張棟青，史樸軍，蔡顯圣，郭文濤，吳志東

聊城市人民醫(yī)院 設(shè)備科，山東 聊城 252000

引言

心臟冠狀動脈CCTA檢查因其具有便捷、無創(chuàng)、高敏感性和高準(zhǔn)確率而越來越多地應(yīng)用于臨床冠心病的檢查。CT技術(shù)的發(fā)展大大提高了時間分辨率和空間分辨率，為獲取高質(zhì)量的血管圖像提供了技術(shù)條件；但是患者的配合特別是患者心律也是影響圖像質(zhì)量的關(guān)鍵因素，其中心律不齊是心臟冠脈CCTA檢查失敗較常見的因素[1-3]。應(yīng)用最佳時相選擇功能（SmartPhase）和冠脈運動追蹤凍結(jié)技術(shù)（Snap-Shoot Freeze，SSF）來應(yīng)對因心率變化對時相選擇的影響和心臟不規(guī)律運動產(chǎn)生的運動偽影。本文旨在探討SmartPhase結(jié)合SSF技術(shù)在心律不齊患者冠脈CCTA檢查中的應(yīng)用價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

篩選我院2017年1～4月間臨床擬診冠心病、接受多層CT冠狀動脈血管成像CCTA檢查的患者，根據(jù)監(jiān)測到的心電圖，心率變化超過20次/分，且被機(jī)器識別為irregularity的患者作為研究對象。共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47～125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)：① 碘對比劑過敏、腎功能不全者；② 心功能Ⅲ級、嚴(yán)重鈣化、室性心律失常；③ 屏氣不佳等。所有患者在檢查過程中均未服用降心率藥物及擴(kuò)張血管的硝酸甘油等。

1.2 儀器與方法

所有的CCTA檢查均采用GE Revolution CT掃描及AW 4.6工作站進(jìn)行圖像后處理；Ulrich雙筒高壓注射器。Revolution CT具有較寬的寶石探測器和較快的機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度，只需一個心跳周期便可以完成精準(zhǔn)的心臟冠脈CCTA檢查，具有較高的時間分辨率和空間分辨率且病人接受的輻射劑量很低，符合ALARA要求。

檢查前向患者介紹檢查流程及注意事項，取得患者的密切配合。患者仰臥于掃描床上，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)。訓(xùn)練患者平靜狀態(tài)下吸氣、屏氣。

經(jīng)右側(cè)肘正中靜脈穿刺放置18G套管針，并連接Ulrich雙筒高壓注射器。采用個性化的注射方案：生理鹽水試注射正常后，推注碘對比劑（碘帕醇，370 mgI/mL），注射劑量按0.85 mL/kg計算。為保證造影劑在冠脈血管中的峰值和持續(xù)時間，注射時間設(shè)定為固定的12 s，注射速率=注射劑量/12 mL/s，血管較細(xì)的患者適當(dāng)降低注射速度，繼之注射生理鹽水30 mL[4-6]。應(yīng)用對比劑智能示蹤法觸發(fā)掃描，觸發(fā)點位于胸主動脈，觸發(fā)閾值110 HU，延時6.5 s屏氣掃描。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)患者心臟的大小選擇探測器打開寬度（Detector Coverage 120、140、160 mm），機(jī)架旋轉(zhuǎn)速度選擇0.28 s/r。Auto Gating選擇on模式，根據(jù)掃描前監(jiān)測到的心電圖波形，自動推薦的Acquisition Window作為掃描區(qū)間，將Widen for Snapshot Freeze門控參數(shù)設(shè)定為“on”，以確保系統(tǒng)采集足夠的數(shù)據(jù)支持SSF處 理。KV Mode：KV Assist（Min 100、Max 120），mA Mode：SmartmA（Min 400、Max 700），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會根據(jù)病人的BMI及設(shè)定的ASIR-V和NI自動調(diào)節(jié)大小，在保障圖像質(zhì)量的情況下盡量降低輻射劑量。

