張棟青，史樸軍，郭文濤，蔡顯圣，吳志東

（山東省聊城市人民醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備處，山東 聊城 252000）

冠狀動(dòng)脈粥脈硬化性心臟病（冠心?。┦切难艹Ｒ姴≈唬彩切难懿』颊叩闹饕滤涝?，早期診斷具有重要意義。冠狀動(dòng)脈CTA因其無(wú)創(chuàng)性和高敏感性，成為冠心病的首要檢查方法。CT探測(cè)器技術(shù)的快速發(fā)展和機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度的提高，為CTA檢查提供了便利。但心率和心律的變化成為制約CTA檢查成功的重要因素，特別是心律不齊的患者［1-3］。本研究探討自動(dòng)選擇最佳期相功能應(yīng)用在心率不齊患者冠狀動(dòng)脈CTA中能否重建出滿足臨床診斷要求的圖像。

1 資料與方法

1.1 一般資料 篩選我院2017年2—4月臨床擬診冠心病并接受冠狀動(dòng)脈CTA的患者32例，心電圖提示心率變化＞20次/min，且被機(jī)器識(shí)別為心律不齊，其中男 10例，女 22例；年齡 48～83歲，平均（61.0±8.8）歲；心率47～125次/min。臨床表現(xiàn)為不同程度的胸痛、胸悶、心悸等。排除碘對(duì)比劑過敏、腎功能不全（血肌酐＞120 mg/L）、心功能Ⅲ級(jí)、嚴(yán)重鈣化、屏氣不佳等患者。

1.2 儀器與方法 使用GE Revolution CT掃描儀，較寬的探測(cè)器和0.28 s/r的機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度，僅需1個(gè)心動(dòng)周期即可完成精準(zhǔn)的心臟CTA檢查，具有較高的時(shí)間分辨力且患者接受的輻射劑量很低，符合輻射防護(hù)最優(yōu)化（as low as reasonably achievable，ALARA）要求。

檢查前介紹檢查流程及注意事項(xiàng)，訓(xùn)練患者平靜狀態(tài)下吸氣、屏氣?；颊呷⊙雠P位，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18 G套管針及Ulrich雙筒高壓注射器。采用個(gè)性化注射方案：生理鹽水試注射正常后，團(tuán)注對(duì)比劑碘帕醇（370 mgI/mL），劑量0.85 mL/kg體質(zhì)量，流率5 mL/s，血管較細(xì)的患者適當(dāng)降低注射流率，后以相同流率注射生理鹽水30 mL［4-6］。應(yīng)用對(duì)比劑智能示蹤法觸發(fā)掃描，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屏氣掃描。掃描范圍自氣管隆突下1cm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，根據(jù)患者心臟大小選擇探測(cè)器打開寬度（120、140、160mm），機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度0.28 s/r。Autogating選擇on模式，根據(jù)掃描前監(jiān)測(cè)到的心電圖波形，推薦X線掃描獲取原始數(shù)據(jù)的區(qū)間。kV模式為kV Assist（管電壓最小100kV、最大120kV），mA模式為SmartmA（管電流最小400mA、最大 700mA），并設(shè)定前置迭代重建 ASIR-V為50%［7-8］，噪聲指數(shù)（NI）設(shè)定為25，kV和mA根據(jù)患者體型、體質(zhì)量自動(dòng)調(diào)節(jié)大小。

1.3 圖像后處理 獲取掃描數(shù)據(jù)后分別重建中心期相和自動(dòng)選擇最佳期相圖像。重建層厚0.625mm，重建模型采用標(biāo)準(zhǔn)重建。使用Advance Workstation工作站行VR、MPR、CPR等后處理。

1.4 計(jì)算SNR 以左冠狀動(dòng)脈開口處為測(cè)量水平，測(cè)量主動(dòng)脈根部的CT值、噪聲（SD），ROI的面積至少為主動(dòng)脈管腔的50%，并計(jì)算SNR，公式為SNR=CT值/SD。

1.5 圖像質(zhì)量主觀評(píng)價(jià) 采用美國(guó)心臟協(xié)會(huì)（AHA）的冠狀動(dòng)脈15段標(biāo)準(zhǔn)分段法進(jìn)行分段［9］。根據(jù)血管腔的連續(xù)程度、邊緣銳利情況及有無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影等對(duì)圖像進(jìn)行質(zhì)量評(píng)分，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(wú)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(wú)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，無(wú)法作出診斷。評(píng)分工作由2名多年從事心臟冠狀動(dòng)脈成像診斷工作的CT醫(yī)師完成，采用雙盲法對(duì)主要冠狀動(dòng)脈血管圖像進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，出現(xiàn)分歧時(shí)經(jīng)討論統(tǒng)一意見。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)冠狀動(dòng)脈各主要分支（右冠狀動(dòng)脈、左冠主干、左回旋支和左前降支）出現(xiàn)偽影數(shù)、圖像質(zhì)量評(píng)分及SNR，評(píng)分以±s表示。對(duì)所得數(shù)據(jù)行非參數(shù)秩和檢驗(yàn)分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

32例均一次性完成檢查，且行冠狀動(dòng)脈CTA過程中均出現(xiàn)異常QRS波。其中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例在掃描前未監(jiān)測(cè)到異常QRS波，心率齊整，Autogating推薦收縮期或舒張期掃描。但在獲取數(shù)據(jù)的心動(dòng)周期出現(xiàn)心率突變、心律不齊等情況。

2.1 主動(dòng)脈根部CT值、噪聲及SNR 中心期相圖像中，主動(dòng)脈根部CT值為（458.61±102.77）HU，SD為（36.19±4.79）HU，SNR為12.70±2.49。自動(dòng)選擇最佳時(shí)相圖像中，主動(dòng)脈根部CT值為（461.92±106.12）HU，SD為（32.40±5.89）HU，SNR為14.53±3.52。與中心期相圖像相比，自動(dòng)選擇最佳期相圖像具有較低的圖像 SD，即具有較高的 SNR（P＜0.01）。

