前瞻性心電門控及迭代重建算法在256層螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像中的應(yīng)用價(jià)值

蔣朝龍，余水蓮（通訊作者）

（廣西壯族自治區(qū)人民醫(yī)院放射科 廣西 南寧 530021）

CT冠狀動(dòng)脈成像（CTCA）在冠狀動(dòng)脈病變的診斷價(jià)值已經(jīng)被臨床廣泛認(rèn)可。其掃描模式可以分為前瞻性心電門控和回顧性心電門控兩種觸發(fā)方式。前瞻性心電門控（前門控），是提前預(yù)判心電圖R波時(shí)間，掃描床采用步進(jìn)方式的非螺旋掃描[1]。回顧性心電門控（后門控）是全心動(dòng)周期掃描，輻射劑量較大。圖像重建方式主要有濾波反投影法（FBP）和迭代重建（IR）。傳統(tǒng)CTCA采用后門控觸發(fā)掃描結(jié)合FBP重建，患者接受較大的輻射劑量，使CTCA在冠狀動(dòng)脈病變篩查運(yùn)用受到了限制。前瞻性心電門控掃描，以及迭代重建技術(shù)能夠使X線劑量得到降低，為現(xiàn)代CTCA低劑量掃描研究過程中的熱點(diǎn)。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年1月—2019年12月在我院就診患者180例，均為臨床疑似冠狀動(dòng)脈疾病，排除嚴(yán)重心律不齊，肝腎功能不全及碘對(duì)比劑過敏的者。將患者隨機(jī)分為三組：后門控組，前門控組和前門控+迭代算法組。后門控組男37人，女23人，年齡33～82歲平均61歲。前門控組男31人，女29人，年齡35～85歲平均62歲。前門控+迭代算法組男32人，女28人，年齡36～81歲平均64歲。前門控組以及前門控+迭代算法組心律≤75次/min，后門控組心律≤90次/min。心率超范圍者，檢查前口服倍他樂克將心率控制在合格范圍內(nèi)再行檢查。

1.2 方法

設(shè)備和藥物：使用飛利浦256層螺旋CT機(jī)和碘帕醇（370mgI/ml）對(duì)比劑。掃描參數(shù)：機(jī)架轉(zhuǎn)速0.27s每圈，管電壓120kV，螺距0.18，準(zhǔn)直器寬128×0.625mm，掃描層厚0.9mm，層間距0.45mm，F(xiàn)OV200mm，矩陣512×512。后門控組：管電流950mAs，圖像重建采用濾波反投影法（FBP）。前門控組：管電流220mAs，圖像重建采用濾波反投影法（FBP）。前門控+迭代算法組：管電流150mAs，圖像重建采用第四代快速迭代重建技術(shù)iDOSe4。

方法：使用雙筒高壓注射器從右肘靜脈注射對(duì)比劑60～85ml，之后注射生理鹽水25ml～35ml，注射速率均為5ml/s，掃描范圍從氣管分叉水平至左膈下2厘米。感興趣區(qū)ROI設(shè)置在降主動(dòng)脈層面，采用對(duì)比劑跟蹤觸發(fā)技術(shù)，閾值120Hu，動(dòng)態(tài)監(jiān)測的CT值，達(dá)到閾值后自動(dòng)觸發(fā)完成掃描。圖像后處理：對(duì)冠脈主支以及各分支血管進(jìn)行多平面重組（MPR），最大密度投影（MIP），曲面重建（CPR），三維容積再現(xiàn)（VR）與橫斷面圖像相互結(jié)合的后處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量的評(píng)價(jià)。

1.3 輻射劑量的評(píng)價(jià)

通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成CT劑量指數(shù)（CTDIvol），劑量長度乘積（DLP），以及有效劑量（ED）對(duì)CTCA劑量進(jìn)行評(píng)價(jià)。有效劑量（ED）=DLP×K，K為劑量換算因子，本文在研究過程中K為0.017。