1.3 圖像后處理

將獲取的原始數(shù)據(jù)首先使用SmartPhase選擇最佳時相，A組使用STD算法直接重建圖像，B組采用STD算法重建圖像，并使用SSF算法對STD圖像進(jìn)行運動追蹤凍結(jié)處理，降低圖像運動偽影。兩組圖像的重建層厚均設(shè)置為0.625 mm。把兩組圖像傳入后處理工作站（Advantage Workstation 4.6，GE Healthcare）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)量的客觀評價

圖像質(zhì)量的客觀評價包括CT值、噪聲SD及信噪比SNR（Signal-to-Noise Ration，SNR）。以左冠狀動脈開口處為測量水平，測量主動脈根部的CT值、噪聲SD，ROI的面積至少為主動脈管腔的一半，并計算信噪比SNR=CT值/SD。

1.5 圖像質(zhì)量主觀評價

采用美國心臟協(xié)會的冠狀動脈15段標(biāo)準(zhǔn)分段法進(jìn)行分段。根據(jù)血管腔的連續(xù)程度、邊緣銳利情況及有無運動偽影等對圖像各主血管進(jìn)行質(zhì)量評分，評分標(biāo)準(zhǔn)采用5分制。5分：圖像質(zhì)量優(yōu)，冠狀動脈管腔連續(xù)完整，邊緣銳利無運動偽影；4分：冠狀動脈管腔連續(xù)完整，局部邊緣略模糊，無明顯運動偽影；3分：冠狀動脈管壁欠銳利或輕度運動偽影，不影響診斷；2分：冠狀動脈管壁中度運動偽影或血管中斷；1分：圖像質(zhì)量差，重組圖像上冠狀動脈錯位、管壁嚴(yán)重偽影，不能作出診斷。評分工作由2名多年從事心臟冠脈成像診斷工作的CT室醫(yī)師完成，采用雙盲法對主要冠狀動脈血管圖像進(jìn)行分析評價，出現(xiàn)分歧時經(jīng)相互討論后統(tǒng)一意見。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 19.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。分別統(tǒng)計冠脈各主要分支（右冠狀動脈、左冠主干、左回旋支和左前降支）出現(xiàn)偽影數(shù)、圖像質(zhì)量評分及主動脈根部的信噪比，評分以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示。對所得數(shù)據(jù)進(jìn)行非參數(shù)秩和檢驗分析，檢驗結(jié)果以P＜0.05有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

32例患者行冠狀動脈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)測到異常QRS波，心率齊整，Autogating推薦收縮期或/和舒張期掃描，但是在掃描區(qū)間出現(xiàn)心率突變，心律不齊。所有患者均一次完成檢查。

2.1 圖像質(zhì)量的客觀評價

圖像質(zhì)量的客觀評價主要通過測量主動脈根部的CT值，噪聲SD及計算信噪比SNR（表1）。從表1可以看出兩組圖像的CT值、SD及SNR相互之間的差異沒有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 主動脈根部的CT值、噪聲SD、信噪比SNR

2.2 主觀圖像質(zhì)量評分

經(jīng)兩名高年資CT醫(yī)師對右冠狀動脈、左回旋支、左前降支等共128支主血管進(jìn)行主觀評分，整體分布情況，見表 2～3。

表2 A、B兩組圖像冠脈各主要血管評分分布（例）

表3 冠狀動脈各分支評分及統(tǒng)計結(jié)果

注：RCA為右冠狀動脈；LM為左冠狀動脈主干；LCX為左回旋支；LAD為左前降支。

從表2可以看出，A組圖像質(zhì)量評分主要集中在4分和3分，而B組主要集中在4分和5分；表3中B組的各血管評分均高于A組。使用SSF算法重建圖像能夠顯著地改善右冠狀動脈和左回旋支的圖像質(zhì)量，P＜0.05；SSF重建出的圖像中沒有評分為2或者1的，能夠滿足臨床診斷的需求（圖1）。

3 討論

冠狀動脈波動規(guī)律在心動周期中呈周期性變化，根據(jù)監(jiān)測到的心電圖，分析冠脈運動速度周期性變化及運動模式，選擇運動速度和波動幅度都相對較低的收縮末期和舒張末期進(jìn)行數(shù)據(jù)采集重建圖像。在實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和縮短，冠狀動脈運動速度在心動周期中不再呈周期性變化，常規(guī)時相重建出的血管腔壁的連續(xù)程度、邊緣銳利度受到影響，并且會出現(xiàn)運動偽影[9-10]。

