，得到的圖像也不同。

MPR優點是操作簡單快捷，可以做到實時顯示，能任意產生新的斷層圖像，原圖像的密度值和大小比例被忠實保留到結果圖像。CPR優點是可以將迂曲的血管全程清晰顯示，并能將迂曲走行的解剖結構拉直，將其全程顯示于一 幅二維剖面圖像上，使對狹窄程度及長度的評價更加直觀，可以發現較明顯的病灶(包括鈣化灶和軟斑塊)，判斷冠狀動脈狹窄的程度。VRT可三維顯示整個心臟和冠狀動脈，直觀顯示冠狀動脈和心臟的解剖細節，血管有較好的連續性，圖像細膩、逼真，有較強立體感，可顯示冠狀動脈狹窄及鈣化斑塊。CTVE在檢測具有不規則表面和鈣化病變時敏感性和特異性都較高。MIP對高密度的物質如管壁鈣化灶的顯示準確性高。

隨著時間和空間分辨率的不斷改善，MSCT成像技術在冠狀動脈疾病中的應用將會越來越廣泛，前景越來越廣闊。更多排數、更小體積的探測器以及更快的掃描速度，這些技術上的進步，使運動偽影明顯減少，造影劑用量降低，更小的血管得以顯示，使得冠狀動脈的圖像質量進一步提高，冠狀動脈硬化的定量分析更為準確。MSCT優越的性能會給冠狀動脈疾病的臨床診斷提供更多的信息，為臨床治療提供更科學的參考依據。

1 Schoenhagen P，Halliburton SS，Stillman AE，et al.Noninvasive imaging of coronary arteries:current and future role of multi-detector row CT〔J〕.Radiology，2004;232(1):7-17.

2 Nieman K，Bennoj，Rensing，et al.Usefulness of multi-slice computed tomography for detecting obstructive coronary artery disease〔J〕.Am J Cardiol，2002;89:913.

3 包顏明，張龍江，楊亞英.多層螺旋CT評價冠狀動脈疾病的進展〔J〕. 放射學實踐，2005;3(20):2268-70.

4 趙紹宏，聶永康，蔡祖龍，等.冠狀動脈疾病多層螺旋CT成像初探〔J〕.中華放射學雜志，2002;36(8):712-4.