回顧性心電門控技術聯合大螺距CT掃描優(yōu)化主動脈根竇部圖像質量的研究

蔣 磊，謝志遠，高永斌，蔡 中

寧夏回族自治區(qū)人民醫(yī)院醫(yī)學影像中心，寧夏 銀川 750004

隨著CT 技術的不斷發(fā)展，掃描操作簡便，所獲得的圖像分辨率不斷提高，同時通過圖像后處理，可以多平面、多角度地顯示主動脈根部的解剖結構，并全面顯示主動脈及其分支情況，因此成為了急性胸痛或主動脈疾病首選的檢查手段。同時，近年來經導管主動脈瓣植入術（transcatheter aortic valve implantation，TAVI）、經導管主動脈瓣置換術（transcatheter aortic valve replacement，TAVR）發(fā)展迅速，適應證不斷擴大［1-3］。CT已成為測量主動脈瓣環(huán)大小、評估主動脈瓣環(huán)損傷和冠狀動脈閉塞風險的金標準［4］，能夠在術前預測最佳的X 線投照角度，還可用于術后并發(fā)癥的隨訪評估。然而，CT 檢查也有一些局限性，如易受心率、呼吸運動等因素的影響，使主動脈的清晰度顯示不佳，對臨床醫(yī)生在診斷病理分型、進行數據測量和對術后評估產生很大影響。本研究在常規(guī)主動脈CT 血管造影（CTA）掃描方案中加入回顧性心電門控技術，對主動脈根部竇（冠狀動脈開口和瓣膜）的圖像質量進行分析和評價，以獲得更有利于臨床醫(yī)生診斷、術前測量數據和術后評估的圖像。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性分析2019年6月—2020年5月寧夏回族自治區(qū)人民醫(yī)院46例行主動脈CTA檢查患者的影像資料。所有患者隨機分為A組、B組，每組各23例。其中A組男14例，女9例；平均年齡59.3歲。B組男15例，女8例；平均年齡57.4歲。兩組患者掃描管電壓均為120 kV，采用自動毫安秒。排除標準：（1）碘對比劑過敏；（2）嚴重心、肝、腎功能不全。

1.2 檢查方法

采用西門子SOMATOM Definition Flash CT，MEDRAD高壓雙筒注射器，注射370 mgI/mL濃度的碘普羅胺注射液。

A 組為對照組，常規(guī)主動脈增強掃描。B 組為實驗組，常規(guī)增強掃描時增加回顧性心電門控裝置：將2 次CTA 掃描合并為1次檢查，從而減少對比劑總用量。掃描范圍從胸廓入口至股骨小轉子，包括主動脈/髂動脈/股動脈。兩組患者均采用120 kV 管電壓和自動毫安秒。掃描前，所有患者均接受了呼吸訓練，并指導患者在檢查前保持足夠的液體攝入量［5］。將留置針埋入右肘前靜脈后，連接雙管高壓注射器。造影劑用量按1 mL/kg計算。在降主動脈氣管分叉水平平面設定感興趣區(qū)，閾值120 HU，采用團注追蹤技術確定掃描開始時間。設置注射速率4.5～5.0 mL/s，在大量注射造影劑后，以相同速率注射30 mL 生理鹽水。兩次大規(guī)模注射連續(xù)進行，沒有時間間隔，動脈內的CT 值應＞250 HU。所有受試者均為仰臥位，足先進，設置螺距1.0，準直器128×0.6 mm，矩陣512×512，視野300 mm，重建厚度0.75 mm，迭代算法SAFIRE3Level。

1.3 圖像后處理

兩種檢測方法得到的圖像分別進行重建，常規(guī)掃描圖像重建層厚度為1.0 mm，重建間隔為0.75 mm。心電門控CTA掃描圖像重建間隔應≤10%心動周期或者進行間隔50 ms 的絕對期相重建，后者對于心房顫動等心率和心律變異大的患者成像質量更優(yōu)［6］。數據通過多平面重建（MPR）、體積重建（VR）和最大密度投影（MIP）等多種圖像后處理方法導入Syngo Dual Energy 工作站進行圖像重建，并結合原始軸位圖像進行圖像分析。

2 圖像評估

2.1 主觀評分

由2名放射科高年資主任醫(yī)師在雙盲條件下評估主動脈根竇部（冠狀動脈開口及瓣膜部）的圖像。采用4分制評分標準：1分為主動脈、冠狀動脈左右開口處、瓣膜處管壁及管腔顯示清晰，未見明顯偽影；2分為管壁及管腔顯示不清晰，可見輕度偽影，對管腔觀察有輕度影響；3分為管壁及管腔顯示欠佳，可見較重的偽影，對管腔觀察有一定程度的影響，尚可用于診斷；4 分為出現分層錯開、嚴重偽影，無法觀察管腔內的狀況，嚴重影響診斷。其中圖像質量為3 分以下的可用于診斷。

2.2 客觀評分

分別對A、B 兩組圖像的主動脈根部、左右冠狀動脈開口處、瓣膜處進行測量，并將斜方肌作為背景噪聲進行測量。分別計算主動脈根部，左、右冠狀動脈開口，瓣膜3處信噪比（Signal-Noise Ratio，SNR），SNR=血管CT 值/本身標準差；以背部斜方肌的CT 值標準差（Standard Deviation，SD）作為圖像參考噪聲，計算主動脈根部，左、右冠狀動脈開口，瓣膜3 處對比度噪聲比（Contrast-to-Noise Ratio，CNR），CNR=［（血管CT值-豎脊肌CT值）/SD］。

