自動(dòng)選擇最佳時(shí)相在心律不齊患者心臟冠脈CTA中的應(yīng)用

梁林玉，劉曉敏

1.聊城市復(fù)退軍人醫(yī)院 器械科，山東 聊城 252000；2.聊城市人民醫(yī)院 放射科，山東 聊城 252000

引言

冠心病是心血管病常見病之一，又是心血管病的主要死因，早期診斷冠心病具有重要意義。心臟冠脈CTA檢查因其無創(chuàng)性和高敏感性，成為冠心病患者檢查的首要選擇。CT探測(cè)器技術(shù)和機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度的快速發(fā)展，都為CTA檢查提供了便利。但是心臟作為一個(gè)實(shí)時(shí)跳動(dòng)器官，心率和心律的變化成為制約CTA檢查成功與否的重要因素，特別是心律不齊的患者[1]。自動(dòng)選擇最佳時(shí)相功能根據(jù)圖像質(zhì)量選擇最佳時(shí)相重建血管，能否重建出滿足臨床診斷的要求是本研究的重點(diǎn)[2-3]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

篩選我院2017年2月份臨床擬診冠心病、接受GE Revolution CT冠狀動(dòng)脈血管成像檢查的患者。根據(jù)監(jiān)測(cè)到的心臟掃描心電圖，心率變化超過20次/分，且被識(shí)別為心率不齊的患者作為研究對(duì)象[4]。共篩選到32名患者，其中男10例，女22例；年齡最小48歲，最大年齡83歲，平均（61±8.8）歲；心率變化在47～225次/分。臨床表現(xiàn)為不同程度的胸痛、胸悶、心悸等癥狀。排除標(biāo)準(zhǔn)為碘對(duì)比劑過敏、腎功能不全（血肌酐大于120 mg/L）、心功能Ⅲ級(jí)、嚴(yán)重鈣化、屏氣不佳等患者。所有患者均完成了CTA檢查。

1.2 儀器與方法

所有的CTA檢查均由GE Revolution CT掃描完成。較寬的探測(cè)器和0.28 s/r的機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度，只需一個(gè)心跳周期就可以完成精準(zhǔn)的心臟CTA檢查，具有較高的時(shí)間分辨率且病人接受的輻射劑量很低，符合合理抑低（ALARA）要求。

檢查前介紹檢查流程及注意事項(xiàng)，取得患者的密切配合。訓(xùn)練患者平靜狀態(tài)下吸氣、屏氣?；颊哐雠P于掃描床上，腳先進(jìn)，雙臂置于頭部，安置電極連通心電導(dǎo)線，選擇最佳導(dǎo)聯(lián)。

經(jīng)右側(cè)肘正中靜脈穿刺放置18G套管針，Ulrich雙筒高壓注射器。采用個(gè)性化的注射方案，生理鹽水試注射正常后，推注碘對(duì)比劑（碘帕醇，370 mgI/mL），體質(zhì)量＜75 kg者注射量為50 mL，＞75 kg者注射量為60 mL，繼之注射生理鹽水30 mL[5]。應(yīng)用對(duì)比劑智能示蹤法，觸發(fā)點(diǎn)位于胸主動(dòng)脈，觸發(fā)閾值110 HU，延時(shí)6.5 s掃描。掃描范圍自氣管隆突下1 cm至心臟膈面，包括左右冠狀動(dòng)脈開口及所有分支。

采用前瞻性心電門控掃描模式[1,6-7]，根據(jù)患者心臟的大小選擇探測(cè)器打開寬度（Detector Coverage 120、140、160 mm），電壓模式 ：kV Assist（ Min 100、Max 120），電流模式：SmartmA[8-9]，降低曝光劑量。旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s/r，自動(dòng)控制選擇on模式（根據(jù)掃描前監(jiān)測(cè)到的心電圖波形，推薦Acquisition Window區(qū)間）。

1.3 圖像后處理

獲取掃描數(shù)據(jù)后人工選擇時(shí)相重建圖像，然后使用自動(dòng)選擇最佳時(shí)相SmartPhase功能選擇時(shí)相并重建圖像[10]。重建層厚設(shè)置為0.625 mm，重建模型采用Standard標(biāo)準(zhǔn)重建，ASIR設(shè)置為50%。使用Advance Workstation工作站行容積再現(xiàn)VR、多平面重組MPR、曲面重現(xiàn)CPR等后處理。

