心电门控技术（精选4篇）
心电门控技术 篇1
该研究初步探讨256层螺旋CT前门控低剂量扫描技术左心房、肺静脉成像的可行性。以该院2010年5月—2012年11月期间的50例心房颤动患者为研究对象, 现将结果报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选择房颤射频消融术前于我院接受左心房肺静脉CT成像检查的患者33例, 男36例, 女14例, 平均年龄 (58.4±12.6) 岁, 其中持续与阵发房颤分别5、45例。体质量指数 (Body Mass Index, BMI) 平均为 (24.27±3.45) kg/m2, BMI<22 kg/m2的患者26例, BMI>28 kg/m2的患者9例, BMI在22～28 kg/m2之间的患者共15例, 并由此分为3组。病例排除标准为碘对比剂过敏、肾功能不全 (血肌酐>120 mmol/L) 、心功能不全以及无法配合屏气者。
1.2 检查技术与方法
1.2.1 应用设备
所有检查都在256层CT (Brilliance i CT, philips Healzhcare, 荷兰) 上完成。所有原始图像均传至EBw工作站 (Brilliance i CT, Philips Healthcare, Cleveland.OH) 进行后处理。图像后处理包括VR、MPR、MIP等。
1.2.2 术前准备
患者仰卧位, 头先进或足先进, 首选右上肢静脉建立外周静脉通路, 连接心电监护监测心率。
1.2.3 扫描方法
使用philips 256层螺旋CT机, 球管转速027 s/圈, 管电压100 kV, 300～360 mas, 扫描层厚0.5 mm。扫描范围自气管分叉至心底, 使用碘对比剂 (碘帕醇370 mgI/mL) , 采用Medred双筒高压注射器, 经前臂静脉团注对比剂, 对比剂总量及流速依据不同BMI值进行设定:BMI<22 kg/m2者对比剂总量45 mL, 注射流率4.5 mL/s, 之后再以相同的流率注射25 mL生理盐水;BMI>28kg/m2者对比剂总量55 mL, 流率5.5 mL/s;BMI 22～28 kg/m2者对比剂总量50 mL, 流率5.0 mL/s。采用人工智能触发技术 (感兴趣区设在左心房, 触发阈值80～100 HU) , 扫描延迟平均时间约4.8 s。扫描参数:采用前门控扫描技术, 准直 (128层) ×0.625 mm, 旋转时间0.27 s/周, FOV平均 (250.0±12.3) mm× (162.0±12.3) mm, 范围12 cm;矩阵512×512, 心率70 bp以75%R-R间期为重建中心, 5%兼容, 心率>70 bp以45%R-R间期为重建中心, 5%兼容, 1次移床2次曝光。
1.2.4 图像后处理
所有原始图像均传至EBW工作站 (Brilliance i CT, Philips Healthcare, Cleveland.OH) 进行后处理。图像后处理包括VR、MPR、MIP等。
1.2.5 图像分析
全部影像结果由2名具有心血管影像诊断经验的影像科医师协商一致。评分标准采用3分分级法[1]:1分:图像质量为优, 左心房及肺静脉近段显示清晰;2分:图像质量为良, 左心房及肺静脉图像有轻度伪影;3分:图像质量为差, 图像伪影严重, 无法诊断。对左心房及肺静脉近段进行CT值测量, 以评价其对比增强程度。
1.2.6 辐射剂量评价
通过CT自动计算得到剂量长度乘积 (Doselength Product, DLP) , 由DLP乘以特定的转换系数k得出有效剂量 (Effective Dose, ED) , 转换系数k值参考欧盟委员会关于CT的质量标准指南[2], k=0.017 mSv/ (mGy·cm) 。
1.3 统计方法
所有数据均由SPSS11.5统计学软件包进行处理, 计量资料采用均数±标准差表示, 应用t检验。
2 结果
2.1 各组监测点C T值统计结果
BMI<22 kg/m2左心房CT值 (423.65±68.36) HU, 左上肺静脉主干CT值 (428.69±98.35) HU, 左下肺静脉主干CT值 (378.32±78.15) HU, 右上肺静脉主干CT值 (435.25±102.65) HU, 右下肺静脉主干CT值 (358.34±96.56) HU;BMI22～28 kg/m2左心房CT值 (402.13±78.24) HU, 左上肺静脉主干CT值395.65±102.31HU, 左下肺静脉主干CT值 (389.56±93.03) HU, 右上肺静脉主干CT值 (398.35±103.19) HU, 右下肺静脉主干CT值 (385.32±68.37) HU;BMI>28 kg/m2左心房CT值 (356.33±81.26) HU, 左上肺静脉主干CT值 (374.62±96.61) HU, 左下肺静脉主干CT值 (355.85±79.39) HU, 右上肺静脉主干CT值 (364.87±98.49) HU, 右下肺静脉主干CT值 (359.59±78.45) HU, 各组间比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) , 各组图像质量均优良。
