前瞻性心电门控技术在体部大血管一站式成像检查中的可行性研究

刘 娜，周 瀚，高 靳，欧阳宇，李俊鹏

(成都市第三人民医院CT室，四川 成都 610031)

前瞻性心电门控技术在体部大血管一站式成像检查中的可行性研究

刘 娜，周 瀚，高 靳，欧阳宇，李俊鹏

(成都市第三人民医院CT室，四川 成都 610031)

目的 探讨前瞻性心电门控技术对冠状动脉、肺动脉、主动脉全段成像的临床应用价值。方法 将40例患者分为A、B两组各20例，分别使用美国飞利浦256层Brilliance iCT行前瞻性心电门控和回顾性心电门控检查扫描，扫描前均控制心率 ≤ 80次/分钟，分析两组冠状动脉、肺动脉及主动脉三种大血管图像质量并比较组间的辐射剂量。结果 两组三种大血管图像质量差异无统计学意义(P> 0.05)；获得满足诊断的图像质量的辐射剂量A组为(7.2±1.8)mSv，B组为(21.2±1.5)mSv，差异有统计学意义(P< 0.05)。结论 256层Brilliance iCT前瞻性心电门控技术可获得满足诊断需要的图像质量，且显著降低了辐射剂量。

冠状动脉；肺动脉；主动脉；门控技术；辐射剂量

冠状动脉狭窄、肺动脉栓塞、主动脉夹层是无创性胸痛临床常见急症之一，其病因复杂多样，对其病因的早期识别与干预直接影响预后。因此快速、准确地鉴别高危患者并及时采取有效措施，不仅可以减少患者的病死率，而且可以防止漏诊、误诊及严重并发症的发生。以往使用的回顾性心电门控检查方法具有较高的辐射剂量，因而可能限制冠状动脉、肺动脉及主动脉三种血管在一次性大范围扫描成像检查中的广泛使用。飞利浦256层Brilliance iCT具有每圈0.27 s的球管旋转速度和8 cm宽的探测器，极大的提高了时间分辨率，能够实现低剂量的前瞻性心电门控对三种大血管一站式的检查。本文通过256层Brilliance iCT对前瞻性和回顾性心电门控进行辐射剂量和图像质量对比，判断前瞻性心电门控在体部大血管一站式检查中的可行性。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选择我院2013年7月至2014年1月临床行256层Brilliance iCT冠状动脉、肺动脉、主动脉全段一站式成像检查的40例患者，分为A、B两组各20例，40例患者中男25例，女15例，年龄45～85岁[(60±10)岁]，身高152～174 cm[(161±8)cm]，体重51～81 kg[(61±10)kg]，体重指数(BMI)19.2～28 kg/m2[(24.8±3.5)kg/m2]。纳入标准：碘对比剂无过敏者，无肾功能不全者，无心律严重不齐者，无呼吸衰竭及心力衰竭者。凡心律严重不齐、BMI > 30 kg/m2及体内置入心脏起搏器等均不纳入研究，检查前心率控制在 ≤ 80次/min。两组患者性别、年龄、身高、体重、BMI及心率等基线资料比较差异均无统计学意义(P> 0.05)，见表1。

1.2 扫描技术 患者均使用飞利浦256层Brilliance iCT。扫描前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg[1]，检查前监测心率稳定在80次/分钟以下。对所有患者均进行呼吸训练，嘱吸气后屏气，屏气时间15 s左右。检查前须向患者解释检查期间注意事项，让患者更好配合。连接心电门控，心率显示满意后进行扫描，扫描范围由胸腔入口至髂血管分叉水平。注射方案：在右肘静脉埋置18 g留置针，使用双筒高压注射器(MEDTRON Accutron CT-D)，首先以5 ml/s的流速注射碘对比剂(碘帕醇370 mg/ml，上海博莱科信谊药业)50～70 ml，再以5 ml/s的流速注射30 ml造影剂和30 ml生理盐水1∶1混液，最后以3.5 ml/s注射30 ml生理盐水。扫描参数：前瞻性心电门控扫描电压为100 kV，电流为200 mAs，旋转速度0.27 s，矩阵512×512，准直器宽度128×0.625，重建层厚0.9 mm，层间距0.45。回顾性心电门控扫描电压为100 kV，电流为800 mAs，旋转速度0.27 s，矩阵512×512，准直器宽度128×0.625，重建层厚0.9 mm，层间距0.45，pitch值(0.14～0.2)依据心率自动调节。兴趣区设在肺动脉干，阈值150，自动触发后延迟9 s开始扫描。前瞻性心电门控检查数据采集时间设在心动周期的78%期相。回顾性心电门控最大电流输出设在心动周期的75%期相。图像重建：重建卷积核均选用Cardiac Sharp(冠状动脉)和standard(肺动脉和主动脉)。做完检查后观察患者20～30 min，无过敏反应后取出留置针，完成检查。

