多排螺旋CT冠脉成像

多排螺旋CT冠脉成像（精选7篇）

多排螺旋CT冠脉成像 篇1

冠心病的诊断是在临床工作中非常重要, 主要方法有侵入性和非侵入性两种。冠状动脉造影 (CAG) 为常用检查方法之一, 是诊断冠心病的金标准, 但其具有的潜在危险性 (如穿刺处血肿、心律不齐、心肌梗死等) 也是毋庸置疑的, 作为一种有创性检查, 它伴随着一定的死亡率及并发症发生率。多排螺旋CT冠脉成像 (MSCT) 是诊断冠心病的高效方法之一, 其通过造影增强及三维重建可以显示冠脉管腔的大小, 直接评价冠脉有无明显的狭窄, 并且为无创伤性检查。我们对92例临床疑诊冠心病患者423支血管同时进行了MSCT和CAG检查, 以探讨MSCT对冠心病诊断的临床应用价值。

1 资料与方法

1.1 临床资料

2010.1 2011.12, 对301 (男192, 女109) 例, 年龄64～81 (平均70岁) , 临床疑诊冠状动脉狭窄患者行MSCT检查, 其中92例同时作常规CAG检查。同时行MSCT和CAG的92例患者, 其检查前后时间不超过2周。所选患者均无碘剂过敏史, 无起搏器安置或人工瓣膜置换, 无严重心肺功能不全, 可屏气20秒。基础心律为窦性心律, 心律齐。心率>70次/分者行MSCT前30分钟给与倍他乐克12.5～25毫克舌下含服。扫描时心率50～72次/分。

1.2 多排螺旋CT冠脉成像 (MSCT)

采用Philips64排多层螺旋CT进行扫描及由工作站进行图像后处理。首先采用前瞻性心电门控序列进行冠状动脉平扫, 自心底部 (以气管隆嵴为标志) 至幅下覆盖全心。增强扫描采用团注跟踪触发方法:经肘静脉以2.5～3.5ml/s的流速注人欧乃派克100～120m1, 在注射开始4秒后进行同层低剂量跟踪扫描, 跟踪层面选择在主动脉肺动脉窗层面, 跟踪感兴趣区选择在降主动脉内, 触发阈值根据患者心功能情况选为150～180Hu, 扫描时间为15～18秒。进行回顾性心电门控冠状动脉造影, 层厚0.6mm, 重建间距0.3mm, 螺距根据患者心率自动选择, 扫描期间嘱患者屏住呼吸。

将扫描的数据传送至工作站, 采用回顾性心电门控采集数据, 进行三维重建。由1～2名有经验的放射科医师进行三维重建及图像分析, 且事先未获知患者的临床资料和其他结果。对左前降支 (LAD) , 回旋支 (LCX) , 左主干 (LM) , 右冠状动脉 (RCA) 以及桥支逐支进行分析评价。

1.3 选择性冠状动脉造影 (CAG)

采用S e l d i n g e r技术常规操作进行CAG, 以CAG作为冠心病诊断的金标准, 将MSCT的结果与之比较, 评价MSCT诊断实验的敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值来表示。

2 结果

同时行MSCT和CAG检查92例423支血管, MSCT发现157支冠状动脉狭窄, 其中LAD 79支, LCX 22支, LM 10支, RCA40支, 桥支6支。CAG检查发现149支冠状动脉狭窄, LAD 73支, LCX24支, LM 8支, RCA36支, 桥支8支 (表1) 。MSCT与CAG结果相符的病变血管138支, 敏感性为93%, 特异性为93%, 阳性预测值为88%, 阴性预测值为96%。

3 讨论

目前为止, CAG仍被公认为是冠心病诊断的金标准, 但其具有的潜在危险性也是毋庸置疑的。随着影像学领域的不断发展, 心血管疾病的诊断手段也趋向于无创或少创, MSCT已成为冠脉狭窄病变的高效的无创检查方法之一。

