自動選擇最佳時相在心律不齊患者心臟冠脈CTA中的應用

梁林玉，劉曉敏

1.聊城市復退軍人醫院 器械科，山東 聊城 252000；2.聊城市人民醫院 放射科，山東 聊城 252000

引言

冠心病是心血管病常見病之一，又是心血管病的主要死因，早期診斷冠心病具有重要意義。心臟冠脈CTA檢查因其無創性和高敏感性，成為冠心病患者檢查的首要選擇。CT探測器技術和機架旋轉速度的快速發展，都為CTA檢查提供了便利。但是心臟作為一個實時跳動器官，心率和心律的變化成為制約CTA檢查成功與否的重要因素，特別是心律不齊的患者[1]。自動選擇最佳時相功能根據圖像質量選擇最佳時相重建血管，能否重建出滿足臨床診斷的要求是本研究的重點[2-3]。

1 資料與方法

1.1 一般資料

篩選我院2017年2月份臨床擬診冠心病、接受GE Revolution CT冠狀動脈血管成像檢查的患者。根據監測到的心臟掃描心電圖，心率變化超過20次/分，且被識別為心率不齊的患者作為研究對象[4]。共篩選到32名患者，其中男10例，女22例；年齡最小48歲，最大年齡83歲，平均（61±8.8）歲；心率變化在47～225次/分。臨床表現為不同程度的胸痛、胸悶、心悸等癥狀。排除標準為碘對比劑過敏、腎功能不全（血肌酐大于120 mg/L）、心功能Ⅲ級、嚴重鈣化、屏氣不佳等患者。所有患者均完成了CTA檢查。

1.2 儀器與方法

所有的CTA檢查均由GE Revolution CT掃描完成。較寬的探測器和0.28 s/r的機架旋轉速度，只需一個心跳周期就可以完成精準的心臟CTA檢查，具有較高的時間分辨率且病人接受的輻射劑量很低，符合合理抑低（ALARA）要求。

檢查前介紹檢查流程及注意事項，取得患者的密切配合。訓練患者平靜狀態下吸氣、屏氣。患者仰臥于掃描床上，腳先進，雙臂置于頭部，安置電極連通心電導線，選擇最佳導聯。

經右側肘正中靜脈穿刺放置18G套管針，Ulrich雙筒高壓注射器。采用個性化的注射方案，生理鹽水試注射正常后，推注碘對比劑（碘帕醇，370 mgI/mL），體質量＜75 kg者注射量為50 mL，＞75 kg者注射量為60 mL，繼之注射生理鹽水30 mL[5]。應用對比劑智能示蹤法，觸發點位于胸主動脈，觸發閾值110 HU，延時6.5 s掃描。掃描范圍自氣管隆突下1 cm至心臟膈面，包括左右冠狀動脈開口及所有分支。

采用前瞻性心電門控掃描模式[1,6-7]，根據患者心臟的大小選擇探測器打開寬度（Detector Coverage 120、140、160 mm），電壓模式 ：kV Assist（ Min 100、Max 120），電流模式：SmartmA[8-9]，降低曝光劑量。旋轉時間0.28 s/r，自動控制選擇on模式（根據掃描前監測到的心電圖波形，推薦Acquisition Window區間）。

1.3 圖像后處理

獲取掃描數據后人工選擇時相重建圖像，然后使用自動選擇最佳時相SmartPhase功能選擇時相并重建圖像[10]。重建層厚設置為0.625 mm，重建模型采用Standard標準重建，ASIR設置為50%。使用Advance Workstation工作站行容積再現VR、多平面重組MPR、曲面重現CPR等后處理。

1.4 圖像質量主觀評價

根據美國心臟協會的冠狀動脈15段標準分段法進行分段評價。由兩名多年從事心臟冠脈成像診斷工作的CT室醫師采用雙盲法對冠狀動脈節段圖像進行分析評價，出現分歧時經相互討論后統一意見。根據血管腔的連續程度、邊緣銳利情況及有無運動偽影等對人工選擇時相圖像和SmartPhase時相的圖像進行圖像質量評分[11]，評分標準采用5分制。5分：圖像質量優，冠狀動脈管腔連續完整，邊緣銳利無運動偽影；4分：冠狀動脈管腔連續完整，局部邊緣略模糊，無明顯運動偽影；3分：冠狀動脈管壁欠銳利或輕度運動偽影，不影響診斷；2分：冠狀動脈管壁中度運動偽影或血管中斷；1分：圖像質量差，重組圖像上冠狀動脈錯位、管壁嚴重偽影，不能作出診斷。

1.5 統計學分析

采用SPSS 19.0統計軟件對所得數據進行非參數秩和檢驗分析。檢驗結果以P＜0.05有統計學意義。

2 結果

2.1 主動脈根部CT值、噪聲SD及信噪比SNR

32例患者行冠狀動脈CTA中均出現異常的QRS波。其中包括5例在掃描前記錄心電圖時出現心律不齊，Autogating推薦區間為200～400 ms；其余27例在掃描前沒有監測到異常QRS波，心率齊整，Autogating推薦收縮期或/和舒張期掃描[12]。但是在獲取數據的心跳周期出現心率突變，心律不齊。所有患者均一次完成檢查。