表1 两组患者基线资料比较

1.3 图像重组和分析 所有数据均传至飞利浦EBW Version4.5工作站进行图像后处理，回顾性心电门控若显示不佳可以通过心电编辑或者以5%间隔重建其他期相数据，选择最佳冠脉的后处理图像。图像后处理包括利用心脏血管分析软件(Comp.Cardiac)处理冠状动脉图像，采用多平面重建(MPR)、容积再现(VR)、曲面重建(CPR)及最大密度投影(MIP)等后处理技术分析肺动脉及主动脉图像，再由两位资深的主治医师对40位患者的冠状动脉、肺动脉、主动脉全段进行分析。根据美国心脏病学会制订的冠状动脉分段标准进行描述，将整个冠状动脉分为15段[2]，仅计算直径 > 1.5 mm的冠状动脉节段[3]，对左主干、前降支、回旋支、和右冠状动脉等分析以原始图像为依据、三维后处理图像为参考对图像质量进行评分。评分标准：①1分，图像质量差，三维图像血管模糊、轮廓不清，伪影严重，冠状动脉不能评估；②2分，图像质量一般，有较多伪影，但冠状动脉病变可以评估；③3分，图像质量良好，图像较清晰，三维重组血管边缘清，有少量错层伪影，断层图像清晰，冠状动脉病变能够评估；④4分，图像质量优秀，三维重组图像清晰，血管边缘光滑锐利，无错层伪影[4]。采用血管分析软件(AVA)对肺动脉和主动脉图像质量进行分级：1级，主动脉、肺动脉观察血管连续性好，在横断面上血管显示明亮，无运动伪影；2级，血管走行连续，管壁边缘有节段性的模糊，诊断相对受限；3级，血管模糊不清，有严重运动伪影，无法进行评估[5]。

1.4 剂量换算 记录每位患者扫描所产生的容积CT剂量指数(CTDIvol)、剂量长度乘积(DLP)，根据公式ED=DLP×C，计算其有效剂量(ED)。其中C为转换因子，采用欧洲质量标准的胸部平均值0.014[6]。

1.5 统计学方法 所有统计学处理均采用SPSS 21.0版本软件进行。率的比较，冠状动脉节段用Mann-Whitney检验，主动脉、肺动脉用χ2检验；计量资料比较采用t检验。P< 0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量 两组冠状动脉节段图像质量见表2。A组图像质量差的节段占总节段数的12.8%，图像质量一般的节段占13.6%，图像质量良好的节段占25.6%，图像质量优秀的节段占48.0%。B组图像质量差的节段占13.6%，图像质量一般的节段占12.5%，图像质量良好的节段占24.4%，图像质量优秀的节段占49.5%，两组冠状动脉节段数比较差异无统计学意义(Z=-0.198，P> 0.05)。肺动脉和主动脉图像质量见表3，A组1级占总例数的75%，2级占20%，3级占5%，B组1级占65%，2级占25%，3级占10%，两组血管图像比较差异无统计学意义(χ2=0.64，P> 0.05)。三种大血管的VR和冠脉的CPR图像质量均可以满足诊断要求，两组患者都可以得到良好的诊断图像(见图1、图2)。

表2 两组冠状动脉节段CTA图像质量比较 (个)