2.2 主觀圖像質(zhì)量評(píng)分 經(jīng)2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128支主血管進(jìn)行主觀評(píng)分，整體分布情況見表1，2。

表1 冠狀動(dòng)脈各分支血管中心期相和自動(dòng)選擇最佳期相評(píng)分分布 例

表2 冠狀動(dòng)脈各分支血管評(píng)分（分，±s）

表2 冠狀動(dòng)脈各分支血管評(píng)分（分，±s）

冠脈分支 中心期相 自動(dòng)選擇最佳期相 P值RCA 2.53±0.76 3.50±0.72 0.000 LM 3.75±0.57 4.03±0.18 0.024 LCX 3.16±0.68 3.72±0.52 0.000 LAD 3.56±0.62 3.94±0.35 0.005

圖像質(zhì)量的主觀評(píng)價(jià)結(jié)果：采用中心期相重建圖像，32例中16例右冠狀動(dòng)脈、2例左冠主干、5例左回旋動(dòng)脈及2例左前降支血管評(píng)分低于3分，有中度或嚴(yán)重的運(yùn)動(dòng)偽影，無(wú)法滿足臨床診斷需求。而自動(dòng)選擇最佳期相圖像中僅3例的右冠狀動(dòng)脈評(píng)分為2分，有中度運(yùn)動(dòng)偽影，無(wú)法滿足臨床診斷要求，其余血管評(píng)分均在3分及以上，能夠滿足臨床診斷要求（圖1）。

圖1 男，47歲 圖1a 心電圖示心律不齊 圖1b Autogating確定的中心期相圖像出現(xiàn)嚴(yán)重運(yùn)動(dòng)偽影，血管壁邊緣模糊，不能診斷圖1c 自動(dòng)選擇的最佳期相，血管壁清晰，無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影，能夠滿足臨床診斷要求

在32例各血管整體評(píng)分中，自動(dòng)選擇最佳期相圖像均高于中心期相圖像（均P＜0.05）。說明選擇合適的期相對(duì)圖像重建具有重要意義。

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)低速的心電期相進(jìn)行數(shù)據(jù)采集：心率較慢（＜70次/min）時(shí)，充分利用冠狀動(dòng)脈舒張末期的低速平臺(tái)期，掃描期相選擇在R-R間期的70%～80%；心率較快（＞80次/min）時(shí)，掃描期相選擇在收縮末期，R-R間期的40%～50%；心率在70～80次/min時(shí)，選擇R-R間期的40%～50%和70%～80%雙期相掃描；心律不齊時(shí)，選擇R波后 200～400 ms 掃描［10-13］。

在實(shí)際掃描中由于對(duì)比劑的使用等各種因素，患者的心率不可避免地會(huì)受到影響而發(fā)生心律不齊。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，Autogating給出的掃描期相區(qū)間的中心期相不再是最佳的重建期相。重建出的血管腔壁的連續(xù)程度、邊緣銳利度受到影響，且會(huì)出現(xiàn)無(wú)運(yùn)動(dòng)偽影。在32例128條主要心臟血管中，25條血管評(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)速度和變化幅度影響的右冠狀動(dòng)脈和回旋支；44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；59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(wú)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。

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)產(chǎn)生嚴(yán)重影響，當(dāng)出現(xiàn)心律不齊時(shí)需重新選擇期相重建圖像。自動(dòng)選擇最佳期相作為一種全新的期相選擇算法，不再根據(jù)心電圖的變化評(píng)估心臟的運(yùn)動(dòng)規(guī)律以選擇相對(duì)低速的心電期相重建圖像，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，選擇圖像質(zhì)量最佳期相重建冠脈血管圖像［14-16］。

32例中，除5例在掃描前監(jiān)測(cè)到心律不齊而選擇200～400 ms絕對(duì)期相區(qū)間獲取掃描數(shù)據(jù)外，余27例在掃描獲取數(shù)據(jù)前均未監(jiān)測(cè)到心律不齊，按照心率齊整來確定掃描獲取數(shù)據(jù)區(qū)間。使用自動(dòng)選擇最佳期相功能選擇期相并重建圖像：評(píng)分在3分以下不能滿足臨床診斷的患者降為3條，經(jīng)分析可能是由患者心功能差或屏氣不佳引起的；24條評(píng)分為3分，雖有輕微運(yùn)動(dòng)偽影，但不影響診斷；其余101條評(píng)分為4分及以上。各主要血管和圖像整體的評(píng)分均高于中心期相圖像。

對(duì)心律不齊患者行冠狀動(dòng)脈CTA成像，當(dāng)中心期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)全期相重建，由CT醫(yī)技師選出最佳圖像。自動(dòng)選擇中心期相在后臺(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)分的期相進(jìn)行重建，僅重建一期圖像，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狀動(dòng)脈CTA檢查，自動(dòng)選擇最佳期相重建圖像，能夠獲得滿足臨床診斷要求的圖像。但本研究屬于回顧性研究，納入患者中檢查前出現(xiàn)心律不齊時(shí)，告知家屬可能出現(xiàn)圖像不能診斷的情況，部分家屬選擇治療觀察后再行CTA檢查，所以心律不齊的例數(shù)相對(duì)較少，研究結(jié)果可能存在一定偏倚，因此自動(dòng)選擇最佳期相能否顯著提高冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量需進(jìn)一步研究證實(shí)。另外，當(dāng)心率過高時(shí)，為保證足夠的時(shí)間分辨力，需對(duì)圖像進(jìn)行凍結(jié)處理［17］。