1.4 圖像質(zhì)量評(píng)分

美國心臟協(xié)會(huì)（AHA）冠狀動(dòng)脈15段分段法實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)，冠狀動(dòng)脈圖像的質(zhì)量分級(jí)使用1～5級(jí)的評(píng)分方法，5分表示沒有運(yùn)動(dòng)偽影和明顯的噪聲；4分表示具有輕度運(yùn)動(dòng)偽影與噪聲；3分表示運(yùn)動(dòng)偽影較多，噪聲比較大，但是不會(huì)對(duì)管腔評(píng)價(jià)造成影響；2分表示運(yùn)動(dòng)偽影比較嚴(yán)重，噪聲大，影響到管腔評(píng)價(jià)；1分表示明顯的運(yùn)動(dòng)偽影，無法對(duì)管腔進(jìn)行評(píng)價(jià)。由兩位CTCA診斷多年醫(yī)師采用雙盲法對(duì)全部患者冠脈節(jié)段實(shí)現(xiàn)評(píng)價(jià)和對(duì)比，如果不一致的話通過協(xié)商得到一致[2]。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)量資料表示為（x-±s），計(jì)數(shù)資料，通過F值分析，數(shù)據(jù)差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義表示為P＜0.05。

2 結(jié)果

三組CT圖像質(zhì)量評(píng)分，CT值，噪聲（SD）沒有明顯差別，但是前門控組較后門控輻射劑量明顯減小。而用前門控加迭代重建算法組，輻射劑量比單純前門控一種技術(shù)更低。詳見表1、表2。

表1 三組冠狀動(dòng)脈圖像的質(zhì)量評(píng)價(jià)

表2 三組輻射量對(duì)比

3 討論

由于心臟的搏動(dòng)，常規(guī)CT掃描模式得到的冠脈影像模糊，運(yùn)動(dòng)偽影明顯，無法達(dá)到診斷要求。為此，引入心電門控技術(shù)使CT冠狀動(dòng)脈成像清晰，符合診斷需求。此技術(shù)包括前瞻性心電門控與回顧性心電門控。前者使用步進(jìn)+軸位掃描模式，只是在預(yù)先設(shè)置R-R間期曝光，曝光時(shí)間明顯縮短，因此能大幅度降低輻射劑量；后者使用小準(zhǔn)直、薄層厚、小螺距進(jìn)行全心動(dòng)周期曝光掃描，掃描時(shí)間長患者接受的輻射劑量比較大。相關(guān)研究表示，前瞻性心電門控進(jìn)行CTCA掃描，能夠使降低有效輻射劑量為2.6～4.1mSv，對(duì)比回顧性心電門控降低了77%～87%。

CT圖像的形成需要對(duì)掃描后所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行重建。FBP和IR是最常用的重建算法，F(xiàn)BP成本低重建速度快，成為目前主流算法。但是在低劑量掃描時(shí)，X線光子數(shù)少，噪聲相對(duì)就高，容易產(chǎn)生偽影。因此，運(yùn)用FBP進(jìn)行CT圖像重建不能大幅度降低輻射劑量，否則會(huì)偽影明顯圖像質(zhì)量不佳[4]。迭代算法重建IR是誰CT測量值最大噪聲記性識(shí)別，每個(gè)可能成為噪聲投射點(diǎn)都進(jìn)行識(shí)別和矯正。利用迭代的過程，去除噪聲數(shù)據(jù)，保存圖像邊緣，利用此過程能夠降低圖像的噪聲[5]。

在256層CT掃描時(shí)，機(jī)架轉(zhuǎn)速達(dá)到0.27s，將128*0.625mm寬體探測器的優(yōu)勢充分的發(fā)揮出來，只需要2～3次移床就能夠使整個(gè)心臟覆蓋，對(duì)心率要求也不高。本文研究利用前門控病例的適用心率范圍≤75次/min的時(shí)候，沒有嚴(yán)重心律不齊，在78%時(shí)相進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，利用iDOSe4重建后的圖像能夠滿足診斷需求。對(duì)于心率＞75次/min，通過前門控技術(shù)的掃描，45%時(shí)相實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的收集，假如沒有出現(xiàn)嚴(yán)重的心律不齊，利用重建后圖像也能夠滿足診斷需求。以此，在利用前門控技術(shù)掃描的過程中，收集時(shí)相的預(yù)先設(shè)置具有重要作用。

綜上所述，將前門控和迭代重建算法兩項(xiàng)技術(shù)聯(lián)合運(yùn)用，可以更大幅度降低輻射劑量，具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。