祁榮興，王天樂，崔 磊，嚴(yán)松強(qiáng)，阮席武，黃 勝

(南通大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科，江蘇 南通 226001)

雙能量CT心肌灌注碘圖圖像質(zhì)量與重組時(shí)相的關(guān)系

祁榮興，王天樂，崔 磊，嚴(yán)松強(qiáng)，阮席武，黃 勝*

(南通大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科，江蘇 南通 226001)

目的 探討第2代雙源CT(DSCT)心肌灌注圖像質(zhì)量與重組時(shí)相的關(guān)系。方法 收集接受DSCT雙能量成像方法掃描的患者，選取其中冠狀動(dòng)脈正常者28例。采用回顧性心電門控間隔5%重建出30%～80% R-R時(shí)相的圖像，采用280 ms全期相時(shí)間窗，定量測量各R-R間期的每段心肌灌注碘圖圖像的偽影面積，計(jì)算心底部、中部、心尖部、心尖層面平均各段的偽影面積，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。結(jié)果 心底部、中部、心尖部、心臟整體平均各段偽影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.01)，均以60% R-R間期時(shí)相最小[(0.31±0.28)cm2、(0.18±0.23)cm2、(0.13±0.13)cm2)、(0.22±0.18)cm2]。心尖偽影面積不同R-R間期時(shí)相差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P=0.634)。60% R-R間期心底部、中部、心尖部、心尖各層面平均各段碘圖偽影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=3.701，P=0.014)，心尖部偽影面積最小，與中部差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P>0.05)，但明顯低于其他部位的偽影面積(P<0.05)。結(jié)論 第2代DSCT采用280 ms全期相時(shí)間窗可提供優(yōu)良的心肌灌注碘圖，其中以60%左右R-R間期圖像質(zhì)量最佳。

心臟；灌注成像；體層攝影術(shù)，X線計(jì)算機(jī)

雙源CT(dual-source CT, DSCT)既可提供冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)信息，又能顯示病變冠狀動(dòng)脈供血心肌的灌注信息，可“一站式”完成冠狀動(dòng)脈及心肌灌注聯(lián)合評價(jià)，是當(dāng)前臨床研究[1-2]的熱點(diǎn)，雙能心肌灌注碘圖成像特點(diǎn)及臨床意義備受關(guān)注，目前，如何降低心肌灌注碘圖偽影是促進(jìn)該技術(shù)廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵，心肌灌注碘圖重組時(shí)相選擇與冠狀動(dòng)脈CTA重組時(shí)相選擇是否一致的報(bào)道鮮見。本研究旨在探討DSCT心肌灌注碘圖圖像質(zhì)量與重組時(shí)相的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2015年5月—2016年2月于我院接受冠狀動(dòng)脈CTA雙能量方式掃描者，排除風(fēng)濕性心臟病、心肌病、冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后或冠狀動(dòng)脈支架術(shù)后患者，選取其中冠狀動(dòng)脈正常者28例，男22例，女6例，年齡35～69歲，平均(56.5±8.8)歲。體質(zhì)量指數(shù)18.22～34.02 kg/m2，平均(24.60±3.33)kg/m2。28例患者中，17例為無癥狀體檢者，余11例為無誘因情況下出現(xiàn)輕微胸悶、胸痛癥狀。所有檢查者心電圖均無T波和ST段改變。

