256排螺旋CT冠状动脉造影图像质量控制管理

马荣希，李晓辉，孙伯章，樊淑青

(1.冀中能源邢台矿业集团总医院医学影像中心，河北 邢台 054000；2.北京大学第三医院放射科，北京100083)

冠状动脉CT成像(CT coronary angiography，CTA)已经成为预测冠状动脉粥样硬化性心脏病(coronary heart disease，CHD)风险程度首选检查手段，对于胸痛的急诊患者也已成为有效的检查方法。其主要优势是具有较高的阴性预测值，可以起到排除CHD的作用，从而避免部分阴性或管腔轻度狭窄患者经受有创的冠状动脉造影检查[1-2]。冠状动脉病变相对单一，一般定性诊断不难，难的是获得满意的图像质量。所以，质控管理显得越发重要，而质控链上的节点在前期准备工作，尤其是呼吸屏气质量最为关键，是影响成像质量的首要因素，其重要性胜过后期的图像处理工作。

1 资料与方法

1.1 一般资料：收集2012年3—12月行256排螺旋CT冠状动脉CTA检查患者3 000例，绝大部分为已确诊CHD或因胸痛等症状而怀疑冠状动脉病变而行此项检查，少部分为健康体检病例。其中男性2 130例，女性870例，年龄31～86岁，平均53岁。心率54～116次/min，平均78次/min。全部进行了严格细致的前期准备工作。绝大部分采取了降率扩冠措施，少部分焦虑紧张患者予以镇静支持。3 000例中拟诊CHD 2 766例为A组，复查234例为B组(其中冠状动脉搭桥术后复查18例，支架植入术后复查216例)。排除严重心肝肾功能不全、碘剂过敏患者。糖尿病服用二甲双胍者停药2d后再行检查。

1.2 扫描方法：扫描设备为Philips Brilliance(iCT)，采用回顾性或前瞻性心电门控心脏扫描模式。回顾性心电门控心脏扫描模式，使用128mm×0.625mm的探测器，扫描层厚0.9mm，层间距0.45mm，机架转速0.27s/r，FOV 165.0mm，管电压120kV，管电流800mAs，螺距0.16～0.18，重建矩阵512×512，采用智能扇区选择扫描方式；前瞻性心电门控心脏扫描模式，使用128mm×0.625mm的探测器，扫描层厚0.9mm，层间距0.45mm，机架转速0.27s/r，FOV 165.0mm，管电压120kV，管电流200mAs，重建矩阵512×512。增强扫描时，以5～5.5mL/s的速度注射非离子型含碘对比剂碘帕醇(Iopamidol，370mg/L)70～80mL，对比剂注射量依据患者体质量和扫描范围进行个体化定量。在对比剂注射完毕后以相同速度继续追加注射30mL生理盐水。使用人工智能触发扫描，触发层面设置在肺动脉水平的降主动脉，触发阈值设置在150Hu。扫描范围从气管分叉部到肝脏上缘(心底部)。扫描前常规让患者舌下含服硝酸甘油0.5mg。

1.3 准备阶段质量控制

1.3.1 心理干预疏导：部分患者对多排螺旋冠状动脉CTA有神秘感或恐惧感，因此加强心理疏导十分必要[3-4]。接诊人员必须热情和蔼，耐心告知患者注意事项，详细讲解检查过程中对心率、屏气的要求和重要性，以及各阶段注意事项。强调该检查简单、安全、无创，增加其对检查程序的熟悉和成功的信心，有利于保证扫描的顺利进行。提前观看视频影像了解检查的整个过程和步骤，也是消除神秘感的好办法。个别患者过度紧张一上机心率明显加快，波动幅度也加大，耐心解释安慰后仍不能配合时可给予镇静措施。注意针对每位患者的心理状况进行个体化指导。

1.3.2 建立静脉通道：为扫描时上肢活动方便绝大部分采用腕前或手背静脉穿刺。20G套管针穿刺后，快速推注5mL生理盐水观察静脉通道是否通畅。而后推注lmL碘对比剂，观察15～20min询问患者是否有恶心、呕吐、眩晕、心悸气短、荨麻疹等过敏症状。即使碘试验完全阴性患者也给予10mg地塞米松，以防大量快速注射时发生过敏反应。

1.3.3 降率扩冠状动脉：心率超过80次/min时，提前30min口服倍他乐克25～50mg必要时可静脉给药(注意排除禁忌证)。检查前不喝刺激性饮品，注意休息，稳定患者情绪。扫描前5min含化硝酸甘油0.5mg。

