影响多层螺旋CT冠状动脉成像图像质量的因素

张春雨 王文志 张 千 梁 平 王 睿 杨淑琴

(吉林大学中日联谊医院放射线科，吉林 长春 130033)

虽然迄今为止冠心病诊断的金标准仍为冠状动脉造影(coronary angiography，CAG)，但CAG仅能显示管腔的狭窄程度及范围，而且是有创检查，还可能出现一些严重的并发症。多层螺旋CT冠状动脉成像(multi-slice spiral CT coronary angiography，MSCTCA)不但可以显示血管管腔的改变，亦可同时显示管壁的钙化、斑块的形态、范围、特征及血管与心脏整体间的空间关系〔1〕，且其为无创性检查，费用较低，因此越来越受到关注。本文主要探讨影响MSCTCA图像质量的因素。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2006年3月至2007年6月行16层螺旋CT冠脉成像的60岁以上的患者52例。其中3例为支架植入后复查，1例冠脉旁路搭桥术后搭桥血管复查。男34例，女18例，年龄60～76岁，平均68岁。52例患者均有不同程度的胸闷，43例有心前区不适、心悸病史。心电图示ST段抬高21例，ST段下移13例。3例支架植入者2例为左前降支，1例为右冠状动脉。1例冠脉搭桥术后2支静脉桥，1支动脉桥。

1.2 方法

1.2.1 检查前准备 心率一般应控制在50～65次/min。对于心率〉65次/min者，给予口服氨酰心安25 mg以减慢心率;30 min后心率仍〉65次/min者追加口服氨酰心安25 mg，心率稳定控制在65次/min以下。

1.2.2 扫描技术 采用美国GE公司的16层螺旋CT，Lightspeed 16 System进行扫描。首先进行定位像和预扫描，然后在主动脉根部层面进行小剂量试验测主动脉峰值时间:分别以3～5 ml/s速率注射20 ml造影剂，计算出延迟时间(18～28 s不等)。扫描范围:自气管隆突下2 cm至心膈面以下2 cm。以相同的速率注入造影剂60～100 ml，要求患者吸气后屏气，按所测得的延迟时间启动扫描。选择扫描参数:螺距0.325:1，层厚1.25 mm，重建层厚0.625 mm，显示野(FOV)250 mm，矩阵512*512，140 kV;毫安秒根据病人的具体情况而定，一般为220 ～350 mAs。

按照扫描时的心率≤60次/min(共33例196支血管)，61～70次/min(共14例81支血管)，＞70次/min(共2例10支血管)，将所有患者分为3组。

按照心率波动幅度＜10次/min(共45例266支血管)，≥10次/min(共4例21支血管)将所有患者分为2组。

1.3 图像重建、后处理及分析方法 将扫描的原始数据在RR间期75%相位窗进行横轴位重建，并传送到工作站。采用Cardiac IQ软件包进行容积再现技术(VRT)、多平面重建(MPR)、曲面重建(CPR)、最大密度投影(MIP)、仿真内窥镜(CTVE)技术等后处理。

1.4 统计学分析 计数资料采用Kendall等级相关分析。

2 结果

在原始图像及重建图像上，血管成像的影像质量分为3级，1级:成像良好，血管与周围组织分界清楚，没有阶梯状伪影，血管腔及血管壁显示清楚;2级:成像尚可，血管有轻度阶梯伪影，血管形态尚可辨认，重建图像可以进行分析;3级:成像不良，各种伪影影响血管结构的观察，不能用于判断该血管的情况。按上述分组，心率与成像效果的关系见表1，不同组间成像质量比较差异有统计学意义(P＜0.05)。成像效果与心率波动的关系见表2，第1组与第2组比较差异有统计学意义(P＜0.05)。可见心率波动幅度＜10次/min患者的MSCTCA成像质量明显高于波动幅度≥10次/min的患者。

表1 心率对冠状动脉血管成像质量的影响(共287支血管)〔血管支数(%)〕

表2 扫描期间心率变化幅度对冠状动脉血管成像质量的影响(287支血管)〔血管支数(%)〕

3 讨论

心脏作为特殊的动态器官，其运动状态导致图像伪影一直是一个主要问题。16层螺旋CT比单层螺旋CT扫描速度更快，扫描范围更长，扫描层更薄，空间分辨率更高，消除了后处理图像中Z轴方向出现的阶梯状图像边缘，因而三维成像的质量更好。MSCTCA在无创的基础上，利用16层图像的数据，较好地显示了心脏冠状动脉及其分支的影像，逐渐成为临床上筛选冠心病的重要手段。但正确的诊断基于高质量图像的获取。笔者认为若要保证图像质量，需注意下列基本因素。