2.2 辐射剂量比较 获得满足诊断的图像质量A组的辐射剂量较B组低，差异有统计学意义(t=52.865，P< 0.05)，而扫描范围与CT值差异无统计学意义(P> 0.05)，见表4。

表3 两组主动脉、肺动脉图像质量比较 (n)

表4 两组患者各参数比较

图1 前瞻性心电门控扫描技术 冠状动脉用舒张末期重建的图像(时相为78%R-R间期)冠状动脉，主动脉及肺动脉充盈良好，管腔边缘连续、锐利，主动脉及冠状动脉的钙化显示清楚

图2 回顾性心电门控扫描技术 冠状动脉用收缩末期重建的图像(时相为 40%R-R间期)冠状动脉，主动脉及肺动脉充盈良好，管腔边缘连续、锐利，主动脉及冠状动脉的钙化显示清楚

3 讨论

胸痛三联症在一次性注射造影剂可以同时显示冠状动脉、肺动脉、主动脉全段，此方法已广泛用于急诊对胸痛的鉴别检查[7]，一站式检查采用心电门控技术扫描可以显著减少主动脉搏动伪影造成的影响。随着CT检查设备的进步，一站式检查目前已受到广泛的认可。

3.1 扫描前准备 检查前服药：服用硝酸甘油可提高冠状动脉细小血管的显示，主要扩张直径大于0.1 mm以上的冠状动脉，引起心外膜血管直径的显著扩张，因此服用硝酸甘油后细小血管直径增粗，其显示自然优于不服用者[8]。本研究对40例患者检查前全部服用硝酸甘油，均获得良好的冠状动脉显示效果。

3.2 注射方案 对比剂剂量的个性化调整：一站式CTA的扫描要求在一次扫描中可以获得能够评价三种大血管的清晰图像，这对于选择团注时间、启动扫描时间是一个挑战，因为肺动脉强化峰值要早于主动脉及冠状动脉，要解决这个问题，延长肺动脉强化时间是关键，可以通过增加对比剂总量或延长注药时间来实现。目前对比剂使用方案主要有以下几种：①增加对比剂总量可获得冠状动脉、肺动脉、主动脉同时强化的图像，但药在患者体内循环时间过长，对患者不利；②三期注药，首先以5 ml/s的流速注射碘对比剂50～70 ml，再以5 ml/s的流速注射30 ml造影剂和30 ml生理盐水1∶1混液，最后以3.5 ml/s注射30 ml生理盐水，这样既可使得血管持续强化，又可减轻造影剂对血管壁的强化伪影，更重要的是减少造影剂用量。本研究全部采用三期注药法，90%的患者取得了冠状动脉、肺动脉、主动脉同时强化良好的强化效果。

3.3 扫描方案 目前一站式CT检查多数采用回顾性心电门控技术扫描，是采用螺旋全心动周期连续扫描同步采集心电信号，患者一次屏气完成全部容积数据的采集，然后进行重建，其优点可以进行心电编辑和任意时相重建冠状动脉，且肺动脉和主动脉全段也可以进行选择，但是缺点有：①选择期相外的数据未利用，患者就接受了多余的X射线辐射；②螺旋扫描方式，X射线球管连续曝光，为了满足冠状动脉的需要还用到小螺距重叠扫描模式，在扫描腹部没有改变螺距，导致了辐射剂量的增加。前瞻性心电门控扫描技术是由Hsieh等研发的一种心脏扫描模式，采用轴扫模式，即扫描和进床分离，避免螺旋扫描中因重叠扫描而产生过多的辐射剂量，结合进一步扫描轴面数据采集技术和适应性心电图(ECG)触发移床技术[9]，通过心电图触发只在所选择的心脏时相点(本研究78%)曝光扫描，前瞻性心电门控采集在一次屏气下数个心动周期内进行5～6次曝光即可完成。因此与回顾性心电门控技术相比，前瞻性心电门控技术显著降低了X射线辐射剂量。

