高時(shí)間分辨率寬體探測(cè)器CT對(duì)心律失?；颊吖跔顒?dòng)脈CTA的可行性研究

鐘朝輝，陳疆紅，原媛，楊正漢，王振常，張婷婷，張景東

首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院 放射科，北京 100050

引言

冠狀動(dòng)脈血管成像（Coronary Computed Tomography Angiogram，CCTA）因其無創(chuàng)性和高敏感性，成為冠心病患者檢查的首要選擇，目前以廣泛應(yīng)用于臨床檢查[1-4]。一直以來心率和心律的變化是影響CCTA圖像質(zhì)量的主要因素。隨著CT探測(cè)器技術(shù)和機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度的快速發(fā)展，使CCTA檢查更加簡便，圖像質(zhì)量進(jìn)一步提升。本研究旨在利用高時(shí)間分辨率寬體探測(cè)器CT對(duì)于心律失?；颊咝蠧CTA檢查的可行性及圖像質(zhì)量加以初步評(píng)估。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取120例2016年12月7日至2017年3月30日臨床疑診冠心病，在我院行CCTA檢查的患者。根據(jù)患者心律分為兩組。其中A組為心律失常組連續(xù)收集60例患者，B組為對(duì)照組連續(xù)選取60例正常心律的患者。記錄患者身高、體重，計(jì)算體重指數(shù)（Body Mass Index，BMI），BMI=體質(zhì)量/身高2（kg/m2）、 CT值（HU）、客觀噪聲（SD）、信噪比（SNR）及輻射劑量。本研究對(duì)患者心率心節(jié)律均無要求。冠狀動(dòng)脈搭橋患者不納入本研究。

1.2 儀器與方法

采用GE Revolution CT機(jī)，掃描范圍覆蓋全部心臟區(qū)。根據(jù)心臟體積軸位掃描Z軸掃描范圍選擇120、140、160 mm的準(zhǔn)直寬度。重建層厚0.625 mm，間隔0.625 mm。迭代重建（ASIR-V）權(quán)重選擇60%[5-6]。重建矩陣為512×512。管電壓120 kV，自動(dòng)管電流調(diào)制技術(shù)，毫安（smart mA）選擇范圍200～700 mA。預(yù)設(shè)噪聲指數(shù)（Noise Index，NI）為22。機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.28 s/rot。采取智能期相技術(shù)自動(dòng)選取最佳期相。若自動(dòng)最佳期相不能滿足重建要求，擇重新手動(dòng)選取最佳期相。同時(shí)開啟冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（Snapshot Freeze，SSF），以提高時(shí)間分辨率至29 ms[7-8]。

采用自動(dòng)門控技術(shù)，在掃描前記錄10 s的心電圖，根據(jù)心率情況選擇相應(yīng)期相范圍進(jìn)行掃描（表1）。心率＜65 bpm，掃描相為75%；心率為65～70 bpm，掃描相選擇70%～80%；心率為71～80 bpm，掃描相為30%～80%；心率＞80 bpm，掃描相為30%～50%；心率不齊，掃描相為30%～80%。

注射對(duì)比劑碘普羅胺（370 mgI/mL）50 mL，流率5 mL/s，之后注入生理鹽水40 mL（流率5 mL/s）。采用對(duì)比劑跟蹤技術(shù)，感興趣區(qū)（Region of Interest，ROI）設(shè)定為氣管分叉層面的升主動(dòng)脈。ROI內(nèi)CT值增加達(dá)到150 HU后自動(dòng)觸發(fā)并延時(shí)6 s開始掃描。

1.3 圖像后處理

將所有患者最佳期相經(jīng)SSF理后傳至ADW 4.6工作站。應(yīng)用最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）、曲面重建（Curved Planar Reformation，CPR）、容積重建（Volume Rendering，VR）進(jìn)行三維圖像后處理。

1.4 圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)

1.4.1 主觀評(píng)價(jià)

采用美國心臟病協(xié)會(huì)推薦的冠狀動(dòng)脈15分段法，評(píng)價(jià)血管直徑＞1.5 mm的節(jié)段。由兩位具有10年以上放射科工作經(jīng)驗(yàn)的醫(yī)師根據(jù)4分制進(jìn)行評(píng)估。1分：差，無法滿足診斷要求；2分：一般，冠狀動(dòng)脈造影劑濃度、偽影或噪聲對(duì)血管影響較大，尚能滿足診斷要求；3分：良好，圖像質(zhì)量較好，冠狀動(dòng)脈無偽影，噪聲或?qū)Ρ葎舛葘?duì)圖像略有影響，能滿足評(píng)價(jià)血管的診斷要求；4分：優(yōu)，冠狀動(dòng)脈輪廓清晰，圖像質(zhì)量優(yōu)異。

1.4.2 客觀評(píng)價(jià)

于主動(dòng)脈根部中央密度均勻區(qū)域，標(biāo)注圓形ROI面積190～200 mm2，測(cè)量其CT值作為圖像信號(hào)，標(biāo)準(zhǔn)差（Standard Deviation，SD）即圖像的客觀噪聲，并計(jì)算信噪比（Signalto-Noise Ratio，SNR），SNR=CT 值 /SD。

1.5 輻射劑量

根據(jù)劑量報(bào)告記錄劑量長度乘積（Dose Length Product，DLP）， 計(jì) 算 有 效劑 量（Effective Dose，ED），ED=DLP×0.014[9]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料均數(shù)以x-±s表示。兩組受檢者的BMI、心率、CT值、圖像的客觀噪聲、SNR及輻射劑量采用兩個(gè)獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行比較。采用Mann-Whitndy U檢驗(yàn)比較各組重建圖像的主觀評(píng)分結(jié)果。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩位評(píng)分者之間的一致性采用Kappa分析：K＜0.40為一致性較差，0.40≤K＜0.75為一致性一般，K≥0.75為一致性較好。