1.4 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià)

根據(jù)美國(guó)心臟協(xié)會(huì)的冠狀動(dòng)脈15段標(biāo)準(zhǔn)分段法進(jìn)行分段評(píng)價(jià)。由兩名多年從事心臟冠脈成像診斷工作的CT室醫(yī)師采用雙盲法對(duì)冠狀動(dòng)脈節(jié)段圖像進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，出現(xiàn)分歧時(shí)經(jīng)相互討論后統(tǒng)一意見。根據(jù)血管腔的連續(xù)程度、邊緣銳利情況及有無運(yùn)動(dòng)偽影等對(duì)人工選擇時(shí)相圖像和SmartPhase時(shí)相的圖像進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)分[11]，評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)采用5分制。5分：圖像質(zhì)量?jī)?yōu)，冠狀動(dòng)脈管腔連續(xù)完整，邊緣銳利無運(yùn)動(dòng)偽影；4分：冠狀動(dòng)脈管腔連續(xù)完整，局部邊緣略模糊，無明顯運(yùn)動(dòng)偽影；3分：冠狀動(dòng)脈管壁欠銳利或輕度運(yùn)動(dòng)偽影，不影響診斷；2分：冠狀動(dòng)脈管壁中度運(yùn)動(dòng)偽影或血管中斷；1分：圖像質(zhì)量差，重組圖像上冠狀動(dòng)脈錯(cuò)位、管壁嚴(yán)重偽影，不能作出診斷。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)秩和檢驗(yàn)分析。檢驗(yàn)結(jié)果以P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 主動(dòng)脈根部CT值、噪聲SD及信噪比SNR

32例患者行冠狀動(dòng)脈CTA中均出現(xiàn)異常的QRS波。其中包括5例在掃描前記錄心電圖時(shí)出現(xiàn)心律不齊，Autogating推薦區(qū)間為200～400 ms；其余27例在掃描前沒有監(jiān)測(cè)到異常QRS波，心率齊整，Autogating推薦收縮期或/和舒張期掃描[12]。但是在獲取數(shù)據(jù)的心跳周期出現(xiàn)心率突變，心律不齊。所有患者均一次完成檢查。

2.2 主觀圖像質(zhì)量評(píng)分

經(jīng)兩名高年資CT醫(yī)師對(duì)右冠狀動(dòng)脈、左回旋支、左前降支等共96支主血管進(jìn)行主觀評(píng)分，整體分布情況，見表1。

表1 96支主血管的主觀評(píng)分情況（例）

圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果：采用人工選擇時(shí)相重建圖像，32例患者中有16例患者的右冠狀動(dòng)脈、2例左冠主干、5例患者的左回旋動(dòng)脈及2例患者的左前降支血管評(píng)分低于3分，有中度或者嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影，不能滿足臨床診斷的需求。而在SmartPhase圖像中只有3例患者的右冠狀動(dòng)脈評(píng)分為2分，有中度運(yùn)動(dòng)偽影，不能滿足臨床診斷，其余血管評(píng)分都在3分及以上，能夠滿足臨床診斷。人工選擇時(shí)相LAD 75%的圖像，見圖1a～b；SmartPhase圖像，見圖1c～d。同一個(gè)病人兩種不同的時(shí)相選擇方式比較，SmartPhase圖像更具優(yōu)勢(shì)。

在32例患者各血管整體評(píng)分中，SmartPhase時(shí)相的圖像高于人工選擇時(shí)相的圖像，特別是右冠狀動(dòng)脈血管。兩組圖像質(zhì)量總體評(píng)分為（3.25±0.55）分和（3.80±0.36）分，P＜0.05有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。

圖1 人工重建75%時(shí)相和SmartPhase時(shí)相的左室后側(cè)支圖像對(duì)比

3 討論

冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度在心動(dòng)周期中呈周期性變化，收縮末期和舒張末期相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較低。作為前瞻性心電門控冠脈CTA掃描，Autogating根據(jù)冠狀動(dòng)脈掃描前監(jiān)測(cè)到的心電圖，分析冠脈運(yùn)動(dòng)速度周期性變化及運(yùn)動(dòng)模式，選擇相對(duì)低速的心電時(shí)相進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：心率較慢（＜70 bpm）時(shí)，充分利用冠狀動(dòng)脈舒張末期的低速平臺(tái)期，掃描時(shí)相選擇在R-R間期的70%～80%；心率較快（＞80 bpm）時(shí)，掃描時(shí)相選擇在收縮末期，R-R間期40%～50%；心率在70～80 bpm時(shí)，選擇R-R間期的40%～50%和70%～80%雙期相掃描；心律不齊，選擇R波后200～400 ms掃描[13]。

