SSF在自由呼吸下高心率冠脈CTA成像中的運用

林怡菲 彭 莉 馮菲菲 福建醫科大學腫瘤臨床醫學院 福建省腫瘤醫院放射診斷科,福建省福州市 350014

冠脈CT血管成像是作為冠脈病變無創檢查中不可或缺的一項重要檢查手段,對冠脈狹窄、冠脈閉塞、動脈夾層等疾病的診斷都具有重要意義。在其成像過程中,時間分辨率起著至關重要的作用,機架的轉速與冠脈運動速度保持相對的“一致”,才能夠更好地顯示冠脈血管[1-2]。Revolution CT的冠脈運動凍結技術(Snap Shot Freeze,SSF)能夠采集單個心動周期內相鄰心動時相的血管運動信息,對血管的運動軌跡進行追蹤記錄,再重新進行建模,有效提升圖像時間分辨率,降低運動偽影。本研究以自由呼吸為前提,探討高心率患者未使用藥物控制心率的情況下,使用SSF重建技術是否可以提升冠脈CTA圖像的質量。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性收集2022年11月—2023年1月在本院進行冠脈CT血管成像且心電圖檢查的患者60例,所有患者心率均在70次/min以上。其中男36例,女24例;男性平均年齡為70.33歲,女性平均年齡為69.75歲。所有患者在檢查前均不曾使用過心率控制藥物。排除標準:(1)碘過敏患者;(2)冠脈搭橋術后,或心臟支架置入術后有金屬偽影影響CT值測量的患者;(3)腎功能不全患者。

1.2 掃描方法 采用GE16CM寬體探測器 Revolution CT,患者在自由呼吸的狀態下,以頭先進的仰臥位進行掃描,掃描參數如下:球管旋轉時間:0.28s,利用kV assist智能管電壓技術聯合自動管電流調制技術,管電壓100kV,Smart mA 200～680,噪聲增強23,層厚0.625mm,ASIR-V 50%,探測器覆蓋范圍:160mm,從氣管隆突下至心底包括整個心臟。利用前瞻性心電門控,監測氣管隆突下1cm的降主動脈層面,感興趣區最大限度沿管腔內壁描繪,且盡量避開鈣化、斑塊。設置閾值為120HU,當造影劑達到預設濃度時,自動最短延時時間觸發掃描。造影劑采用碘美普爾(400mgI/ml),用量為0.9ml/kg。在右側肘靜脈建立血管通道,使用雙筒高壓注射器,先以4.5ml/s的速度注射40ml生理鹽水,再將加熱至約人體溫度的造影劑以相同流速團注,之后再以相同的流速注射40ml的生理鹽水。完成掃描后,產生所有圖像均傳至相應的AW4.7工作站進行圖像處理。

1.3 圖像后處理和分析 挑選出最佳的smart phase期相,然后采用系統軟件計算出對應的SSF圖像,傳送至工作站,分別進行容積再現VR、最大密度投影MIP、多平面重組MPR以及曲面重現CPR等后處理。分別標記為A、B兩組。

主觀評價:由兩名高年資的(主治及主治以上)放診科醫生按照雙盲的方式按照美國心臟協會建議的15段劃分法逐一對各個分組的左冠狀動脈主干、左前降支近、中、遠段;回旋支近、遠段以及右冠狀動脈的近、中、遠端進行打分[3]。分數為1～4分,1分為血管顯示不良,運動偽影嚴重,影響診斷分析。2分為血管走行較連續,有運動偽影影響,圖像質量中等。3分為圖像質量良好,血管走行流暢,但邊緣稍有模糊。4分為圖像質量良好,血管顯示流暢清晰,無運動偽影。當兩名醫生意見不統一時,商量確定最后分數。最后再計算每個患者LM、RCA、LAD、LCX的平均得分:RCA得分=(S1得分+S2得分+S3得分+S4得分)/4;LM得分=S5得分;LAD得分=(S6得分+S7得分+S8得分+S9、10得分)/4;LCX得分=(S11得分+S12得分+S13得分+S14得分+S15得分)/5。