2.2 辐射剂量50例患者辐射剂量结果
(2.89±0.36) mSv (2.7～3.25) mSv。
3 讨论
3.1 256层螺旋C T前门控扫描技术左心房肺静脉成像可行性分析
256CT 1次曝光最大范围Z轴8cm, 2次曝光12 cm, 该组扫描均采用两次曝光, 扫描范围包括整个左心房及各支肺静脉近心端4 cm, 满足临床需要;管电压从120 kV降低至100 kV, X线光子能量也随之减低, 使得光子能量 (keV) 更接近含有高原子序数元素的组织或结构 (如含碘的组织或血管、骨骼) 的"K边缘", 此时光电效应增强, CT值亦升高[3], 在相同照射条件下, 辐射剂量与管电压的平方成反比关系;采用低管电压成像技术, 在理论上应对左心房肺静脉的成像质量影响不大, 同时还可以降低辐射剂量, 前门控扫描采用非螺旋扫描, 256CT球管转速为0.27 s/圈, 2次曝光时间极短, 在降低管电压基础上进一步降低辐射计量, 本组辐射计量平均 (2.89±0.36) mSv, 明显降低。该组没有特别肥胖及高大病例, 需以后补充加以完善。
3.2 降低辐射剂量的必要性随着影像技术的发展
CT设备不断推陈出新, CT成像质量也不断提高。但在获得满足临床诊断需要的优质图像的同时, 患者接受的X线辐射剂量也大幅度增长。根据ALARA原则[4], 在放射检查中, 图像质量应当以满足临床诊断为基础, 不能单纯追求图像质量, 使受检者受到过量放射线照射, 从而危害身体, 所施加于患者的辐射剂量必须合理地保持在尽可能低的水平。左心房肺静脉CT成像检查, 可全面了解左心房、肺静脉及周围毗邻结构的详细解剖情况, 为射频消融治疗房颤提供有价值的信息, 可减少术中操作时间, 从而降低术中患者的辐射剂量。
摘要：目的 评价256层螺旋CT前门控左心房肺静脉成像的可行性。方法 收集50例心房颤动患者 (男36例, 女14例) , 行左心房肺静脉CT成像。按不同体质量指数 (BMl) 分为3组:BMI<22kg/m2, BMI22～28kg/m2及BMI>28kg/m2, 分别评价左心房肺静脉图像质量 (优、良、差) , 测量左心房及各肺静脉分支的CT值, 计算有效剂量 (ED) 等辐射剂量指标。结果 50例患者扫描辐射剂量为:ED (2.89±0.36) mSv (2.7～3.25mSv) ;图像质量评价优40例, 良10例。左心房及各肺静脉分支近段CT值在BMI组间比较, 差异无统计学意义 (P>0.05) 。结论 256层螺旋CT前门控左心房肺静脉成像, 可在降低辐射剂量的同时获得优良图像。
关键词：体层摄影术,X线计算机,心房颤动,辐射剂量
参考文献
[1]Fujioka C, HoriguchiJ, Kiguchi M, et a1.Survey of aorta and coronary ar-teries with prospective ECG-triggered100kV64-MDCT angiography[J].AJR Am J Roentgenol, 2009, 193 (1) :227-233.
[2]Menzel HG, Schibilla H, Teunen D, et a1.European guidelines on quality criteria for computed tomography, 2010, 4, 10.
[3]李果珍.临床CT诊断学[M].北京:中国科学技术出版社, 1994:11.
[4]Slovis TL.The ALARA conception pediatric CT:myth or reality?[J].Radi-ology, 2002, 223 (1) :5-6.
心电门控技术 篇2
1资料与方法
1.1研究对象选取2011-06~2012-09在海军总医院医学影像科因头颈部病变行头颈部检查的34例患者, 所有患者均未进行过头颈部放、化疗及手术治疗。详细记录患者病史以及血液生化检查, 排除有动脉粥样硬化及心血管疾病因素的患者;患者在进行MDCTA检查前均进行颈动脉超声检查, 排除有颈动脉粥样硬化斑块的患者。入组对象均为因头颈部病变需要进行头颈部CTA检查的患者, 因此本研究并未加重患者的检查负担以及因检查而带来的风险。本研究经我院医学伦理委员会批准, 所有患者均签署知情同意书。