1.3.4 训练呼吸屏气：上机前要指导患者练习呼吸屏气，以减少患者机上训练所占时间。吸气幅度要尽量保持一致，尽量自然吸气，不要深吸气后屏气，吸气后屏气大约10s。扫描时绝对不可以咳嗽、打喷嚏、呃逆及做吞咽动作等。对于年老体弱屏气不佳患者，可采用鼻夹闭嘴协助屏气。对缺氧耐受差的患者可以给予氧气吸入。

1.4 扫描阶段质量控制

1.4.1 检查中一般护理：连接电极前注意清洁湿润皮肤，确保接触良好。上机后需再次进行呼吸屏气训练，并注意观察心电图波形及心率。告知患者扫描时会发生的正常情况，如机架高速旋转噪音，高压注药时的浑身发热感、鼻腔内有药味、嘴里有苦味等。尽力安慰患者消除扫描时的紧张心理，以免造成心率波动幅度过大。

1.4.2 对比剂注射：使用370mg/100mL高浓度对比剂。对比剂加温至37℃左右，既可减轻低温对血管的刺激，又能降低黏稠度减少注射阻力。注药前试注20mL生理盐水测试静脉通道畅通程度，无渗漏可能时再进行正式扫描。于扫描前5min舌下含服硝酸甘油0.5mg，以利于冠状动脉尤其是细小分支对比剂的更好充盈。

1.5 后处理技术及影像质量评估

1.5.1 后处理技术：所有原始数据均传输至Extended Brilliance Workspace(EBW)工作站进行处理和影像质量评估。回顾性心电门控心脏扫描模式冠状动脉图像重建时相常取40%、45%、75%及80%R-R间期时相进行重建。必要时可自5%～95%R-R间期进行多相位重建，在每个相位上进行冠状动脉的后处理重组，筛选图像最佳者用于图像质量评价。冠状动脉显示的方法包括横断面影像(volune rendering,VR)、多平面重组(multiplannar rescontruction,MPR)、曲面重组(curved planar reformation,CPR)、容积再现。

1.5.2 图像质量评估：参照文献[5]对图像质量分级。1级，优；2级，良；3级，中；4级，差。1级图像显示血管连续、清晰，轴位扫描血管边缘清晰，无运动伪影及边缘脂肪密度影，在VR图像上无阶梯伪影；2级图像显示血管边缘模糊，轴位扫描血管出现较小的运动伪影，如条状伪影，在VR图像上可见轻微的阶梯伪影；3级图像血管出现伪影，轴位扫描运动伪影边缘距离血管中心<5mm，VR图像阶梯伪影<血管直径的25%；4级图像血管显示不清，无法对血管与周围组织进行区分。4级以上质量可以满足评价，4级质量不能满足评价。由2位有经验的医师独立完成对冠状动脉分段和图像质量的评价，出现分歧时以取得一致意见为准。

冠状动脉狭窄依据管腔狭窄程度分为5级，即管腔正常，轻度狭窄(管腔狭窄<50%)，中度狭窄(管腔狭窄50%～75%)，重度狭窄(管腔狭窄>75%)，完全闭塞(管腔100%闭塞)。管腔狭窄程度的计算采用目测直径法，具体公式=血管狭窄的程度-(狭窄部位近心端正常血管直径-狭窄处直径)/狭窄段近心端正常的血管直径×100%。对除1级以外的图像进行包括呼吸、心率、钙化、肥胖在内的影响因素分析。

2 结 果

冠状CTA图像质量按4级评价标准，3 000例扫描总体成功2 949例(98.3%)，图像质量优、良、中、差分别为1 206例(40.2%)、1 283例(42.8%)、460例(15.3%)、51例(1.7%)。拟诊CHD2 766例(A组，成功率98.5%)，图像质量优1 134例(41.0%)，良1 201例(43.4%)，中390例(14.1%)，差41例(1.5%)。复查者共234例(B组，成功率95.7%)，其中冠状动脉搭桥术后复查18例，支架植入术后复查216例；图像质量优72例(30.8%)，良82例(35.0%)，中70例(29.9%)，差10例(4.3%)。

呼吸、心率、钙化、肥胖对图像质量的不良影响分别为983例(54.4%)、395例(22.0%)、243例(13.4%)、185例(10.2%)，呼吸是影响图像质量的最重要因素。

3 讨 论

螺旋CT冠状动脉CTA质控管理是一个系统工程，包括患者的选择、技术培训、扫描前准备、扫描参数、图像后处理技术、读片诊断和报告属性全过程。大家公认扫描前期的准备工作是否充分是质控链上的重要节点，直接关乎扫描成功率和图像质量，但是各单位做法及规范化方面存在较大差距[6]。本研究旨在强调看似平常简单的前期准备工作的重要性，以引起大家的重视，并将其进一步规范化，保证CTA的成功率和图像质量。

