心率对CT冠状动脉成像质量的影响

无创性CT冠状动脉成像技术（或微创性CT冠状动脉成像技术）是目前CT技术发展的一个重要方向，近年来多层螺旋CT的高速发展，大大提升了CT扫描时间分辨率。64层CT应用于心脏可以实现10秒以内完成扫描，病人的屏气问题已得到解决，但对非规范心率扫描冠状动脉所得到的图像质量会受到影响。尽管理论上64层螺旋CT可以接受心率达95次/分以上,实际应用中由于心率太快、扫描间期变化幅度不易控制，常规应用中还是希望降低心率，尽可能采用单扇区扫描采集数据，以提高冠状动脉图像质量。
    材料和方法
    1、一般资料：选择临床怀疑或已确诊冠心病的患者76例，行 64层螺旋CT冠状动脉血管造影增强扫描，要求患者窦性心率，能够一次屏气15秒以上，无房颤、房扑等疾病。排除碘剂过敏者、肾功能不全（血肌酐＞176.8umol/ml）者。患者76例，年龄38－88岁，男性48例，女性28例。对比剂为350mgI/ml的欧乃派克70－80ml。使用Tyco Healthcare双筒高压注射器注射，一个针筒内吸入对比剂，一个针筒内吸入生理盐水，注射速率为5－6ml/s，在注射完对比剂后以同样的速率注射50ml生理盐水。
    2、扫描前准备：嘱患者提前30分钟到达检查等待室，以平息情绪，稳定心率；对于心率未能控制在70次／分以下者，嘱患者于检查前1小时口服倍它乐克50－100mg，以控制心率。给患者进行屏气呼吸训练，保证患者在扫描时身体各部位不动。选择前臂静脉进行穿刺，保证注射流率达5－6ml/s。连接好心电导联，并接在心电监护仪上，观察心率、心电图。
    3、冠状动脉CT血管造影扫描：采用西门子SOMATOM Sensation 64层CT增强扫描，扫描时间0.33s，管电压120KV，有效电流900As，层厚为64×0.6mm。扫描范围：从支气管隆突下1cm至心脏膈面。扫描前应用兴趣区域激发模式在主动脉平面选兴趣区，在注射对比剂10s后开始扫描监测兴趣区密度变化，当CT值增加达100HU时启动冠状动脉扫描。
    4、扫描后图像处理：扫描结束后用回顾性心电门控技术预览图像，选择重建时像，常用重建层厚0.6-0.75mm，重建间隔0.5mm；重建算法依据具体情况选择。再利用后处理软件进行多平面重建（MPR）、最大密度投影（MIP）、曲面重建（CPR）、容积再现（VRT），或2D与3D图像分析。
    5图像评价：根据相关文献我们将冠状动脉分为11段。并将患者的冠状动脉各支按标准分段显示，分别以VR、MPR、CPR和MIP显示。冠状动脉图像质量评价及评分标准：图像重建后图像对比效果分为5级，相应评为1－5分：1级为血管充盈显影良好。与周围组织对比明显，边界清楚，边缘清晰锐利，无高浓度对比剂引起的发射状高密度伪影或不规则低密度伪影；VR图像显示血管壁柔滑，细致均匀；MPR、CPR以及横断面图像血管管腔对比剂充盈良好，密度均匀一致。3级为血管充盈显示尚可，与周围组织对比存在，边界欠清边缘毛糙有少量对比剂引起的发射状伪影或不规则低密度伪影；VR图像显示血管壁粗糙，表面有粗大不均匀的颗粒；；MPR、CPR以及横断面图像血管腔对比剂充盈良好，密度尚均匀。5级为血管充盈显示不佳，与周围组织显示不清，边界模糊；VR图像显示血管壁凹凸不平，MPR、CPR以及横断面图像血管腔对比剂充盈不良，密度不均匀，有明显的对比剂引起的发射状伪影或不规则低密度伪影。介于1、3级之间的作为2级，介于3、5级之间的作为4级，1级评分为5分，2级评分为4分，依次类推，3分以上可用于临床诊断。
    6、CT 值的测量：测量6支血管腔正交界面的密度值，分别在横断面图像于升主动脉，左冠状动脉发出层面、同一水平降主动脉层面中心区域选择一感兴趣区形态以类圆形为主，利用MPR的正交三维技术重建出左主支、前降支、回旋支和右冠离出口约1cm的管腔横断面并选择此层面兴趣区进行测量。
    7、统计学分析：所有数据都应用SPSS11.0统计分析软件，患者冠状动脉图像质量评分与血管内CT值的比较采用t检验，计算心率和图像质量之间的相关性。
    结果
    1、冠状动脉CT血管造影图像的对比效果评价76例冠状动脉造影患者血管造影增强检查成功率达100％，有1例患者（心率达100次／分）CTA图像不能满足冠脉诊断要求，该患者左冠起源于肺动脉。76例患者冠状动脉CTA图像效果评价大于4分（4.6）占96％，2例（心率＞80次／分）患者冠状动脉CTA图像可用于诊断。
    2、增强后血管内CT值：横断面升主动脉（AO）平均在390HU以上，降主动脉（DO）在340以上；右冠（RCA）377HU、左主支（LM）357HU、前降支353HU（LAD）、回旋支330HU（LCX）。
    讨论
    1、影响冠状动脉CTA图像效果的常见因素：常见的影响冠状动脉CTA图像对比效果的因素主要有对比剂浓度选择不当、扫描技术和延迟时间选择不当、注射速率慢运动呼吸伪影等。冠状动脉CTA是一项血管CT增强扫描技术这项技术中诸多因素影响成像结果。
    2、心率对冠状动脉CTA图像效果的影响：心率与冠状动脉成像质量呈负相的关系，实际扫描过程中心率又受到屏气注射对比剂等因素的影响。心率影响冠状动脉成像中的时间分辨率与过去意义上的时间分辨率（扫描野内用于图像重建所需要采集数据的时间）完全不一样。在心脏扫描中它是用同步记录心电图波形内某个心动周期一定时间重建图像的数据（心脏扫描的时间分辨率＝360°旋转时间／2×1／用于重建图像心动周期）。64层CT由于扫描速度快（0.33s）单扇区成像时间分辨率165ms，理论上如果心率在80次／分冠脉成像的成功率可达96％。在每一个心动周期中，心脏在等容积收缩期与舒张期处于相对禁止状态，是显示冠状动脉最佳时机。当心率在75次／分时一个心动周期持续时间为0.8s，舒张期持续时间约为80-120ms左右。当心率达80－95次／分时舒张期持续时间明显小于80ms。冠状动脉CT检查中一个最重要的环节时能否找到一个冠状动脉运动幅度最小的心动时像。在实际操作过程中我们认为慢而规则的心率对于冠状动脉CTA图像质量是最理想的。
    随着医学影像学的飞速发展，我们希望冠状动脉CTA终将取代血管造影用于冠状动脉的常规检查。因为这种检查方法操作比血管造影更快（检查几次心跳之内完成），并且所需的技术少于心导管术，无创伤，危险性低、费用少，不需要住院，准确地提供有关心脏及其血管状况的重要诊断信息。这将有助于决定恰当的治疗方法从而给心血管疾病患者带来福音。
（作者：东南大学附属中大医院）