1.2MDCTA原始数据获取及辐射剂量分析所有MDCTA检查均使用256层螺旋CT (Philips Brilliance i CT, Eindhoven, Netherlands) 。机架旋转时间为270 ms/ 周, 时间分辨率36~135 ms, 空间分辨率为0.67×0.67×0.67 mm3。使用回顾性心电门控技术, 以便能够对原始数据进行多时相重建。使用高压注射器, 以5.5 ml/s经静脉团注80 ml碘造影剂 (Ultravist 370, Bayer Healthcare) , 以相同流速注射40 ml生理盐水冲洗。将感兴趣区放置于降主动脉, 使用触发扫描技术开始扫描。扫描范围包括颅底及整个颈部, 采用回顾性心电门控技术, 扫描时间为6~8 s, 固定管电压120 k V, 管电流300 m As。探测器准直宽度为2×128×0.625 mm, 螺距0.18。将原始数据在一个心动周期内重建20个时相 (间隔5%) , 层厚0.8 mm, 重叠间距0.4 mm。有效剂量的计算方法为剂量长度乘积和器官权重因子 [K=0.005 9 m Sv/ (m Gy·cm) ][2]。本研究计算出研究对象平均的剂量长度乘积以及有效辐射剂量, 以便与常规颈动脉MDCTA的辐射剂量进行直观比较。
1.3血压测量由于血压值直接关系到颈动脉弹性的计算结果, 因此最为理想的血压值应该在扫描过程中测出。为此, 检查前培训患者学会使用电子血压计, 检查技师在扫描前10 s左右通过对讲系统让患者按一下电子血压计“开始”按钮, 这样电子血压计基本能够在扫描过程中或紧邻扫描过程测得患者血压。在检查中扫描同时测量患者肱动脉收缩压、舒张压及脉压。将脉压值由毫米汞柱换算为帕, 换算标准为1 mm Hg≈133.322 Pa。
1.4图像质量评价所有重建后的图像数据传到处理工作站进行分析。图像质量由2名有经验的主治医师共同分级评价, 评分标准[3]:1级为很好, 2级为好, 3级为中度, 4级为差。所有评为4级的图像均被排除。
1.5图像分析不同时相的图像统一放大4倍并同步显示在2台高分辨显示器上。在3个解剖层面上测量颈动脉横截面积。颈内动脉 (internal carotid artery, ICA) :分叉水平以上4 mm处;颈动脉球部 (carotid bulb, CB) :分叉水平以下2 mm处;颈总动脉 (common carotid artery, CCA) :分叉水平以下8 mm处。由1名影像主治医师使用半自动测量软件 (Edge Finder) 测量每个时相以上3处颈动脉横截面积。如果软件对于动脉壁的勾画出现偏差则由测量医师进行校正。在测量前, 先有图像质量评价的2名主治医师随机抽取10例研究对象的颈动脉MDCTA图像, 分别记录这10例颈动脉图像最佳观察窗宽和窗位, 并分别计算窗宽和窗位的平均值, 所得结果为窗宽 =212 HU, 窗位 =1086 HU, 并以此作为主治医师测量颈动脉横截面积的窗宽、窗位。找到每个心动周期最小横截面积 (A0[mm2]) 以及最大横截面积 (A[mm2]) , 并计算面积差值 (△A[mm2]) , 动脉弹性 (E[Pa-1]) = △A[mm2]/ (A0[mm2]×PP[Pa]) [4], 计算方法见图1。对于每个检查对象, 首先计算单侧颈内动脉弹性 (elasticity at internal carotid artery, EICA) 、颈动脉球部弹性 (elasticity at carotid bulb, ECB) 、颈总动脉弹性 (elasticity at common carotid artery, ECCA) , 分别对照上述3个测量部位左右侧颈动脉弹性值是否存在差异, 如果无差异则取双侧平均值进行最后的统计分析, 如果有差异分别使用单侧颈动脉弹性值进行最后的统计学分析。
1.6 统计学方法 采用 SPSS 15.0 软件, 使用 OneSample Kolmogorov-Smirnov Test检验数据分布情况, 使用配对t检验分析每个测量部位 (EICA、ECB、ECCA) 左右侧颈动脉弹性值是否存在差异, 颈动脉弹性与年龄之间的相关性使用线性相关分析, P<0.05表示差异有统计学意义。
2结果
2.1患者一般资料情况共有34例符合入组条件的患者完成心电门控MDCTA检查。排除2例图像质量被评为4级和3例颈动脉与静脉无法分清的患者, 最终有29例患者 (58个颈动脉) 的图像数据进入统计分析。入组患者中男16例, 女13例;平均年龄 (45.31±12.31) 岁;体重指数 (22.06±2.33) kg/m2;收缩压 (115.55±10.55) mm Hg, 舒张压 (74.03±9.582) mm Hg, 脉压 (41.52±8.35) mm Hg, 三酰甘油 (1.04±0.47) mmol/L, 总胆固醇 (3.99±0.82) mmol/L, 高密度脂蛋白胆固醇 (1.32±0.23) mmol/L, 低密度脂蛋白胆固醇 (1.73±0.46) mmol/L。以上指标均在正常标准范围之内。