MSCT诊断冠脉有中度以上狭窄的患者, 需要进一步做造影以行支架置入和冠脉搭桥术, 对这类患者, 常规冠脉造影仅能观察管腔的狭窄情况, MSCT可辅助提供管壁病变情况 (钙化斑块和软斑块) , 并可为搭桥手术提供心脏及冠脉的立体解剖。对极少数患者, CTA可发现冠脉变异而指导常规冠脉造影的导管入路。既往文献报道, MSCT发现冠状动脉狭窄的敏感性为78%～85%, 特异性为76%～98%[1,2,2], 本研究的敏感性为93%, 高于既往文献报道结果, 考虑本研究采用的是64排多层螺旋CT进行扫描, 与既往16排多层螺旋CT相比较, 其空间分辨率有所提高, 随之敏感性有所提高。本研究的特异性为93%, 阳性预测值为88%, 阴性预测值为96%。本组92例共423支血管MSCT显示狭窄病变的敏感性为93%, 说明在MSCT图像质量能够满足影像学评价的基础上, MSCT能基本满足冠心病的初步诊断需要;特异性为93%, 阴性预测值为96%其较高的特异性和阴性预测值说明MSCT有助于避免冠状动脉正常或轻度狭窄的病人做有创性的CAG检查, 可满足冠状动脉疾病病人介入治疗的筛选工作, 可作为冠状动脉狭窄的一种无创筛选检查方法。

MSCT能够为PTCA及冠脉搭桥进行术前定位、明确病变部位、程度, 观察其与周围结构的关系, 为搭桥血管选择最佳位置及路源, 减少手术的创伤, 为冠状动脉搭桥和支架置入术后患者进行无创伤随访[3,4,3,4]。对于图像质量能够满足评价者, 通过多种图像重建技术, MSCT不仅可以观察搭桥血管是否通畅[5,5]、支架的形态及支架远端血管充盈情况, 还可以通过仿真内镜技术了解支架内情况。

MSCT也存在一定的局限性, MSCT对冠状动脉的显示受心脏搏动、心率律、呼吸运是动以及对比剂等多种因素的影响, 对冠状动脉细小、走行迂曲、严重冠脉钙化的管腔难以显示, 对冠状动脉远端的病变检出率较低, 对冠脉痉挛引起的冠脉狭窄难以鉴别[6,6]。但随着今后时间、空间分辨率的进一步提高, 后期三维成像技术及软件的不断完善和图像重建算法的改进, 其在冠状动脉病变的诊断、介入治疗后的评价及随访等方面将发挥越来越重要的作用, 在临床上必将会有更广泛的应用。

多排螺旋CT冠脉成像 篇2

CT上腔静脉成像如能获得良好图像则既可以显示上腔静脉及主要属支, 又能了解原发病变与上腔静脉的关系, 有利于临床治疗方案的制订 (特别是手术方案的制订) 。在实际工作中多采用间接法上腔静脉显像, 该方法主要利用增强扫描之静脉期图像进行分析, 此时, 上腔静脉内对比剂浓度较低, 所获得的图像质量较差, 提供的信息常不可靠。也有一些学者采用双上臂静脉穿刺, 使用双筒高压注射器同时进行注射的方法获得良好的图像, 但同时穿刺无疑给患者增加了痛苦且耗时较长。如能在普通增强扫描结束后发现上腔静脉可能存在病变, 而此次普通增强扫描中间接法上腔静脉成像又不能解决诊断问题, 需要进行法上腔静脉成像, 随即在患者知情且同意的情况下进行直接法上腔静脉成像就更具有针对性, 特别是如能采用单侧注射 (利用患者原有的静脉通道) 进行成像就更为简单便捷了。但单侧注射对于锁骨下静脉及注射侧无名静脉的显示良好, 对上腔静脉的显示较差, 主要是由于对侧无名静脉无对比剂的静脉血的冲入使上腔静脉内出现漩涡样图像, 使诊断面临困难。本文的主要目的就是在单侧注射的基础上试图调整对比剂浓度、注射速度及扫描延迟时间等手段来获得良好图像, 现将结果报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

扫描设备全部使用西门子第二代双源CT, SOMATOM Definiton flash扫描电压80 k V, 电流200 m A, pitch值。患者均采用仰卧位, 单侧肘前静脉穿刺 (本组病例全部采用右侧穿刺) , 所选18例病例均为因各种原因行胸部增强扫描者, 年龄40岁~70岁, 男女各9例。扫描范围上包锁骨下静脉, 下至右心房水平。

