HDCT不同扫描模式对国产冠状动脉支架成像管腔显示的影响：体模实验研究

范丽娟 徐冬生 张计旺 孙凤伟 张立仁

64排及后64排螺旋CT冠状动脉成像能够准确地观察冠状动脉的管壁及管腔，但对冠状动脉支架术后支架腔内的显示还存在一定限度。虽然选用的支架管径与心脏固有冠状动脉的管径大致相等，但由于CT的部分容积效应及支架金属壁线束硬化伪影影响，使得支架腔内的观察要困难得多，尤其对小于3.0mm的小管径支架显示不理想[1-3]。因此，对冠状动脉支架术后管腔的清晰显示是CT冠状动脉成像支架复查所面临的主要问题。本研究拟通过对比HDCT的高清（HD）和非高清（NHD）扫描模式对国产支架体模成像效果的影响，探讨冠状动脉CT支架成像的最佳扫描模式及该国产支架材料对MDCT成像的影响。

方 法

1.一般材料

冠状动脉支架与模型：采用型号为乐普316L和L605的支架各5枚，每种型号的支架标称直径分别为2.5mm、2.75mm、3.0mm、3.5mm和4.0mm。丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂制成空心管状结构模拟冠状动脉，将支架分别置入每支模拟冠状动脉内，注入稀释后CT值为300HU（管电压120kV时测量）的对比剂，封闭开口后固定于一圆柱形塑料瓶外，并将瓶内注入同样CT值的对比剂溶液模拟心腔，再将模型静置于注满水的塑料盒内上机扫描。

2.仪器与方法

应用GE Discovery CT750 HDCT对支架体模分别进行HD模式和NHD模式扫描。采用前瞻性心电门控扫描，心电模拟规则心跳60次/min，曝光补偿时间窗设为0ms，仅采集75% R-R间期时相，采用HD Detail（HD组）和Detail（NHD组）模式重建图像。扫描参数如下：机架旋转时间350ms/rot，管电压120kV，管电流450mA，准直器宽度40mm（0.625mm×64），层厚0.625mm，SFOV 32.0mm，矩阵512×512。图像传至AW工作站，采用血管拉直的方法在同一支架的近、中、远3处横断面测量观察值，包括支架的内径、支架腔内CT值及邻近支架模拟冠状动脉管腔CT值等。观察的窗宽1200～1500HU，窗位300～500HU。两种扫描模式的参数条件及图像处理方法均相同。

3.支架显示情况评价

用支架内径的测量值及支架内腔显示率评价支架的显示。

3.1 支架内径：将研究的支架进行血管拉直处理，在支架轴面图像上勾画支架壁的内缘，测量支架的内径。对同一支架采用此方法分别在近中远三处测量支架的内径，取平均值为该支架的测量内径（图1）。

3.2 支架内腔显示率=（支架内径测量值）/（支架实际标称值）×100%

两名从事心血管影像诊断方向的放射科主治医生，通过上述后处理重组图像对支架的显示情况进行测量分析，不同直径支架在测量时采用双盲法。最终的支架内腔显示率取两名医师的平均值。

4.统计学处理

采用SPSS16.0统计软件，计量资料采用均数±标准差表示。对10枚支架的HD组和NHD组支架管腔显示率进行配对t检验；5枚316L支架按直径分为2.5mm、2.75mm、3.0mm、3.5mm、4.0mm共5组，对各组支架的两种扫描方式进行配对t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

两组扫描采用了相同的管电压、管电流及扫描时间，因此，两种扫描模式辐射剂量相同。

HD组支架内腔平均显示率为（49.2±8.9）%，NHD组为（45.9±10.0）%，两组差异有统计学意义（t=－5.250；P＜0.05），HD组支架管腔显示率较NHD组高约7.2%。316L组支架平均显示率（50.3±7.3）%，L605组支架平均显示率（44.8±10.7）%，两组差异无统计学意义（t=1.350；P＞0.05）。5枚316L支架中，两种扫描模式在直径2.5mm和4mm支架管腔显示率上差异无统计学意义（P=0.785和P=0.468），其他组则HD组的平均显示率显著优于NHD组（表1）（图2，3）。