3.1 呼吸屏气：由于后“64排CT”时代的高端CT时间分辨率的提高，单纯高心率对冠状动脉CTA质量影响已经不大，呼吸屏气不佳上升为第一影响因素，这个看似平常简单的问题变得突出起来[7-8]。本研究屏气不佳的影响率高达54.4%，几乎等于心率、钙化、肥胖不良影响率的总和，是心率不良影响的2.5倍。屏气训练环节所用时间最长，变数最大，最难控制，也最影响工作效率。这就要求接诊人员必须以严谨的工作态度，以高度责任心与患者形成良好互动，说明要简单扼要、通俗易懂，直到患者正确掌握屏气要领为止。患者未屏住气可使扫描彻底失败，屏气不佳会使冠状动脉图像出现呼吸错层伪影。本研究约12%基本条件很好的患者由于呼吸屏气配合较差，致使图像质量明显降级。因呼吸严重伪影造成的不可诊断率为52.9%(27/51)，主要出现在左冠状动脉前降-右冠状动脉中段。至于吸气幅度仁者见仁，我们感觉还是平静自然吸气更稳定一些。

3.2 降率扩冠状动脉：多数研究[9]认为64排CT的最大挑战来自于心率过快以及波动幅度过大。因此64排产品医院多将心率极限控制在70次/min，高于此心率者不予扫描，即使勉强检查图像也不尽如人意。256排螺旋CT，探测器宽度较64排CT增加1倍，转速达到了0.27s，采用4扇区重建时间分辨率最高可以达到33.75ms，在心率的适应性方面具有了更大的优势。因此，对后“64排CT”时代的高端CT来讲高心率已不是影像图像质量的主要因素[7，10]，本研究仅为19.8%。值得一提的是，不管多么先进的机器，冠状动脉成像质量与心率都是明显的负相关，因此控制心率仍然是必要的。本研究86%的患者采取了降率措施。对于过度紧张焦虑患者使用适量镇静剂是必要的，可以保持心率稳定，减少波动幅度，本研究约占1.5%。心律不齐则可以使采集重建失败，此时应采取心电编辑，以取得较高或可满足诊断需求的图像质量。心律不齐严重伪影造成的不可诊断率为37.2%(19/51)，是中差等级图像的主要原因之一。有研究[11]认为服用硝酸甘油后冠状动脉远段和近段的扩张率分别为4.7%、10.8%，还有缓解冠状动脉痉挛的作用，可有效减少冠状动脉狭窄的假象，近年来愈来愈受到业界重视。本研究患者含服率达97%。含服硝酸甘油后3支冠状动脉近段、中段优于末端，冠状动脉容积增大，改善了冠状动脉的空间分辨率，也提高了冠状动脉的密度分辨率，对改善图像、提高诊断质量有积极帮助。

3.3 冠状动脉弥漫钙化：冠状动脉大量弥漫性钙化及冠状动脉支架等可形成放射性伪影而影响冠状动脉成像质量，使冠状动脉狭窄的准确评估变得困难。因为钙化越明显，CT值越高，容积效应的影响就越大。本研究39个阶段与CAG进行了对比，29段被高估15%以上，10段被高估25%以上，2例患者管状钙化图像甚至被误为支架。在不能诊断的21支血管中，严重钙化占了11支。可见严重的冠状动脉钙化不仅影响可诊断率，还降低了诊断的特异性和阳性预测值。因此，有学者[12]建议钙化积分明显的大范围重度钙化患者直接行CAG检查。我们认为CTA提供了冠状动脉解剖和病变的更多信息，并对治疗方案提供更为详细的依据，所以行冠状动脉CTA扫描仍有可取之处。256排螺旋CT的技术审计某种程度上可以减轻钙化伪影，魔镜技术也有一定作用。随着临床诊断经验的不断增多，我们现在的做法是结合临床综合考虑，适度降低目测狭窄程度的10%～30%。

3.4 体质过度肥胖：也是影响冠状动脉成像质量的常见因素，也是不可控因素。过于肥胖会使图像信噪比明显降低，导致图像粗糙冠状动脉内腔结构显示不清。适度加大扫描条件图像质量会有所改善，但不会有根本改变，尤其是肌肉发达患者。

3.5 门控和重组时相：256排CT前门控扫描模式两次曝光即可完成心脏采集，但适应心率有严格要求，应该低于65次/min而且波动幅度不大。成功时图像质量优于后门控，辐射剂量也很低，然而一旦不成功则补救办法很少。因此为了确保成功率和图像质量，本研究92%患者还是使用了后门控扫描模式。剂量在7～15mSv。其危害可能并没有想象中的可怕，因为每年的天然本底辐射剂量也在3mSv左右，并且CT扫描的可控空间很大。另外，业者最尴尬的局面莫过于扫描完毕告诉患者本次扫描不成功，无论你有多少理由、什么样的理由都很难说服患者及家属，这一问题在基层医院尤为突出。某种程度讲对患者及临床医生来说，优良的图像质量和百分之百的成功率是他们的最高期待。