1.2 分组

1.2.1 对比剂浓度优化组

将18例受检患者随机分为3组, 分别为:300 mg/m L对比剂用盐水稀释, 分别为:10 m L对比剂+40 m L盐水, 10 m L对比剂+50 m L盐水, 10 m L对比剂+60 m L盐水。上述3种稀释比例中每种2例受试者, 男女各1例。

350 mg/m L对比剂用盐水稀释, 分别为:10 m L对比剂+50 m L盐水, 10 m L对比剂+60 m L盐水, 10 m L对比剂+70 m L盐水, 3种稀释比例中每种2例受试者, 男女各1例。

370 mg/m L对比剂用盐水稀释, 分别为10 m L对比剂+60 m L盐水, 10 m L对比剂+70 m L盐水, 10 m L对比剂+80 m L盐水, 3种稀释比例中每种2例受试者, 男女各1例。

注射速度为3.5, m L/s, 以锁骨下静脉显示是否良好, 有无伪影为判断标准。对上述各组所获得的图像进行评价, 分别评价为优、良、差3个等级。分别由1名资深技师及1名主治医师进行评价, 意见不统一时, 协商解决或请1名高级职称医师裁定, 以确定显示良好且尚未形成伪影的最佳对比剂浓度。

1.2.2 延迟时间优化组

依据上述结果, 选择370 mg/m L对比剂10 m L+80 m L盐水, 以4 m L/s流速进行注射, 分别采用5, 10, 15, 20, 25 s, 5种不同的延迟时间, 每种延迟时间下各选2例受试者, 男女各1例。分别进行直接法上腔静脉成像, 以锁骨下静脉显示是否良好, 有无伪影以及下腔静脉充盈是否良好等作为判断标准。对上述各组所获得的图像进行评价, 分别评价为优、良、差3个等级。分别由1名资深技师及1名主治医师进行评价, 意见不统一时, 协商解决或请1名高级职称医师裁定。

1.2.3 对比剂注射速度优化组

仍使用370 mg/m L对比剂10 m L+80 m L盐水, 扫描延迟时间为20 s, 分别选择不同的对比剂注射速度, 分别为3.0 m L/s、3.5 m L/s、4.0 m L/s、4.5 m L/s、5.0 m L/s, 每组各2例受试者, 男女各1例。仍以上述标准为主要依据对图像进行优、良、差之评价。

2 结果

2.1 对比剂浓度优化组 见表1。

表1中以mg/m L为单位者为对比剂, 以m L为单位者为盐水;优、良、差为图像质量评价。结果显示10 m L 300 mg/m L+65 m L盐水、10 m L 350 mg/m L+70 m L盐水及10 m L 370 mg/m L+80 m L盐水时图像质量较好。

2.2 延迟时间优化组 见表2。

表2中个数表示各延迟时间下优、良、差的个数。结果表示, 延迟时间20 s~25 s所获图像质量较好。

2.3 对比剂注射速度优化组 见表3。

表中个数表示各延迟时间下优、良、差的个数。结果显示注射速度4.0~4.5 m L/s图像质量良好。

2.4 所获图像 见图1~4。

3讨论

上腔静脉是静脉回流的重要通道, 许多颈、肩部疾病, 胸部疾病及纵隔疾病可以侵及上腔静脉, 上腔静脉的变异及自身疾病也时有发生, 良好显示上腔静脉无疑可以为临床提供更为具有价值的依据, 对治疗计划的制订有重要意义。

在日常工作中, 主要采取间接法上腔静脉成像, 其实际上是利用胸部增强扫描的静脉期对上腔静脉进行分析, 对于颈、胸部存在病变的个体而言是一个比较便捷的手段, 一方面可以经过胸部增强扫描来了解颈、胸部病变的情况, 另外可以同时了解上腔静脉情况。但是由于动脉期扫描时恰逢高密度对比剂在在静脉内流动故存在明显的伪影, 静脉期由于经过长时间循环对比剂浓度明显下降, 显示也不理想。

国内外学者曾经提出双侧上肢同时进行静脉穿刺, 同时注射对比剂可以获得良好的图像[1], 我们也曾经做过这样的工作, 同样也获得了良好的效果。但是如何能够在胸部增强扫描结束后, 在了解到需要对上腔静脉进行进一步的显示时, 采用便捷的手段对上腔静脉进行成像则更具有实际意义。