1.2 儀器與方法 采用Siemens Somatom Definition Flash雙源CT機(jī)，對心率>75次/分者給予口服25～50 mg倍他樂克，掃描前給予舌下噴霧硝酸甘油。采用雙筒高壓注射器經(jīng)右肘前靜脈以5 ml/s流速注射對比劑碘海醇(350 mgI/ml)60～80 ml，后以相同流速注射50 ml生理鹽水。于主動(dòng)脈根部層面選擇ROI監(jiān)測CT值，觸發(fā)閾值100 HU，延時(shí)7 s掃描。掃描范圍為自氣管分杈至心臟膈面下1 cm，吸氣后屏氣掃描。掃描參數(shù)：A球管電壓Sn140 kV；B球管電壓Sn100 kV，開啟實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)劑量調(diào)節(jié)自動(dòng)曝光(CareDose4D)技術(shù)，準(zhǔn)直64×2×0.6 mm，視野250 mm×250 mm，球管旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.28 s，螺距0.17～0.28(隨心率自動(dòng)調(diào)整)。采用280 ms全期相時(shí)間窗，原始數(shù)據(jù)層厚1.5 mm，間隔0.5 mm，卷積函數(shù)值D30f，重建心臟R-R間期30%～80%間隔5%的共22組數(shù)據(jù)用于雙能量心肌灌注成像。采用140 ms半期相時(shí)間窗，重建層厚0.75 cm，間隔0.5 cm，卷積函數(shù)值D30f，以系統(tǒng)自動(dòng)選擇的30%～80% R-R間期間最佳收縮期相和最佳舒張期相數(shù)據(jù)(融合系數(shù)為0.6的平均加權(quán)圖像)用于冠狀動(dòng)脈成像。

1.3 圖像分析 將140 kV及100 kV兩組數(shù)據(jù)調(diào)入Heart PBV軟件，通過雙能量算法獲得心肌內(nèi)碘灌注分布圖(即碘圖)。碘圖重建層厚5 mm。采用美國心臟學(xué)會(huì)推薦的左心室17段標(biāo)準(zhǔn)分法[3]：于左心室短軸位將左心室分為心底部、中部、心尖部、心尖4個(gè)層面，心底部層面為二尖瓣至乳頭肌尖水平，中部層面包括乳頭肌全長，心尖部層面為乳頭肌以遠(yuǎn)到心臟末端。對每個(gè)層面進(jìn)行分段并命名。心底部：1前壁、2前間隔壁、3下間隔壁、4下壁、5下側(cè)壁、6前側(cè)壁；中部：7前壁、8前間隔壁、9下間隔壁、10下壁、11下側(cè)壁、12前側(cè)壁；心尖部：13前壁、14間隔壁、15下壁、16側(cè)壁；另加17心尖。

1.4 碘圖偽影面積評估 將左心室短軸位碘圖圖像導(dǎo)入MMWP后處理工作站，于Viewing軟件上顯示圖像，在各段手動(dòng)勾畫偽影邊緣，軟件自動(dòng)計(jì)算所勾畫范圍的面積，即偽影面積。心底部平均各段偽影面積=心底部各段偽影面積之和/6；中部平均各段偽影面積=心中部各段偽影面積之和/6，心尖部平均各段偽影面積=心尖部各段偽影面積之和/4；整個(gè)心臟平均各段偽影面積=整個(gè)心臟各段偽影面積之和/17。

2 結(jié)果

經(jīng)冠狀動(dòng)脈CTA重建，系統(tǒng)自動(dòng)選擇收縮期最佳啟動(dòng)時(shí)相為30%～46%，平均(36.93±4.32)%，而舒張期最佳啟動(dòng)時(shí)相為64%～79%，平均(71.75±4.11)%；以系統(tǒng)自動(dòng)選擇的收縮期最佳啟動(dòng)時(shí)相、舒張期最佳啟動(dòng)時(shí)相行冠狀動(dòng)脈CTA重建，圖像質(zhì)量好。

28例患者心底部、中部、心尖部、心尖層面及心臟整體30%～80% R-R間期心肌灌注碘圖偽影面積均符合正態(tài)分布(P>0.1)，見表1。各時(shí)相心底部、中部層面平均各段偽影面積差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均<0.05)，其中60% R-R間期偽影面積最小，與55%、65% R-R間期的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，但明顯低于其他時(shí)相偽影面積(P均<0.05)。各時(shí)相心尖部層面平均各段偽影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P<0.001)，其中60% R-R間期偽影面積最小，與50%、55%、65%、70% R-R間期差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，但明顯低于其他時(shí)相的偽影面積(P均<0.05)；各時(shí)相心尖層面平均各段偽影面積差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.643)；各時(shí)相心臟整體平均各段偽影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，其中60% R-R間期偽影面積最小，與55%、65% R-R間期差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)，但明顯低于其他時(shí)相的偽影面積(P均<0.05)。