图像后处理采用最佳时相重组。时相重组选择时，先以心率为参考，心率<70次/min者大多在高时相区75%～80% R-R间期图像较好，心率>70次/min者，在低时相区40%～50% R-R间期图像效果较好。个别心率在70次/min左右，左冠状动脉时相70%～80%,右冠状动脉40%～50%R-R间期。这样重组时可有的放矢节省时间，从而提高工作效率，本研究发现只有极个别患者需多时相重建，一一筛选。本研究患者显示心脏运动伪影的影响以右冠状动脉状动脉的中远段最为常见，左主干较少。重组图像时，应非常注意横断面和MPR的作用。

3.6 对比剂选择：选择高含碘量的对比剂，增加注射速率，提高扫描时段内血容量中对比剂含碘量，进而提高密度分辨率；本研究2 100例(70.0%)患者使用浓度370mg，绝大部分取得了能够满足临床诊断的图像质量。显影较淡者心功能不佳，过度肥胖是主要原因。150例(5.0%)患者试用了浓度400mg，理论上高浓度对比剂可降低注射速率，减少总碘用量，有利于提高图像质量和冠状动脉远端及小分支的显示。我们体会实际效果并不明显，起码没有取得肉眼可辨的效果。高昂的价格，也不符合临床经济学原则。近年业界更注意低浓度对比剂的应用研究，以减少碘剂对人体的不良刺激。本研究750例(25.0%)患者试用了浓度320mg，左右冠状动脉主干充盈密度平均约低于370mg 9Hu，图像不及370mg漂亮，但可以满足临床诊断的需要，性价比较好，不失为一个选择。本研究轻度碘过敏率为5.7%，外渗率为0.4%。

总之，在256排螺旋CT冠状动脉CTA质控链上，扫描和图像重组工作相对可控固定，且依赖于基础图像质量。前期准备工作的屏气训练和心率控制环节变数最大、最难控制，也最为关键，是提高扫描成功率和图像质量的主要节点，应予高度重视。

[1] CARRIGAN TP，NAIR D,SCHOENHAGEN P,et al.Prognostic utility of 64-slice computed tomography in patients with suspected but no documented coronary artery disease[J].Eur Heart J,2009,30(3):362-371.

[2] 刘兆玉，韩家兴，畅智慧，等.256排螺旋CT血管造影诊断冠状动脉狭窄——与经导管冠状动脉造影术对比[J].中国医学影像技术，2010，26(10)：1892-1895.

[3] 郭淼，铁红红，姜红，等.320层容积CT冠状动脉血管造影的护理[J].医学影像学杂志，2010,20(7)：1041-1044.

[4] 王海红.心理干预在多层螺旋CT冠状动脉造影检查中的应用[J].河北医科大学学报，2010,31(7)：847-848.

[5] HERZOG C,AMING-ERB M，ZANGOS S,et al.Multi-detector row CT coronary angiography：influence of reconstruction technique and heart rate on image quality[J].Radiology,2006，238(1)：75-86.

[6] 吕滨，张兆琪，张立仁.解读美国《冠状动脉CT血管成像专家共识》，客观评价冠状动脉CT血管成像的临床价值[J].中华放射学杂志，2011，45(10)：803-907.

[7] 张竹花，金征宇，张抒扬，等.双源CT冠状动脉成像的初步研究[J].中华放射学杂志，2007，41(9)：973-976.

[8] WILSON GT，GOPALAKRISHNAN P,TAK T.Noninvasive cardiac imaging with computed tomography[J].Clin Med Res,2007，5(3)：165-171.

[9] 王继琛，邱建星，孙晓伟，等.64层螺旋CT 冠状动脉成像时心率对成像质量的影响[J].中国医学影像技术,2006，22(10)：1481-1484.

[10] 李鸿江.双源CT冠状动脉成像与冠状动脉造影诊断冠状动脉病变的对照研究[J].河北医科大学学报,2012,33(5):584-586.

[11] 王柏林，苗英，邱金海，等.含服硝酸甘油对64层螺旋CT冠状动脉成像质量影响的分析[J].中华放射学杂志，2009，43(12)：1251-1254.

[12] SIROL M，SANZ J，HENRY P，et al.Evaluate 64-slice MDCT in the real world of cardiology：a comparison with conventional coronary angiography[J].Arch Cardiovasc Dis，2009，102(5)：433-439.