本文就是在胸部增强扫描结束, 医生对扫描图像初步浏览后立即对上腔静脉进行直接法成像, 首先不再需要在对侧进行静脉穿刺, 减少了患者的痛苦;其次所需对比剂总量370 mg/m L在10 m L之内, 300 mg/m L在15 m L之内, 每个个体对比剂使用总量完全在许可范围内;同时由于使用原有的静脉留置通道进行注射, 方便快捷, 节省了大量的时间[2]。我们建议单侧注射法上腔静脉成像使用对比剂将其配成大约41 mg/m L, 如使用10 m L370 mg/m L+80 m L盐水即可, 其他浓度的对比剂可参照此浓度配制;建议延迟时间从注射开始计算20 s~25 s;建议对比剂注射速度4~4.5 m L/s[3]。

正如实际工作中所见及其他作者所述, 单侧肢体注射对比剂显示上腔静脉的主要问题是非注射侧不含对比剂的血流与注射侧含对比剂的血流混合后, 会出现明显的漩涡样伪影, 影响图像质量进而影响诊断。本文结果提示注射侧用较快的注射速度, 扫描延迟时间不低于20 s, 就可以得到良好的图像, 这是由于延迟时间较长可以等到非注射侧含对比剂的血流汇入, 基本消除了上述伪影。也没有明显增加对比剂用量。

本文全部采用80 k V进行扫描, 所获图像质量均良好, 也为低剂量检查提供了依据。

综上所述, 在胸部增强扫描结束以后, 对有必要进行上腔静脉成像的患者利用原有留置针进行小剂量、低浓度、较长延迟时间及单侧上肢静脉注射等手段进行直接法上腔静脉成像是一种简单、便捷、安全、高质量且实用的上腔静脉成像方法, 值得推广。

参考文献

[1]王云华, 刘小兵, 杨立萍.螺旋CT上腔静脉造影术的研究[J].医学临床研究, 2006, 20 (10) :1564-1570.

[2]Qanadli SD, EI Hajjam M, Bruckert F, et al.Helical CT phlebography of the superior vena cava:diagnosis and evaluaion of venous obst ruction[J].AJ R, 1999, 172 (5) :1327-1333.

多排螺旋CT冠脉成像 篇3

1 资料与方法

1.1 一般资料

本组选择2007~2008来我院就诊牙齿正畸矫形25例,男11例,女14例,年龄12~28岁,平均16岁,其中中切牙9例、两个中切牙同时阻生1例,尖牙5例,两个尖牙同时阻生3例,中切牙和尖牙同时阻生3例,下颌第二前磨牙2例,上、下颌第三磨牙萌出不全2例合并尖牙、侧切牙阻生。术前均已拍摄全口曲面断层片,确诊颌骨中有埋伏阻生牙。

1.2 设备与方法

采用GE公司Light Speed plus螺旋CT,扫描条件:电压120k V,180MA,扫描速度1r/s,使用螺距=1.5,层厚5mm。患者仰卧,上、下颌微张,使上、下牙列不重叠,上、下切牙保持约1cm,咬牙合平面尽量平行于扫描平面。扫描时嘱患者暂停吞咽动作。对年龄较小者,可用头带固定并在其后磨牙区放置一纱布,协助制动。采用螺旋容积扫描,范围自下颌骨体下缘至上颌窦顶壁。图像处理在工作站上应用Dentascan V2.0齿科软件进行三维多层面重建(MPR)、CPR、VR及SSD重建图像,可任意角度任意平面显示牙体断面或三维立体图像,从而获得埋伏牙的牙体形态、唇腭向位置、萌出方向及与其邻牙关系的详细信息。

1.3 三维成像和多层面重建

本研究所采用的三维成像的方法是容积重建法(V o l u m e Rendering,VR),这种方法能显示多种组织,可以旋转、开窗、“剥皮”、“去骨”、可模拟手术进行多角度观察、多平面任意切割,VR可以将埋伏阻生牙和邻牙及周围组织同时显示出来有助于观察埋伏阻生牙和邻牙及周围组织的关系。多层面重建(MPR)可以同时显示轴位,矢状面和冠状面和任意斜位层面,并可任意改变重建的位置和层厚,能够提供清楚的空间解剖关系。