2.2颈动脉弹性与年龄的相关性心电门控MDCTA能清晰显 示颈动脉 ( 图2) 。29例双侧ICA、CB和CCA面积平均 值分别 (47.07±14.49) mm2、 (82.09±25.61) mm2和 (46.56±14.89) mm2。同一个心动周期中, ICA、CB和CCA的面积 - 时相曲线相似:在25%~40% RR间期时最大, 而在0%~10% RR间期时最小 (图3) 。每个测量部位 (EICA、ECB、ECCA) 左右侧颈动脉弹性值差异无统计学意义 (表1) 。EICA、ECB、ECCA双侧平均值分别为 (2.70±1.76) ×10-5 Pa-1、 (2.38±1.53) ×10-5 Pa-1和 (3.38±1.66) ×10-5 Pa-1。
EICA与年龄之间存在线性相关 (图4A) :
ECB与年龄之间存在线性相关 (图4B) :
ECCA与年龄之间存在线性相关 (图4C) :
2.3 辐射剂量 平均的剂量长度乘积为 (441±41.8) m Gy · cm, 有效平均辐射剂量为 (2.38±0.23) m Sv。
注:EICA:颈内动脉弹性;ECB:颈动脉球部弹性;ECCA:颈总动脉弹性
3讨论
颈动脉弹性减低是早期动脉粥样硬化病变中动脉内皮功能损伤的一个标志, 也是动脉粥样硬化病变的独立危险因素[5,6]。颈动脉易患动脉粥样硬化且接近体表, 通常被视为测量颈动脉弹性的窗口。一些研究已经表明, 颈动脉弹性降低与动脉粥样硬化所导致的总体死亡率[7]、心血管事件和缺血性脑卒中[8]密切相关。当使用动脉弹性来反映动脉粥样硬化的严重程度时, 必须考虑到影响动脉弹性的一些因素, 比如年龄、高血压、糖尿病、高脂血症和吸烟等。以往超声研究已提示颈动脉弹性与年龄之间具有相关性[9,10]。目前, 应用最为广泛的无创性评估动脉弹性的方法为两种超声学技术:颈动脉 - 股动脉脉搏波传导速率 (pulsewave velocity, PWV) 和反射波增益指数 (augmentationindex, AI) [11,12]。PWV主要测量依据是脉冲波从颈动脉到股动脉脉搏波传导速度。动脉弹性的减低能增加动脉脉搏波速度, PWV就会增加。然而, PWV中脉搏波传导所经的动脉结构变化较大:颈动脉、髂动脉、股动脉主要为肌性动脉, 主动脉主要为弹性动脉, 因此PWV实际上测量的是复合动脉弹性而非真正的局部动脉弹性[13]。同样, 基于压力波理论的AI反映的是全身动脉树弹性而不是一个单一的动脉弹性 (如颈动脉) [11]。通过使用一些特殊的成像序列, MRI也可以测量颈动脉弹性[14]。但是, 由于扫描时间长, MRI评价颈动脉弹性的劣势在于时间分辨率低以及容易出现吞咽、头颈部运动伪影[15]。
随着探测器和旋转速度的改进, MDCTA是具有更大扫描覆盖范围和更高的时间分辨率, 理论上能够观察到一个心动周期中无穷尽时相动脉横断面积的变化, 因此相对于超声 (如PWV和AI) , MDCTA更能够客观、准确地测量单一动脉局部的弹性[16]。通过使用心电门控MDCTA技术, Ganten等[1]研究了主动脉弹性与年龄的相关性, 结果显示随着年龄的增加主动脉弹性降低。Ganten等[1]还将MDCTA所测的主动脉弹性值通过公式转换为PWV动脉弹性值, 结果显示该PWV动脉弹性值与以往文献报告的数值基本一致。Ganten等[1]的研究说明, 虽然心电门控MDCTA技术是测量动脉弹性的新方法, 但是这一方法具有比较强的可靠性。
本研究中, 我们同样使用心电门控MDCTA技术, 对心血管健康人群进行了颈动脉弹性成像。我们经过严格筛选, 排除那些有颈动脉斑块和各种动脉粥样硬化危险因素的对象。结果显示:与低年龄组相比, 高年龄组在ICA弹性明显降低, 而且随着年龄增加, 颈动脉弹性减低, 两者具有线性相关性。本研究结果表明, 颈动脉弹性可以反映动脉血管壁自然老化过程中病理生理的细微改变。以往对于灵长类动物研究显示, 随着年龄的增加, 动脉血管壁会出现内膜和中膜增厚、平滑肌细胞增生、胶原纤维含量的增加、内皮功能损伤等, 这些细微的变化将导致动脉壁变硬、弹性减低[17]。虽然总体上颈动脉弹性存在随着年龄增加而下降的趋势, 但是不同解剖部位下降的程度和速度可能存在差异。本研究显示, 相对于颈动脉球部和颈总动脉, 颈内动脉弹性下降更为明显, 这可能与颈动脉分叉处特殊的血流动力学有关。Xue等[18]研究发现, 相对于其他解剖部位, 颈内动脉受到的管壁剪切应力更低, 这或许会导致在动脉自老化过程中, 颈内动脉更容易发生血管内皮功能损伤、内中膜增厚、平滑肌细胞增生等变化, 从而使弹性减低更为明显。