表1 各時(shí)相心底部至心尖層面及整個(gè)心臟心肌灌注碘圖平均各段偽影面積大小±s)

圖1 患者男，57歲，無癥狀體檢 A～D.心底部、中部、心尖部、心尖60%R-R間期左心室短軸位碘圖，顯示圖像偽影少，圖像質(zhì)量好

60%R-R間期心底部、中部、心尖部、心尖各層面平均各段碘圖偽影面積差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=3.701，P=0.014)，其中心尖部偽影面積最小，與中部差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但明顯低于其他部位的偽影面積(P均<0.05)；心底部偽影最重，與心尖部差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，但明顯高于其他部位的偽影面積(P均<0.05)，見圖1。

3 討論

冠動(dòng)脈狹窄引起心肌缺血程度難以通過CTA或DSA從解剖學(xué)上進(jìn)行精確評估，尤其對于中等程度(30%～80%)狹窄，還需通過心肌灌注從功能學(xué)上進(jìn)行評估[4]。隨著DSCT的發(fā)展，一次檢查即可對冠狀動(dòng)脈的解剖學(xué)和功能學(xué)進(jìn)行“一站式”評估[5-6]。DSCT有2套X線管和2套探測器系統(tǒng)，可同時(shí)獲得低能量和高能量兩組圖像，拓展了CT在心血管方面研究的新領(lǐng)域[7-8]。DSCT依據(jù)高低密度物質(zhì)分別在高低能量下不同的衰減特性，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)成分分離，注射對比劑后對碘成分提取的碘物質(zhì)密度成像，并配以偽彩即碘圖，可直接反映正常心肌組織和發(fā)生梗死或缺血心肌組織對碘對比劑攝取存在的差異[9]。

第2代DSCT在B球管使用100 kV情況下，與第1代不使用能譜純化技術(shù)的140 kV/80 kV相比，雙能量的對比度可提高25%[10]。本研究雙球管的設(shè)置采用140 kV/100 kV，心肌灌注碘圖采用的Heart PBV軟件在碘、軟組織、脂肪物質(zhì)分離方面有明顯優(yōu)勢。另外本研究時(shí)相范圍在30%～80%，原始數(shù)據(jù)層厚1.5 mm，間隔0.5 mm，卷積函數(shù)值D33f，碘圖重建層厚5 mm。有研究[11]報(bào)道，心率>70次/分時(shí)，心電脈沖的窗寬應(yīng)適當(dāng)放寬到收縮期至舒張中晚期(30%～80% R-R間期)，在保證圖像質(zhì)量的前提下可減少輻射劑量。數(shù)據(jù)設(shè)置采用雙能量專用卷積核(D33f) 1.5 mm層厚、0.5 mm重建增量優(yōu)化信噪比，碘圖層厚5 mm，有助于顯示心肌灌注缺損[12]。

有學(xué)者[13]采用DSCT心肌灌注碘成像診斷犬實(shí)驗(yàn)性急性心肌梗死，并與病理學(xué)對照，發(fā)現(xiàn)DSCT心肌灌注碘成像18個(gè)心肌節(jié)段為假陽性，6個(gè)心肌節(jié)段為假陰性，主要與心臟搏動(dòng)、呼吸運(yùn)動(dòng)偽影干擾及左心室腔內(nèi)高濃度對比劑造成的線束硬化偽影有關(guān)。也有學(xué)者[14]認(rèn)為碘圖偽影產(chǎn)生的原因?yàn)?個(gè)X線球管同時(shí)開啟，所增加的散射輻射造成信噪比下降以及重建圖像中陰影偽影產(chǎn)生。另外，掃描時(shí)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的高能X線與低能X線之間投射視野的錯(cuò)配，導(dǎo)致投射區(qū)域內(nèi)無法進(jìn)行物質(zhì)分離[15]。本研究選取冠狀動(dòng)脈正常者，發(fā)現(xiàn)心肌灌注碘圖中心肌多個(gè)節(jié)段出現(xiàn)面積大小不一的偽影。但以60% R-R間期碘圖偽影較小，分析原因?yàn)椋阂驁D像處理采用280 ms全期相時(shí)間窗，心率75次/分以下心動(dòng)周期中，60%左右R-R間期為起始時(shí)間點(diǎn)，即舒張中晚期，此時(shí)心臟位移最小。本研究還發(fā)現(xiàn)心底部和心尖的偽影較重，可能心底部與主動(dòng)脈毗鄰，有大量高濃度對比劑造成線束硬化偽影有關(guān)；近年來有報(bào)道[16]采用單能譜的運(yùn)算方法可降低線束硬化偽影。而心尖的偽影，推測與心尖周圍組織的影響有關(guān)，但還需進(jìn)一步研究證實(shí)。