客觀評價:由一名放診科醫生對兩組圖像的主動脈根部以及血管周圍脂肪間隙的CT值進行測量,主動脈根部CT值的標準偏差為噪聲(SD),感興趣區(ROI)沿管腔盡可能大地描繪,且測量過程盡量避開鈣化、斑塊保證測量準確。按以下公式計算得出圖像的信噪比(SNR)和對比噪聲比(CNR),SNR=CT冠脈/SD、CNR=(CT冠脈-CT組織)/SD[4-5]。

2 結果

圖1 冠脈CTa和c為A組圖像,b和d為B組圖像,箭頭處表示鈣化斑,A組的右冠狀動脈管腔邊緣輪廓顯示較為毛糙,鈣化斑塊融合成片,而在B組圖像上,血管管腔更為光滑,且更加清晰地顯示了鈣化斑塊的情況

表1 兩組得分情況比較(段數)

表2 兩組圖像質量主觀評價平均得分情況比較分)

2.2 客觀圖像 A、B兩組主動脈根部及血管周圍脂肪間隙的CT值和信噪比不存在統計學差異(P>0.05),而B組的SD小于A組(P<0.05),B組的CNR則大于A組(P<0.05)。見表3。

表3 兩組圖像CT值、SD、SNR、CNR情況比較

3 討論

在面對CCTA檢查時,很多老年患者、兒童、聽力障礙或是肺心病的患者,往往難以快速熟練地配合檢查過程中的吸氣、屏氣等語音指令,且根據以往文獻表明,屏氣有時會導致心率波動,從而影響圖像的質量。尤其是面對檢查情緒緊張、焦慮的患者[6-7],心率亦會不自覺地提高。因此提高時間分辨率,始終是提升CCTA檢查的至關重要的因素。SSF技術在單個心動周期內,按照冠狀動脈各節段不同的運動軌跡進行追蹤“攝影”然后進行凍結成像,將時間分辨率提高到了29ms,可以最大限度避免冠狀動脈運動偽影的產生[8-9]。

在對A、B兩組圖像進行客觀評價時,發現兩組的噪聲值存在統計學差異,即B組的噪聲值要低于A組,但在60例樣本中,仍然發現有3例樣本的噪聲值表現為A組低于B組,在回顧病例圖像后發現,3例樣本的主動脈根部均受到鄰近血管管腔內高濃度對比劑產生的較為嚴重的射束硬化偽影的影響,從而影響了感興趣區內測量值,但由于樣本例數不足,SSF技術對于在射術硬化偽影影響下的矯正效果,有待今后更進一步的研究。

既往的研究報道表明冠脈運動偽影表現最突出的分支是在RCA,其次是 LCX、LAD,即SSF技術在對RCA 的修正上表現最為明顯[10]。與本次實驗結果相符。

通過對主觀評價得分的觀察,發現對于圖像邊緣僅少許模糊的圖像,SSF的矯正效果更加理想,即對A組得分3分的分段,SSF的改善效果更佳,反之圖像本身偽影越差,SSF的矯正效果越不明顯,即在得分為1分的分段中,SSF的矯正效果則要遜色一些。

本次研究存在以下不足之處:(1)樣本體量小,對于對比劑產生偽影的樣本的兩組圖像的客觀圖像質量未能做進一步的探討;(2)所有入組患者均為冠脈粥樣硬化性程度相對較輕且心肺功能相對較好的患者,并且排除了冠脈搭橋和心臟支架術后的病例,因此有一定的選擇性偏倚;(3)在60例患者中,之后進行血管介入的樣本較少,因此本實驗結果無法與血管介入檢查結果相印證。

綜上所述,在自由呼吸狀態下,SSF算法有助于改善高心率患者的CCTA圖像質量,減少運動偽影,降低噪聲,提高對比信噪比。在對屏氣配合不佳的高心率患者進行檢查時,自由呼吸掃描模式結合圖像SSF技術亦可以有效提高冠脈血管可診斷率。