本研究还对心电门控MDCTA颈动脉弹性成像的辐射剂量进行了分析。由于颈动脉MDCTA扫描范围包括甲状腺区域, 可能会增加甲状腺癌发生的风险, 因此颈动脉MDCTA必须考虑到辐射剂量的控制。为了获得多时相重建图像, 我们使用了回顾性心电门控MDCTA扫描方法。相对于前瞻性心电门控MDCTA或常规螺旋扫描方法, 回顾性心电门控MDCTA辐射剂量通常较高[19]。然而值得注意的是, 辐射剂量同时受多种因素影响, 如管电压、管电流和扫描范围。在本研究中, 使用固定的管电压 (120 k V) 和管电流 (300m As) , 平均辐射剂量为2.4 m Sv, 而在另一个有关颈动脉MDCTA的研究中, 管电压固定为140 k V, 自动管电流, 辐射剂量为3.8 m Sv[20]。由于本研究中临床诊断的需要, 扫描范围包括了颅底和整个颈部, 如果仅仅是测量颈动脉弹性, 范围只覆盖颈动脉分叉段即可, 辐射剂量还会明显降低。
摘要：目的 通过多层螺旋CT血管造影评价年龄相关的颈动脉弹性。资料与方法对34例心血管健康人群进行多时相心电门控多层螺旋CT血管造影, 测量不同时相颈内动脉、颈动脉球和颈总动脉的横截面, 结合不同时相颈动脉横截面积以及脉压计算颈内动脉、颈动脉球部和颈总动脉的弹性。结果 颈内动脉、颈动脉球部和颈总动脉的弹性与年龄之间均呈显著线性负相关 (r=-0.73、-0.74、-0.64, P<0.01) 。结论 作为一种新的方法, 心电门控多层螺旋CT血管造影可以可靠地定量评价颈动脉弹性。在心血管健康人群, 随着年龄增加颈动脉弹性降低。
心电门控技术 篇3
冠状动脉CTA (coronary CT angiography, CTA) 检查可以无创性观察冠状动脉并发现冠状动脉狭窄, 具有较高的诊断准确性。然而CTA检查的辐射剂量可能较高, 并受到争议。因此, 目前低剂量CTA成像的研究受到较多关注。宽探测器及快速旋转速度实现了数据采集新发展, 尤其是前瞻性心电门控大螺距扫描 (Flash spiral) 模式的应用, 可大幅度降低辐射剂量。该扫描技术的缺点在于没有心动周期中其余部分的可重建数据。同时, 降低管电压及管电流同样可以降低辐射剂量[1,2]。然而, 两种技术均会导致图像噪声增加, 进而可能影响图像质量[3,4,5,6]。目前图像噪声增加可以通过迭代重建 (iterative reconstruction, IR) 弥补。IR重建是基于原始数据的一种重建技术, 在保证相同图像质量的前提下, IR技术可降低辐射剂量, 研究已经证实迭代重建在胸部[7], 腹部[8]及冠状动脉CTA[9,10,11,12,13,14]成像中均具有降低辐射剂量的优势。
本研究采用以上几种技术联合进行CTA成像, 并评价该低辐射剂量获得具有诊断价值图像质量的可行性。
1 材料与方法
50例患者, 体质量指数 (body mass index BMI) 指数<30kg/m2, 体重 (66.5±12.2) kg, 心率 (50±6) 次/min, 药物控制后达到该标准也包括在内, 所有患者均行CTA检查排除冠状动脉狭窄。
1.1 CT扫描技术
采用第二代双源CT (Definition Flash, Siemens Healthcare, Forchheim, Germany) 进行数据采集。扫描范围:气管分叉下方10 mm至心脏膈面。球管旋转时间:280 ms;准直:2 mm×64 mm×0.6 mm;管电压100 k V, 采用实时动态曝光剂量调节 (CARE Dose4D) , 在管电压调节基础上根据BMI进一步调节管电流, 电流范围为350~410 m A;螺距为3.4。在主动脉根部层面选择兴趣区 (ROI) 检测CT值, >100HU时, 延迟5 s自动触发扫描, 采用前瞻性心电门控大螺距 (Flash spiral) 扫描模式, R-R间期55%扫描成像 (默认模式) , 肘前静脉注入60 m L非离子对比剂优维显 (Ultravist, Iopromide, 370 mg/m L) 及50 m L生理盐水, 应用对比剂示踪法 (bolus-tracking) , 速率均为6 m L/s。
1.2 图像重建
CCTA图像重建采用两种方法, 分别为传统的反投影滤过重建 (filtered back projection, FBP) 和IR重建, 两种重建均采用层厚0.6 mm, 重建间隔0.3 mm, 卷积核分别为B26f、I26f, 应用Circulation和3D软件进行图像后处理, 主要采用MPR, CPR及VR进行图像重建。
1.3 图像质量分析
由两位有经验的阅片医师独立评价图像质量。
1.3.1 主观图像质量评价
采用4分法评价[15]。1分:优秀, 血管显示清晰, 边界清晰, 无伪影;2分:良好, 对应血管有轻度管腔模糊, 轻度伪影;3分:中等, 血管中度管腔模糊, 中度伪影, 但仍可评价;4分:差, 对应血管显示不全, 无法评价。采用美国心脏学会 (AHA) 15段冠状动脉分段法, 共有728段可以分析。