2.3 統計學方法

采用SPSS 22.0 軟件進行統計分析。計量資料以均數±標準差（±s）表示，組間比較采用t檢驗。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

3 結果

3.1 兩組患者圖像質量情況

B 組1 分21 例，2 分2 例，所有主動脈根部，左、右冠狀動脈開口，瓣膜均顯示清晰，圖像質量達到診斷要求；A組1 分2 例，2 分12 例，3 分4 例，4 分5 例，達到診斷要求的圖像質量數明顯少于B 組，差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。加用心電門控的主動脈根部瓣膜及右冠狀動脈開口顯示明顯優(yōu)于未加心電門控的開口，見圖1、圖2。

圖1 未加心電門控

圖2 加用心電門控

表1 兩組患者圖像質量情況

3.2 兩組患者各血管斷面及斜方肌平均CT值情況

A 組與B 組主動脈根部，左、右冠狀動脈開口，瓣膜，斜方肌CT值比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

表2 兩組患者各血管斷面及斜方肌平均CT值情況（±s） HU

表2 兩組患者各血管斷面及斜方肌平均CT值情況（±s） HU

組別A組（n=23）B組（n=23）t值P值主動脈376.55±94.76 372.64±71.49 0.508 0.878左冠狀動脈開口359.50±93.85 366.00±66.22 0.128 0.792右冠狀動脈開口355.45±95.56 367.91±70.97 0.383 0.626瓣膜358.27±94.28 364.00±58.85 0.083 0.810斜方肌45.23±9.13 43.14±10.10 0.605 0.475

3.3 兩組患者各血管斷面SNR值及CNR值情況

兩組患者主動脈根部，左、右冠狀動脈開口，瓣膜SNR值及CNR值比較，差異無統計學意義（P＞0.05），見表3。

表3 兩組患者各血管斷面SNR值及CNR值情況（±s）

表3 兩組患者各血管斷面SNR值及CNR值情況（±s）

組別A組（n=23）B組（n=23）t值P值SNR CNR主動脈27.08±8.49 27.07±14.45 0.004 0.997左冠狀動脈開口22.32±9.76 26.09±11.38-1.178 0.245右冠狀動脈開口21.05±9.30 23.15±11.12-0.680 0.500瓣膜21.56±8.35 26.08±11.60-1.484 0.145主動脈27.93±12.15 30.19±13.95-0.571 0.571左冠狀動脈開口26.19±11.54 29.56±13.38-0.897 0.375右冠狀動脈開口25.92±11.68 29.93±14.16-1.023 0.312瓣膜26.31±12.29 29.40±13.21-0.804 0.426

4 討論

相關研究表明，在TAVI/TAVR 手術前，需要對患者的臨床癥狀和手術風險進行綜合評估，并在隨訪后評估術后并發(fā)癥。因此，需要進行嚴格的醫(yī)學影像檢查［7］，檢查成像范圍從主動脈根部、主動脈弓一直到髂—股動脈。超聲心動圖和多層螺旋CT 通常用于TAVI 術前篩查，但超聲心動圖檢查時很容易受到主動脈瓣環(huán)結構和測量角度的影響，其測量值往往太小，不利于人工瓣膜的選擇，具有一定的局限性；而主動脈CTA 檢查可單次完成大范圍覆蓋掃描所以被推薦為TAVI 術前篩查及術后療效評估的有利工具［8］。然而，在使用常規(guī)主動脈CTA 掃描方案時，由于心臟和大血管搏動的影響，主動脈根部、左、右冠狀動脈開口和瓣膜處存在較大偽影，嚴重影響臨床醫(yī)生的術前和術后評估，而使用回顧性心電門控技術可避免這種偽影的產生［9］。因此，患者經常加掃冠狀動脈增強CTA，ECG 門控CTA 可以覆蓋整個心臟，提供無脈動偽影的解剖信息。但目前接受TAVI/TAVR 治療的患者主要是70 歲以上的老年人群［1-3］，因此CT 成像需要以確保圖像診斷質量為基礎，且在此基礎上，盡量減少重復掃描和重復注射造影劑。

本研究中使用的回顧性ECG 門控增強主動脈掃描技術可以在心臟相對靜止的階段（一個完整的心動周期，在收縮期末和舒張中晚期脈搏相對靜止）在很短的時間內收集數據，從而盡可能避免運動偽影的干擾。本研究結果表明，主動脈CTA 加用回顧性心電門控的掃描方法能有效減少心臟和大血管搏動對主動脈根部竇（冠狀動脈開口和瓣膜部）造成的偽影，顯著提高圖像顯示質量，同時圖像的SNR 和CNR 無明顯變化，提高了主動脈根部竇病變（冠狀動脈開口和瓣膜部）的檢出率，彌補了傳統主動脈CTA 掃描方案在此方面的不足，為臨床醫(yī)生的診斷和治療提供了重要依據。

本研究所采用的自動管電流調節(jié)技術是一種具有前瞻性的三維劑量調節(jié)技術，主要包括角度自動管電流調節(jié)技術和Z 軸自動管電流調節(jié)技術。在定位相位掃描期間，機器在Z 軸上獲取患者的厚度和密度信息。在正式掃描過程中，根據患者在Z 軸上的形狀變化自動調整管電流，使每層圖像的噪聲保持在預設水平，從而獲得穩(wěn)定的圖像質量，同時降低輻射劑量。

綜上所述，雙源CT 結合回顧性心電門控的主動脈CTA掃描模式可以顯著改善圖像顯示質量，提高對TAVI/TAVR手術治療前的綜合評估及術后并發(fā)癥的評估，為臨床實踐提供更有效的醫(yī)學影像信息。