在實(shí)際掃描中由于造影劑的使用等各種因素，患者的心率不可避免的會(huì)受到影響而發(fā)生心律不齊的現(xiàn)象。心率的突然變化導(dǎo)致R-R間期不成比例的延長(zhǎng)和縮短，冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度在心動(dòng)周期中不再呈周期性變化，時(shí)相區(qū)間的人工選擇時(shí)相不再是唯一最佳重建期相。在32例患者的96條主要心臟血管中，23條血管的評(píng)分在3分以下，有中度或者嚴(yán)重偽影，不能滿足臨床診斷，主要為受相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和變化幅度受心房和心室運(yùn)動(dòng)的雙重影響的右冠狀動(dòng)脈和回旋支；有40條血管的評(píng)分為3分，血管壁欠銳利或輕度運(yùn)動(dòng)偽影，尚能滿足診斷；有33條血管的評(píng)分為4分，血管腔連續(xù)完整，局部邊緣略模糊，無明顯運(yùn)動(dòng)偽影，主要為相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度較慢且變化平緩的左主干和前降支；沒有評(píng)分為5分的血管。

掃描過程中心率及心律波動(dòng)將對(duì)前瞻性心電門控技術(shù)成像產(chǎn)生嚴(yán)重影響[14]，當(dāng)出現(xiàn)心律不齊時(shí)要重新選擇時(shí)相重建圖像。SmartPhase作為一種全新的時(shí)相選擇算法，不再根據(jù)心電圖的變化去評(píng)估心臟的運(yùn)動(dòng)規(guī)律來選擇相對(duì)低速的心電時(shí)相重建圖像，而是直接對(duì)掃描后各期相各層面的血管圖像進(jìn)行單獨(dú)評(píng)價(jià)。根據(jù)各層血管成像近似圓形的程度和血管腔壁的銳利度選擇心臟血管相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度和變化幅度最小的時(shí)相，進(jìn)而重建出最佳圖像。

在本次32例患者中，除5例患者在掃描前監(jiān)測(cè)到心律不齊而選擇200～400 ms絕對(duì)時(shí)相區(qū)間獲取掃描數(shù)據(jù)外，其余27例患者在掃描獲取數(shù)據(jù)前均沒有監(jiān)測(cè)到心律不齊的現(xiàn)象，按照心率齊整來確定掃描獲取數(shù)據(jù)區(qū)間。使用SmartPhase功能選擇時(shí)相并重建圖像：評(píng)分在3分以下不能滿足臨床診斷的患者降為3例，經(jīng)分析可能是由患者心功能差或者屏氣不佳引起的[15-16]；24例評(píng)分為3，雖有輕微運(yùn)動(dòng)偽影，但是不影響診斷；其余69例評(píng)分為4分及以上。各主要血管和圖像整體的評(píng)分都要高于人工選擇時(shí)相圖像。

對(duì)于心律不齊的患者冠脈CTA成像，當(dāng)人工選擇時(shí)相的重建圖像不能滿足臨床診斷要求時(shí)，常規(guī)做法是進(jìn)行掃描區(qū)間內(nèi)全時(shí)相重建，由CT醫(yī)技師選出最佳圖像。SmartPhase在后臺(tái)對(duì)各層圖像進(jìn)行獨(dú)立的質(zhì)量評(píng)分，選出具有最佳質(zhì)量評(píng)分的時(shí)相進(jìn)行重建，只重建一期圖像，節(jié)省了大量的重建時(shí)間和存儲(chǔ)空間；也節(jié)省了影像科醫(yī)師大量的時(shí)間和精力去查看全部圖像。

綜上所述，Revolution CT前瞻性心電門控技術(shù)用于心律不齊患者的心臟冠脈CTA檢查，自動(dòng)選擇最佳時(shí)相功能選擇時(shí)相重建圖像，能夠獲得良好的圖像質(zhì)量滿足臨床診斷的要求。