1.3.2 客观图像质量评价
测量噪声 (image noise IN) 、信噪比 (signal-to-noise ratio, SNR) 及对比噪声比 (contrast-to-noise ratio, CNR) 。
冠状动脉左主干水平升主动脉CT值的标准差定义为图像噪声, 感兴趣区 (ROI) 平均面积为 (4.5±1.3) cm2 (图1) 。于冠状动脉近端获得SNR和CNR3, 16, 冠状动脉CT值 (CT1) 通过将ROI置于冠状动脉近端管腔内测量获得, ROI足够大, 但不包括管壁。周围组织的CT值 (CT2) 即血管周围组织约3~4 mm2处ROI (置于左主干开口水平的冠状动脉周围脂肪组织内) 的平均CT值, SNR=CT1/IN。CNR= (CT1-CT2) /IN。
A:IR重建;B:FBP重建。
记录机器自动测量剂量长度乘积 (dose length product, DLP) , 根据DLP计算有效剂量 (Effective Dose, ED) , ED=k×DLP, k值采用欧盟委员会推荐的胸部值0.014 m Sv/ (m Gy·cm) 。
1.4 统计学处理
所有统计学分析使用SPSS 16.0软件, 计量资料以均值±标准差 (±s) 描述, 分类变量采用百分比描述, 采用配对t检验对两种不同重建算法所得图像质量定量测量结果进行比较。对计数资料的比较采用χ2检验, P<0.05为差异有统计学意义。计算Cohen’s kappa值 (k) 评价两位阅片者评价图像质量间的差异:k=0代表一致性差;k=0.01~0.20代表少量一致性;k=0.21~0.40代表轻度一致性;k=0.41~0.60代表中度一致性;k=0.61~0.80代表一致性好;k=081~1.00代表一致性极佳。
2 结果
患者一般资料见表1。
2.1 图像质量
冠状动脉段平均质量评分FBP重建为2.2±1.0, IR重建为1.9±1.1, IR重建的图像质量较FBP重建好, 见图2。
右冠状动脉起始部局限性非钙化斑块 (箭头) 。A, B, C分别为右冠状动脉, 前降支及回旋支;1:为FBP重建, 2:为IR重建;D为VR图像。
728段血管, FBP重建组有61 (8.4%) 段无法评价, IR重建为38 (5.1%) 段, 两者无统计学差异 (P=0.07) 。
FBP重建, BMI<24 kg/m2 (28例) 的患者及BMI为24~30 kg/m2 (n=22) 的患者其可评价的血管段数分别为403/409 (98.5%) 及253/319 (79.3%) , 两者差异有统计学意义 (P=0.03) (见表2) 。
IR重建, BMI<24 kg/m2 (n=28) 的患者及BMI为24~30kg/m2 (n=22) 的患者, 可评价的血管段分别为404/409 (98.8%) 及291/319 (91.2%) ;两组间差异无统计学意义 (P=0.07) (见表2) 。
2.2 CT值, 噪声, SNR, CNR
两种重建所有的CT值均没有统计学差异 (表3) 。
FBP重建及IR重建的平均噪声分别为 (26.4±5.2) HU和 (20.6±4.1) HU, 两组间差异具有统计学意义 (P=0.02) 。IR重建的SNR及CNR与FBP重建之间的差异均有统计学意义 (表3) 。
注:P<0.05为有统计学差异, *表示为具有统计学差异。
BMI<24 kg/m2的患者图像噪声IR组较FBP组低, 有统计学差异, CT值两组之间无差异。然而IR组的图像噪声低, SNR和CNR高, 且具有统计学意义。BMI为24~30kg/m2的患者两组之间除各血管CT值外, 各血管的SNR及CNR两种重建之间均有统计学差异 (表4) 。
两位阅片者对FBP重建 (k=0.723) 及IR重建 (k=0.719) 冠状动脉图像质量评分的结果一致性良好 (表5) 。
3 讨论
随着对CTA检查所致辐射的不断关注, 已经有措施被采用来降低CTA成像的辐射剂量, 其中降低管电压及管电流是之前研究较多的技术, 辐射剂量与管电压的平方呈正比, 降低管电压可显著降低辐射剂量。降低管电压后, X线与被检体作用的光电效应增加, 能够提高冠状动脉血管腔内的CT值, 增加血管与周围组织结构的对比。第二代双源CT大螺距扫描的优势在于配备了2套球管及相应的128层探测器。双球管设置, 使得它具备了使用更大螺距扫描的可能, 可以明显降低辐射剂量及造影剂用量[17,18], 除了计算机硬件的发展和采集技术的改进, 目前计算机强大的后处理也可以降低图像噪声, 提高图像质量, 关于采用IR重建降低辐射剂量的研究比较多, 其在胸部[7]、腹部[8]及心脏[9,11,12]等部位的运用均有报道。