2.2 主觀圖像質量評分

經兩名高年資CT醫師對右冠狀動脈、左回旋支、左前降支等共96支主血管進行主觀評分，整體分布情況，見表1。

表1 96支主血管的主觀評分情況（例）

圖像質量的主觀評價結果：采用人工選擇時相重建圖像，32例患者中有16例患者的右冠狀動脈、2例左冠主干、5例患者的左回旋動脈及2例患者的左前降支血管評分低于3分，有中度或者嚴重的運動偽影，不能滿足臨床診斷的需求。而在SmartPhase圖像中只有3例患者的右冠狀動脈評分為2分，有中度運動偽影，不能滿足臨床診斷，其余血管評分都在3分及以上，能夠滿足臨床診斷。人工選擇時相LAD 75%的圖像，見圖1a～b；SmartPhase圖像，見圖1c～d。同一個病人兩種不同的時相選擇方式比較，SmartPhase圖像更具優勢。

在32例患者各血管整體評分中，SmartPhase時相的圖像高于人工選擇時相的圖像，特別是右冠狀動脈血管。兩組圖像質量總體評分為（3.25±0.55）分和（3.80±0.36）分，P＜0.05有統計學差異。

圖1 人工重建75%時相和SmartPhase時相的左室后側支圖像對比

3 討論

冠狀動脈運動速度在心動周期中呈周期性變化，收縮末期和舒張末期相對運動速度較低。作為前瞻性心電門控冠脈CTA掃描，Autogating根據冠狀動脈掃描前監測到的心電圖，分析冠脈運動速度周期性變化及運動模式，選擇相對低速的心電時相進行數據采集：心率較慢（＜70 bpm）時，充分利用冠狀動脈舒張末期的低速平臺期，掃描時相選擇在R-R間期的70%～80%；心率較快（＞80 bpm）時，掃描時相選擇在收縮末期，R-R間期40%～50%；心率在70～80 bpm時，選擇R-R間期的40%～50%和70%～80%雙期相掃描；心律不齊，選擇R波后200～400 ms掃描[13]。

在實際掃描中由于造影劑的使用等各種因素，患者的心率不可避免的會受到影響而發生心律不齊的現象。心率的突然變化導致R-R間期不成比例的延長和縮短，冠狀動脈運動速度在心動周期中不再呈周期性變化，時相區間的人工選擇時相不再是唯一最佳重建期相。在32例患者的96條主要心臟血管中，23條血管的評分在3分以下，有中度或者嚴重偽影，不能滿足臨床診斷，主要為受相對運動速度和變化幅度受心房和心室運動的雙重影響的右冠狀動脈和回旋支；有40條血管的評分為3分，血管壁欠銳利或輕度運動偽影，尚能滿足診斷；有33條血管的評分為4分，血管腔連續完整，局部邊緣略模糊，無明顯運動偽影，主要為相對運動速度較慢且變化平緩的左主干和前降支；沒有評分為5分的血管。

掃描過程中心率及心律波動將對前瞻性心電門控技術成像產生嚴重影響[14]，當出現心律不齊時要重新選擇時相重建圖像。SmartPhase作為一種全新的時相選擇算法，不再根據心電圖的變化去評估心臟的運動規律來選擇相對低速的心電時相重建圖像，而是直接對掃描后各期相各層面的血管圖像進行單獨評價。根據各層血管成像近似圓形的程度和血管腔壁的銳利度選擇心臟血管相對運動速度和變化幅度最小的時相，進而重建出最佳圖像。

在本次32例患者中，除5例患者在掃描前監測到心律不齊而選擇200～400 ms絕對時相區間獲取掃描數據外，其余27例患者在掃描獲取數據前均沒有監測到心律不齊的現象，按照心率齊整來確定掃描獲取數據區間。使用SmartPhase功能選擇時相并重建圖像：評分在3分以下不能滿足臨床診斷的患者降為3例，經分析可能是由患者心功能差或者屏氣不佳引起的[15-16]；24例評分為3，雖有輕微運動偽影，但是不影響診斷；其余69例評分為4分及以上。各主要血管和圖像整體的評分都要高于人工選擇時相圖像。

對于心律不齊的患者冠脈CTA成像，當人工選擇時相的重建圖像不能滿足臨床診斷要求時，常規做法是進行掃描區間內全時相重建，由CT醫技師選出最佳圖像。SmartPhase在后臺對各層圖像進行獨立的質量評分，選出具有最佳質量評分的時相進行重建，只重建一期圖像，節省了大量的重建時間和存儲空間；也節省了影像科醫師大量的時間和精力去查看全部圖像。

綜上所述，Revolution CT前瞻性心電門控技術用于心律不齊患者的心臟冠脈CTA檢查，自動選擇最佳時相功能選擇時相重建圖像，能夠獲得良好的圖像質量滿足臨床診斷的要求。