圖1 心率不齊患者經(jīng)SmartPhase選取時相后，分別采用STD和STD+SSF重建處理圖像

在本次實驗中，首先使用SmartPhase功能選擇最佳時相：對掃描后各時相各層面的血管圖像進(jìn)行單獨評價，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)量最佳的時相來重建冠脈血管圖像[11-13]。使用SmartPhase選擇時相重建圖像后：評分在3分以下不能滿足臨床診斷的患者僅為3例，經(jīng)分析原因可能是心率超過100次/分，三支血管不能同時處于相對靜止的狀態(tài)，左前降支和左回旋支相對靜止而右冠運動幅度較大，造成右冠圖像模糊和較低的質(zhì)量評分；24例評分為3，雖有輕微運動偽影，但是不影響診斷；其余69例評分為4分及以上。

冠狀動脈在心動周期內(nèi)有不同的運動模式，不同分支運動軌跡不盡相同，走行于前室間溝的左主干和前降支相對運動速度較慢且變化平緩，右冠和回旋支分別走行于前、后房室溝，受心房和心室運動的雙重影響相對運動速度較快且變化幅度較大，心房、心室運動不一致使其出現(xiàn)不規(guī)則擺動，冠狀動脈殘余運動的影響增加，從而產(chǎn)生運動偽影。SSF技術(shù)可以對右冠狀動脈、左前降支及左回旋支的運動軌跡分別進(jìn)行獨立跟蹤，通過對一個心動周期內(nèi)相鄰的3個心動相位所獲取的信息來決定各個分支獨特的運動特征（包括運動軌跡和運動速度），確定各分支在感興趣心動相位的準(zhǔn)確位置，將冠狀動脈的運動信息和圖像信息進(jìn)行整合，從而實現(xiàn)對每個分支獨立的運動校正，消除運動偽影[14-16]。

本實驗中，在SmartPhase選擇最佳時相的基礎(chǔ)上使用SSF技術(shù)重建圖像，對運動模糊進(jìn)行校正，有效地壓縮重建時間窗，消除殘余的運動偽影，得到清晰的冠狀動脈解剖圖像，尤其是對RCA的運動偽影啟到顯著的校正效果，與王艷薇等[17]的研究結(jié)果相一致。在128條血管中，114條血管的評分在4分及以上，冠狀動脈管腔連續(xù)完整，局部邊緣略模糊，無明顯運動偽影，14條血管的評分為3分，冠狀動脈管壁欠銳利或輕度運動偽影，不影響診斷；沒有評分為2分或者1分的，都能滿足臨床的應(yīng)用。

對于心律不齊的患者冠脈CTA成像，首先使用SmartPhase功能選擇最佳時相并使用STD算法重建圖像，能夠更快速的識別最佳相位，避免了掃描區(qū)間內(nèi)的全時相重建，為影像科醫(yī)技師節(jié)省了大量的時間和精力。對STD算法重建的圖像進(jìn)行SSF處理，在一定程度上提高了圖像質(zhì)量，滿足臨床診斷的需求，避免了患者調(diào)整心率后再做一次CCTA，減輕了患者的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和輻射劑量。

綜上所述，對于心律不齊患者的行心臟冠脈CTA檢查，自動選擇最佳時相結(jié)合冠脈追蹤凍結(jié)技術(shù)重建圖像能夠快速獲得良好的圖像質(zhì)量滿足臨床診斷的要求 。但本研究屬于回顧性研究，納入患者中檢查前出現(xiàn)心律不齊的現(xiàn)象時，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CCTA檢查，所以心律不齊的例數(shù)相對較少，研究結(jié)果可能存在一定偏倚，因此時相選擇結(jié)合冠脈追蹤凍結(jié)技術(shù)能否顯著提高冠狀動脈圖像質(zhì)量需進(jìn)一步研究證實。