注:P<0.05为有统计学差异, *表示为具有统计学差异。
本研究IR重建能够显著降低图像噪声, 提高主观图像质量 (FBP重建:2.2±1.0, IR重建:1.9±1.1, P<0.0001) 。这与之前的研究结果相符[9,10,11,12,14]。然而, 本研究的优势在于采用了低千伏, 低电流大螺距扫描模式联合IR重建的进行研究。Utsunomiya等报道了关于256层CT前瞻性心电门控采用IR重建提高图像质量的研究[12]。Bittencourt等采用前瞻性心电门控大螺距扫描模式联合迭代重建降低图像噪声[9], 其结果与本研究结果相似。本研究结果提示两种重建方式, 主动脉及冠状动脉近端的血管强化没有差异, 这与其他研究结果一致[9,10,11,12]。BMI<24 kg/m2的患者SNR及CNR两种重建方式之间没有差异, BMI为24~30kg/m2的患者SNR及CNR值IR重建高, 噪声则是IR重建低。
尽管本研究证实了低剂量CCTA在特定人群 (心率≤60次/min, BMI<30) 中的可行性, 但本研究仍存在以下局限性。首先, 样本量较小, BMI≥30 kg/m2的患者没有包括在研究范围内。第二, 关于低剂量扫描诊断准确性还需要进一步研究, 比如与冠状动脉造影进行比较。第三, 本研究没有将Flash扫描模式与其他扫描模式提示进行比较。为了达到低剂量扫描, 本研究采用了前瞻性心电门控大螺距扫描模式, 该序列对运动比较敏感, 容易产生伪影, 尤其是心率不低或者不稳定的状态下[19]。另外, IR重建方式需要的时间较长。
总而言之, 本研究提示心率≤60次/min的患者, 不仅BMI<24 kg/m2的人群可以选择低千伏扫描, 对于BMI为24~30 kg/m2之间轻度肥胖的患者也可以采用前瞻性心电门控大螺距模式, 100 k V低千伏, CARE Dose4D联合IR重建技术进行CTA成像, 可以使患者受到低剂量辐射的条件下完成冠状动脉CTA成像。
摘要：目的 采用低千伏前瞻性心电门控大螺距 (Flash spiral) 扫描冠状动脉CTA成像, 原始数据采用迭代重建, 评价该扫描模式获得具有诊断价值图像质量的冠状动脉CTA的可行性。方法 50例患者, 体质量指数 (body mass index BMI) <30 kg/m2, 心率≤60次/min。冠状动脉CTA成像采用前瞻性心电门控Flash spiral模式采集。原始图像重建采用两种重建方式, 分别为反投影滤过重建及迭代重建。图像质量评分采用4分法。结果 平均有效辐射剂量为 (0.85±0.37) m Sv。迭代重建的图像噪声降低, 与反投影滤过重建比较具有统计学差异, 数值分别为 (26.4±5.2) 和 (20.6±4.1) HU。迭代重建的图像质量评分 (1.9±1.1) 降低, 与反投影滤过重建 (2.2±1.0) 比较差异具有统计学意义 (P<0.0001) 。728段冠状动脉段, 反投影滤过重建有61段, 迭代重建有38段被评为4分 (P=0.07) 。BMI指数为2430 kg/m2的患者, 迭代重建的可评价图像噪声低, 血管段SNR和CNR均比FBP重建高, 且具有统计学意义。结论 对于选择性人群, 前瞻性心电门控大螺距低千伏扫描模式联合原始数据迭代重建可以提供充足的冠状动脉CTA图像质量。
MRI腹部成像门控技术的比较 篇4
自MRI在临床应用以来,绝大部分是用于静态器官的检查,比如中枢神经系统,腹部等动态器官的扫描效果一直不太理想。因为在行MRI检查时,不可避免地出现呼吸生理伪影,为减少呼吸伪影[1],往往使用屏气扫描或门控扫描[2],尤其对无法控制呼吸的患者门控扫描就成了唯一的检查方式。在门控扫描中,有呼吸门控技术[3]和导航门控技术2种技术[4],其中导航门控技术在20世纪90年代之后才被提出并被逐步应用[5],近年来,呼吸导航技术在上腹部胰胆管成像(MRCP)的应用已十分成熟,并取得了较好的图像质量[6]。
1 呼吸门控和导航门控的特点
1.1 呼吸门控(respiratory gating)的特点
呼吸门控采用外置呼吸探测垫或腹带[7]的方式接收呼吸运动,呼吸感应器感应呼吸状态产生呼吸运动幅度的波,当呼吸波在一定域值的上限和下限之间时(一般选用呼气末)采集数据(如图1所示),从而达到每次同步采集,进而得到清晰的腹部图像,把呼吸的影响控制在最低[8],从而有效避免呼吸运动伪影[9]。
1.2 导航门控(navigator gating)的特点
导航门控不需任何外接部件就可实现自由呼吸采集[10],它是先连续采集5个呼吸周期用以探测膈肌的位置,然后采用断续的导航脉冲[9]采集膈肌位置,当膈肌位置落入采集窗后,就利用图像采集序列采集图像,如图2所示。
2 呼吸门控与导航门控的比较
2.1 共同点