图1 A图示支架轴面梁壁的勾画线，B图显示此处支架内径2.6mm。图2 体模支架横断面。A.为高清模式扫描Detail2重建的体模支架横断面图像；B.为标准模式扫描Detail重建图像。图3 不同管径316L支架拉直图像。A.为HD模式扫描不同管径316L支架拉直图像；B.为NHD模式扫描相应支架拉直图像。

表1 316L组各径线组支架管腔显示率（%）

讨 论

影响MDCT冠状动脉支架成像的因素较多，如支架内径、材质、重建算法、线束硬化伪影、部分容积效应等。本文从HDCT高清模式及国产不锈钢和钴钨合金支架对CT成像影响两个方面进行对比研究。

支架材质不同对射线吸收系数存在差别，造成线束硬化伪影对支架管腔观察的影响程度也不一样。Maintz等[4]研究显示，支架材质是产生金属伪影、影响支架腔内观察的主要因素之一。通过对比68种不同规格的支架，Maintz发现合金支架产生的金属伪影较少，由于合金材料硬度较高，在支架编织时，可降低支架金属丝的厚度，因而减少了金属伪影，有利于支架腔内结构的显示。但本研究中，国产乐普316L不锈钢支架及L605钴钨合金支架显示率差别无统计学意义，可能与合金支架壁的厚度及合金中各种高原子序数金属含量多少有关，原子序数高、支架壁厚者的金属伪影会相应增加，导致本组不锈钢支架与合金支架的CT显示率差别无统计学意义。

目前影响冠状动脉支架CT成像的硬件因素包括运动伪影、线束硬化伪影、部分容积效应[5]。后两个因素可以通过提高图像空间分辨率的方法改善[6]。HDCT采用宝石探测器材料，其X射线的透射速度是传统CT探测器材料的百倍。超快速的透射速度可以获得高质量的图像，适应超快速的能量切换，并大大减少余辉效应[7-8]。HDCT数据采集系统的采样率达到7131Hz，数据采集速度及采样率的提高也大大减少了伪影产生，提高了图像空间分辨率。动态变焦球管通过电磁场聚焦和偏转，根据不同的图像层厚和扫描野，动态改变球管的焦点，这样系统就可以根据不同条件自动地选择匹配的焦点，得到更好的图像质量，使得心脏成像的空间分辨率最高达到18.2lp/cm。支架管腔显示的难度主要来自于线束硬化伪影及部分容积效应，改善图像空间分辨率是提高冠脉支架图像质量的重要方法之一。本研究中，HD模式扫描支架管腔的显示率较NHD模式高7.2%，HD模式扫描的图像能够更真实反映支架壁的厚度，显示支架腔内情况。

支架内径也是影响成像的重要因素之一，支架直径≥3.5mm可评估率为100%[9]，3.0mm则为80%，＜3.0mm仅为33%。Chung等[10]研究显示支架内径明显影响64排CT对冠状动脉支架的评估，且MSCT对≤2.75mm支架的评价能力受限。本研究中，对316L内径＜2.75mm的支架，由于支架内径小，线束硬化伪影对支架腔显示的影响大，两种扫描模式都不能清晰观察管腔情况，二者无显著差别；而对316L内径≥4.0mm的支架，支架管腔大，线束硬化伪影的影响小，两种扫描模式均能观察管腔，差别也无统计学意义。本组研究结果与之后的在体支架研究结果[11]一致。

本研究观察了两种扫描模式对支架腔的显示情况，为体外静态体模成像，结果提示HD扫描模式能够更清楚地显示支架及管腔。实验条件与在体情况有差别，我们又进一步进行了在体研究[11]。但最终仍需进行冠状动脉支架内的病变研究。

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