3.1 心率与心律 心率的快慢对冠状动脉成像效果的影响至关重要〔2〕。时间分辨率是MSCT成像的重要参数。心率过快者(≥70次/min)常会使成像时间分辨率加大而无法在舒张期内完成，因此重建后的图像显示为血管中断及阶梯状伪影;国内文献〔3，4〕提示心率在60次/min以下者CT图像质量明显优于心率在60次/min以上者，而本试验亦证实心率≤60次/min者图像质量 优于心率60～70次/min者，心率60～70次/min者图像质量优于心率70次/min以上者。在扫描期间心率的稳定也很重要，波动幅度大于10次/min则会使图像数据不能在心动周期同一时相采集与重建，亦会导致伪影产生，因此明显心律不齐需经临床治疗稳定后再行检查为宜。本组3例因扫描期间心率一直＞75次/min或心率波动＞15次/min而成像模糊，不能评估。

3.2 呼吸训练与屏气 检查采集图像过程中，呼吸动作导致胸腔的运动常常会引起心脏整体的移位，从而影响冠状动脉主干及分支的显影或出现中断移位等伪影现象，因此扫描过程中的屏气是保证图像数据有效采集及图像重建时质量的重点之一。本组经验为检查前训练患者屏气即可完成扫描，还要嘱咐患者放松情绪以保证稳定的心律。本组病例即有1例瞬间屏气不良而出现右冠状动脉近段中断移位。3.3注射速率与对比剂应用剂量对比剂(优维显370)使用总量及注射流速直接影响冠状动脉的显示。快速注射时，靶血管内对比剂充盈高峰时间早，小血管显影好，但腔静脉伪影干扰大;慢速注射时，靶血管对比剂充盈高峰时间晚，小血管显影差，但腔静脉伪影相对少。本组探索应用80、100、120 ml总量，先以20 ml行预扫描测出冠状动脉扫描的最佳强化时间，再将剩余造影剂以3～5 ml/s的速度注入，并以同速加注40 ml分层好的生理盐水，能较好解决上腔静脉、右心房强对比性伪影对冠状动脉显示的干扰，结果表明造影剂注入总量100 ml，速度以4.5～5.0 ml/s成像最理想。

3.3 扫描延长时间 由于冠脉是心脏血管系统中较纤细的一支，个体实际循环时间差异较大，而扫描延迟的理想时限是显示冠状动脉的关键，所以针对不同患者循环时限差异，应行对比剂小剂量预试验，以时间-密度曲线计算主动脉对比剂充盈峰值来计算延迟时间。本组以预扫描方法算出冠状动脉内对比剂充盈的最佳时间，测出的延迟时间在18～28 s，能够获取较理想的冠状动脉及其分支图像。

3.4 后处理技术的选择 扫描后图像的后处理是显示病变的关键。重建方法的效果因人而异，受多方面因素的影响。重建方法不同，得到的图像也不同。

MPR优点是操作简单快捷，可以做到实时显示，能任意产生新的断层图像，原图像的密度值和大小比例被忠实保留到结果图像。CPR优点是可以将迂曲的血管全程清晰显示，并能将迂曲走行的解剖结构拉直，将其全程显示于一 幅二维剖面图像上，使对狭窄程度及长度的评价更加直观，可以发现较明显的病灶(包括钙化灶和软斑块)，判断冠状动脉狭窄的程度。VRT可三维显示整个心脏和冠状动脉，直观显示冠状动脉和心脏的解剖细节，血管有较好的连续性，图像细腻、逼真，有较强立体感，可显示冠状动脉狭窄及钙化斑块。CTVE在检测具有不规则表面和钙化病变时敏感性和特异性都较高。MIP对高密度的物质如管壁钙化灶的显示准确性高。

随着时间和空间分辨率的不断改善，MSCT成像技术在冠状动脉疾病中的应用将会越来越广泛，前景越来越广阔。更多排数、更小体积的探测器以及更快的扫描速度，这些技术上的进步，使运动伪影明显减少，造影剂用量降低，更小的血管得以显示，使得冠状动脉的图像质量进一步提高，冠状动脉硬化的定量分析更为准确。MSCT优越的性能会给冠状动脉疾病的临床诊断提供更多的信息，为临床治疗提供更科学的参考依据。

1 Schoenhagen P，Halliburton SS，Stillman AE，et al.Noninvasive imaging of coronary arteries:current and future role of multi-detector row CT〔J〕.Radiology，2004;232(1):7-17.

2 Nieman K，Bennoj，Rensing，et al.Usefulness of multi-slice computed tomography for detecting obstructive coronary artery disease〔J〕.Am J Cardiol，2002;89:913.

3 包颜明，张龙江，杨亚英.多层螺旋CT评价冠状动脉疾病的进展〔J〕. 放射学实践，2005;3(20):2268-70.

4 赵绍宏，聂永康，蔡祖龙，等.冠状动脉疾病多层螺旋CT成像初探〔J〕.中华放射学杂志，2002;36(8):712-4.