(1)无论是呼吸门控还是导航门控其出发点都是寻找每次呼吸相同位置以触发扫描。人体每次吸气深度会有所差异但呼气基本一致,所以门控都选择呼气末作为触发点。
(2)呼气时膈肌向上移动,吸气时向下移动,膈肌运动的幅度决定了呼吸的幅度,2种门控方式都希望能准确跟踪膈肌运动。
(3)2种门控方式都需要进行呼吸补偿,以回顾性的方式用呼吸波形来对相位编码数据进行相位重排,抑制呼吸运动伪影。
2.2 不同点
(1)呼吸门控需外接呼吸探测垫或腹带,而导航门控不需这些设备。
(2)导航门控首先用快速序列寻找膈顶位置,通常要对膈肌进行冠状位和矢状位2个方向扫描,从2个方向寻找膈顶位置,以确定导航窗口的安放位置。之后的正式扫描中首先通过多个学习脉冲寻找膈顶位置,然后通过导航脉冲同步定位膈顶位置以触发扫描。而呼吸门控就不需要预先进行膈肌定位扫描等步骤。
(3)导航门控扫描方式的采集窗由导航采集和触发采集组成,呼吸门控的扫描方式只有一个触发采集窗。
(4)导航门控因为要进行快速的扫描定位,所以对所用扫描序列限制较呼吸门控严格,只能用于一些超快速的序列,如真实稳态进动序列、超快速小翻转角梯度回波序列等。
3 讨论
呼吸门控技术无需做前期的预扫描,操作简单,但需要比较准确地为患者连接呼吸传感器,且呼吸传感器通过腹带的收缩和展开间接感应人体呼吸运动,所以较易受其他人体运动的干扰,其感应到的呼吸运动并不是十分准确。而且腹带往往是利用带中气体的压缩和释放来感应人体呼吸,对一些无法平静呼吸或呼吸频率过快的患者往往会出现漏感应或错误感应导致触发的精度不高。对于腹部已经安装有其他设备的患者无法连接腹带,就无法用门控方法进行自由呼吸的扫描。导航门控无需连接外置腹带,所以适用的受检查者较呼吸门控多,而且导航门控技术采用导航脉冲采集膈肌图像,然后与学习脉冲扫描时找到的膈肌至顶图像进行位置对比,以准确确定膈顶位置,从而触发扫描。由于膈肌运动直接反应呼吸变化,而采用导航门控,能从图像上探测每次呼吸的肺底膈顶位置,进而准确找到呼气末期,达到更精准的门控触发。但导航门控需对膈肌预先进行正常呼吸下的矢状位和冠状位的扫描,寻找膈肌运动到膈顶的位置,以此确定呼气末的导航窗位置。此操作比较复杂,对操作人员的要求比较高,整个扫描的周期比较长。导航门控在扫描中要求受检者在预先定位扫描和之后的触发扫描中保持一致的呼吸状态,从而使每次膈顶能落入导航窗内,如果受检者出现严重的呼吸起伏就会导致导航扫描失败,所以导航门控能用于呼吸急促的患者但无法完成对有严重呼吸起伏患者的检查。
4 结语
综上所述,对于一般中小医院,由于操作人员的水平参差不齐,也很少做科研型的精准扫描,所以比较适用呼吸门控技术。而对于大型医院,由于受检查者情况较复杂,对图像要求高,操作人员的应用能力较强,更适合采用导航门控技术。但在购置磁共振中,有条件最好将2种门控技术都纳入配置。这样可以灵活地安排扫描,对要求不高的一般患者,扫描可采用呼吸门控,对于有较高图像要求或腹部已安装其他设备的患者以及呼吸急促的患者可采用导航门控技术。
参考文献
[1]彭振军,刘定西,孔祥泉,等.呼吸频率与重复时间在胸腹部成像中相互关系的初步探讨[J].中华放射学杂志,1995,29(3):165-167.
[2]Morimoto A,Nishio H,Shimoyashlki Y,et al.MR Cholangio Pancre-atography using respiratory triggered half—Fourier RARE technique[J].Japan Clinics,1998,56:2 859-2 864.
[3]樊卫,张伟光,杨小春.PET/CT呼吸门控技术及其应用介绍[J].中华核医学杂志,2007,27(2):126-128.
[4]关照坤,李新春,何建勋,等.呼吸导航回波联合腹带加压在肝脏磁共振成像中的应用[J].中国CT和MRI杂志,2009,7(2):50-52.
[5]Liu Y L,Rjederer S I,Rossman P I,et al.A monitoring feedback andtriggering system for reproducible breath-hold MR imaging[J].MagnReson Med,1993,30(4):507.
[6]张丽香,徐坚民,龚静山,等.磁共振胰胆管成像:屏气HASTE厚层采集与呼吸导航TSE三维薄层采集比较[J].海南医学,2007,18(6):62-64.
[7]樊华,林涛,王明胜.一种利用呼吸传感器实现同步图像采集的方法[J].生物医学工程研究,2006,25(4):236-238.
[8]刘怀军.3T MRI基础与临床[J].中国医疗设备,2009,24(5):131-133.
[9]杨刚,李林.MRI伪影的产生机理及其补偿技术研究[J].医疗卫生装备,2007,28(7):62-63.