3.4 优越和限制 64层CT一次扫描覆盖4 cm，完成整段腹部扫描约30 s，256层Brilliance iCT球管旋转一圈只需要0.27s，利用128 mm×0.625 mm宽探测器，一般只需5～6次移床即可完成从胸腔入口至髂血管分叉水平的扫描，屏气时间就在15 s左右，明显减少了患者不能长时间屏气而产生呼吸伪影的干扰，成像时间的缩短也将减少扫描时心率变化的影响。前瞻性心电门控检查技术的局限性：①对于严重心律不齐的患者，其图像质量欠佳，影响测量的准确性；②依然受平均心率影响，高心率时图像质量有所下降。因此本研究的患者心率控制在80次/分钟以下，对大于80次/分钟的患者让临床医生给予舌下含服倍他乐克，服药30 min后如果心率控制在80次/分钟以下，则使用前瞻性心电门控技术扫描，如果心率仍大于80次/min，则使用回顾性心电门控技术扫描。

总之，256层Brilliance iCT在对急性冠状动脉综合征、肺动脉栓塞和主动脉夹层的患者进行一站式扫描检查时，只要心率控制在80次/分钟以下且无严重心律不齐者，可以使用前瞻性心电门控技术，避免不必要的辐射损伤。前瞻性心电门控技术显著降低了辐射剂量，且具有较高的时间和空间分辨率，并可获得与回顾性心电门控技术同等质量的血管图像。

[1] 王柏林，苗英，邱金海，等.含硝酸甘油对64排螺旋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.

[2] 张龙江，卢光明.全身CT血管成像诊断学[M].北京：人民军医出版社，2012：166.

[3] 张晓东，唐秉航，李芳云，等.256层螺旋CT低剂量冠状动脉成像研究[J].中华放射学杂志，2011，45(9)835-839.

[4] 鲁锦国，吕滨，唐翔，等.双源CT自适应性心电门控冠状动脉造影：与传统冠状动脉造影对照[J].临床放射学杂志，2010，29(8)：1043-1048.

[5] 齐晨晖，范红燕，史琼玉.64排螺旋CT血管成像胸部三联检查对急性胸痛的诊断价值[J].实用放射学杂志，2012，28(10)：1535.

[6] Halliburton SS，Abbara S，Chen MY，et al.Society of cardi-ovascular computed tomography.SCCT guidelines on radiation d。se and dose-optimization strategies in cardiovascularcT[J].J cardiovasccmput Tomogr，2011，5：198-224.

[7] 段艳华，王莉，王锡明，等.双源CT前瞻性心电门控扫描在急性胸痛诊断中的临床应用[J].中华放射学杂志，2011，45(1)：32-36.

[8] 郭培培，贺兰兰，张利远，等.不同剂量的硝酸甘油治疗急性左心衰竭的临床观察[C].中华医学会急诊医学分会第十五次全国急诊医学学术年会，2012：345.

[9] 宋芸，常万松，范建锋，等.256层螺旋CT前瞻性心电门控冠状动脉成像应用高心率患者临床分析[J].医学影像学杂志，2014，24(4)：516-518.

The feasibility of the prospective ECG-gated technique in iCT body angiography

LIUNa，ZHOUHan，GAOJin，OUYANGYu，LIJun-peng

(ComputerTomographyRoom，TheThirdPeople’sHospitalofChengdu，Chengdu610031，China)

ZHOUHan

Objective To investigate clinical application value of the prospective ECG-gated technique in intact imaging of coronary artery，pulmonary artery and aorta. Methods Forty patients were divided into group A or B，20 in each group.By using a Philips 256 Brilliance iCT，patients in the group A were examined with a prospective ECG-triggered scanning while patients in the group B with a retrospective ECG-gated scanning.The average heart rate(HR)was controlled around ≤ 80 bpm before scanning. The image quality and the radiation dose were compared between the two groups.Results There was no significant difference in quality of images between the two groups.However，the average radiation dose in the group A was(7.2 ± 1.8)mSv which was significantly lower than that in the group B(21.2 ± 1.5)mSv.Conclusion The prospective ECG-triggered technique of the 256 Brilliance iCT can not only keep the high quality of images but also reduce radiation dose significantly.

Coronary artery；Pulmonary artery；Aorta；Gating technique；Radiation dose

周 瀚

R814.42

A

1672-6170(2015)01-0055-04

2014-07-24；

2014-11-24)