本研究的不足：①入組病例數(shù)較少，還需大樣本病例進(jìn)行測量；②為靜息時(shí)的心肌灌注碘圖，未進(jìn)行負(fù)荷動(dòng)態(tài)灌注。

總之，第2代DSCT既可提供冠狀動(dòng)脈解剖學(xué)信息，又可提供優(yōu)良的心肌灌注碘圖(采用280 ms全期相時(shí)間窗)，而兩者的最佳重組時(shí)相并不一致，其中心肌灌注碘圖以60% R-R間期偽影較少，圖像質(zhì)量最佳。

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Correlation between myocardial perfusion imaging quality and reconstruction time of dual-energy CT

QIRongxing,WANGTianle,CUILei,YANSongqiang,RUANXiwu,HUANGSheng*

(DepartmentofRadiology,theSecondAffiliatedHospitalofNantongUniversity,Nantong226001,China)

Objective To evaluate the relationship between myocardial perfusion imaging quality and reconstruction time of dual-souce CT (DSCT). Methods Myocardial perfusion imaging was performed in 28 subjects using second-generation DSCT. The coronary arteries of all selected subjects were normal. 280 ms temporal resolution was used, and the image of 30%—80% R-R phase was reconstructed by retrospective ECG gating interval 5%. The artifact area of myocardial perfusion iodine map image of each R-R interval were obtained. Average segment artifacts of the heart bottom, central, apical, apical level of heart level were calculated and statistical analyzed. Results The artifact area of myocardial perfusion iodine map of the heart bottom, central, apical, and the whole heart had statistically significant differences (allP<0.01), and the minimum artifact area was in 60% R-R phase ([0.31±0.28]cm2, [0.18±0.23]cm2, [0.13±0.13]cm2, [0.22±0.18]cm2). There was no difference between different phases of the heart apical level (P=0.634). The minimum artifact area of myocardial perfusion iodine map of the heart bottom, central, apical, apical level in 60% R-R phase at the heart apical, the difference had statistically significant (F=3.701,P=0.014), there was no difference between the heart apical and central (P>0.05), but the difference between the heart apical and other parts had statistically significant (P<0.05). Conclusion Using 280 ms temporal resolution, second-generation DSCT can achieve the optimal myocardial perfusion imaging quality using 60% R-R phase reconstruction．

Heart; Perfusion imaging; Tomography, X-ray computed

南通市社會(huì)事業(yè)科技創(chuàng)新與示范計(jì)劃資助項(xiàng)目(HS2014066)、南通市關(guān)鍵技術(shù)研究-民生項(xiàng)目(MS2015061)、江蘇省六大人才高峰高層次人才資助項(xiàng)目(2014WSW074)、南通市第四期“226高層次人才培養(yǎng)工程”科研項(xiàng)目。

祁榮興(1981—)，男，江蘇鹽城人，碩士，主治醫(yī)師。研究方向：循環(huán)系統(tǒng)影像診斷。E-mail: 8928331@qq.com

黃勝，南通大學(xué)第二附屬醫(yī)院影像科，226001。E-mail: hsyisheng@163.com

2016-09-02

2017-02-18

10.13929/j.1003-3289.201609008

R541; R814.42

A

1003-3289(2017)05-0760-04