2 結(jié)果

2.1 一般情況

所有患者均順利完成CCTA檢查。B組患者平均BMI為（24.69±2.76）kg/m2，平均心率為（65.87±16.07）次/min，其中8例患者的心率＞100次/min，A組患者平均 BMI為（25.80±3.04）kg/m2，平均心率為（73.07±14.67）次/min，其中房顫46例，各類型早搏12例，二聯(lián)律2例。

2.2 圖像質(zhì)量評(píng)分

兩組患者三維后處理圖像的主觀評(píng)分經(jīng)χ2檢驗(yàn)差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。其中A組（3.07±0.73）分，B組（3.16±0.73）分，均能達(dá)到診斷要求（圖1），觀察者兩者主觀評(píng)分一致性中等（K=0.67）。另外，兩組圖像客觀噪聲及SNR兩兩比較也無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）（表1）。

圖1 心律不齊患者獲得滿足診斷要求的圖像質(zhì)量

表1 患者的BMI、年齡、性別比例、心率、輻射劑量、圖像主觀評(píng)分的比較

2.3 輻射劑量

兩組患者的ED比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；A組患者由于自動(dòng)門控技術(shù)選擇R-R間期范圍加大，X線曝光時(shí)間增加，使患者的有效輻射劑量相應(yīng)增加。B組患者ED顯著低于A組。兩組的有效輻射劑量分別為B組ED（2.55±0.12）mSv，A 組 ED（3.15±0.12）mSv（表 1）。

3 討論

運(yùn)動(dòng)偽影是影響CCTA檢查成功率及圖像質(zhì)量的重要因素。由于受到的高心率，心律不規(guī)則，多心動(dòng)周期數(shù)據(jù)匹配不佳導(dǎo)致錯(cuò)層偽影等多種因素的影響，使心律失?；颊叩腃CTA檢查成為較大難點(diǎn)[10-13]。

在心律失常的患者中多伴以較高心率，其中以房顫患者較為多見，因此同時(shí)受到心房和心室影響的的右冠狀動(dòng)脈和左旋支圖像更易產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)偽影，為克服高心率的運(yùn)動(dòng)偽影，需要設(shè)備必須具有較高的時(shí)間分辨率。而高心率心律失常的患者在行CCTA檢查時(shí)若采用多心動(dòng)周期掃描，即使具有較高的時(shí)間分辨率也極易產(chǎn)生數(shù)據(jù)匹配不佳導(dǎo)致錯(cuò)層偽影，造成檢查效果不佳。因此增加探測(cè)器寬度使CCTA檢查在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成全部數(shù)據(jù)采集，可有效解決心律不齊產(chǎn)生的錯(cuò)層偽影。既往學(xué)者對(duì)于雙源CT和寬體探測(cè)器CT的研究表明提高時(shí)間分辨率和增加探測(cè)器寬度提高Z軸掃描覆蓋范圍，對(duì)于提高心率失常患者CCTA檢查的成功率，具有重要意義[14-17]。

本研究中使用的GE Revolution CT擁有0.28 s的高轉(zhuǎn)速、16 cm的寬體探測(cè)器，可使心臟掃描全部在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成，而其所具有的智能期相技術(shù)可在掃描期相中以1%的期相間隔自動(dòng)進(jìn)行篩選，直接重建出最佳期相；據(jù)此同時(shí)采用冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（Snapshot Freeze，SSF）可進(jìn)一步提高時(shí)間分辨率，對(duì)可能產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)偽影加以校正。這些新的技術(shù)為心律失?；颊咴贑CTA檢查中獲得較高的圖像質(zhì)量提供了充分的技術(shù)保證[18-20]。

本研究中兩組患者體重指數(shù)、信噪比及圖像的主觀評(píng)分等無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。A組中房顫、早搏等不同原因造成心律失常的患者，均獲得了較好的重建圖像和主觀評(píng)分（3.16±0.73）分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，采用高時(shí)間分辨率寬體探測(cè)器CT在單心動(dòng)周期內(nèi)完成CCTA數(shù)據(jù)采集，可有效避免高心率及不穩(wěn)定心律可能導(dǎo)致的錯(cuò)層或運(yùn)動(dòng)偽影等因素對(duì)圖像質(zhì)量的影響。實(shí)驗(yàn)中兩組患者的有效劑量比較具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）。兩組的有效輻射劑量分別為B 組 ED（2.55±0.12）mSv，A 組 ED（3.15±0.12）mSv。B組患者ED顯著低于A組。這是由于A組患者均為心律失?；颊?，自動(dòng)門控技術(shù)在掃描前心電圖記錄節(jié)段發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定心律時(shí)，將自動(dòng)加大R-R間期曝光范圍以獲取較多的重建期相，確保能獲得最佳重建期相以保證CCTA檢查的成功率。而R-R間期采集范圍的增加使X線曝光時(shí)間加長，患者的有效輻射劑量也相應(yīng)增加。

本研究的局限性為樣本量較小未能對(duì)復(fù)雜的不同類型心律失常做進(jìn)一步分析。實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示，采用高時(shí)間分辨率寬體探測(cè)器CT，對(duì)心律失?；颊咝泄跔顒?dòng)脈CCTA檢查，輻射劑量會(huì)有所增加，但可以得到滿足診斷要求的圖像質(zhì)量。適合在心律失?；颊叩腃CTA檢查中應(yīng)用。

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