2 结果

本组共32颗埋伏阻生牙,其中单个埋伏18例,2个或多个7例;上颌尖牙埋伏9颗,中切牙6颗,侧切牙1颗,第二前磨牙1颗;下颌尖牙6颗,中切牙8颗,第二前磨牙1颗。32颗埋伏阻生牙中位于唇颊侧14颗,舌腭侧18颗;按方位分倾斜埋伏21颗,垂直4颗,水平6颗,倒置1颗,25例患者共32个阻生牙均显示清楚,埋伏阻生牙在颌骨中的形态、唇、腭侧位置、萌出方向及与邻牙的关系显示较为直观。其中有6例患者的MPR所获信息与原先全口曲面断层片及根尖片所获信息有较大出入,通过改变矫治设计,从而获得很好的矫治效果。

3 讨论

在齿科正畸矫形中,全口曲面断层片及根尖片是对正畸过程中常用的诊断手段,但其提供的是二维平面图像,其缺点在于:第一,分辨率低;第二,图像重叠。而多层螺旋CT以其强大的三维图像后处理功能,有效克服了传统X线的局限,可对齿科正畸矫形中的埋伏牙进行准确的三维定位和分型[4~5]。能直接显示埋伏牙的位置,数量,牙冠牙根的形态,为导萌、正畸治疗提供客观依据。MPR,CPR能任意角度、平面成像,避免组织重叠,同时可了解颌骨发育情况及精确测量牙齿与牙槽表面的距离。VR及SSD能直观显示颌牙列情况,清楚了解牙齿之间的立体关系,包括埋伏牙间隙的大小,邻牙受压情况等。综合运用任意角度旋转及切割功能,有助于对埋伏牙进行准确的三维定位和分型,有助于简化形象思维,确定手术方案和入路。

4 结语

多层螺旋CT,层厚薄,连续采集,无运动伪影提高了齿科正畸矫形中埋伏阻生牙检出率及清晰度,三维成像技术从多层面,多角度和多个平面立体直观地勾画出埋伏阻生牙的空间位置、牙根的形态,与邻牙关系及邻牙的牙根情况,便于正畸和颌面外科医生选择最佳矫治设计及手术方法,提高手术成功率,从而减轻患者痛苦,缩短矫治时间。

参考文献

[1] 王卫红,邵聪吉,马天宇,等.CT三维重建在诊治上颌骨埋伏牙中的应用[J].临床口腔医学杂志,2008,24(3):188～189.

[2] Mason C,Papadayou P,Roberts GJ.The radiographi_c localization of impacted maxillary canines:a comparison of methods[J].Eur J Orthod,2001,23:25～34.

[3] Preda L,La F,Dimaggio E M,et al.The use of spiral computed tomography in the localization of impacted maxillary canines[J].Dentomaxillofac Radiol,1997,26:236～241.

[4] 张皓,沈天真,李淑云,等.CT在上颌埋伏牙中的应用研究[J].中国医学计算机成像杂志,2002,8(8):13～15.

多排螺旋CT冠脉成像 篇4

关键词：多层螺旋CT,冠状动脉,血管造影术

自20世纪60年代以来,有创的选择性冠状动脉造影一直是冠状动脉成像和冠心病诊断的“金标准”。近年来多层螺旋CT冠状动脉造影(Multislice Computed Tomography Coronary Artery,MSCTCA)这项无创性造影技术在冠状动脉成像方面取得了长足的进展[1,2,3]。21世纪初,4层和8层MSCT实现了高速螺旋扫描(0.5s/转),结合回顾性或前瞻性心电门控,通过图像重建处理获得二维和三维的冠状动脉图像,但单位时间内的扫描覆盖范围太小,心脏CT扫描时间长,并且对心率也有较为严格的要求。2002年,16层MSCT应用于临床,实现了亚毫米层厚的心脏数据采集。其螺旋扫描速度快(420ms/转),时间分辫率<210ms,扫描层厚可达0.75mm,心率波动对冠状动脉CT图像质量的影响有所减轻,对冠状动脉细小分支的显示有一定改善[4]。2004年底推出的64层MSCT,螺旋扫描速度更快(≤0.35s/转),时间分辨率显著提高(<50ms),心脏亚毫米层厚<0.5mm,探测器旋转1周可覆盖的扫描范围可达32~40mm,明显高于16层螺旋CT,完成1次心脏扫描控制在10s以内,可以获得优良的冠状动脉CT图像[5,6]。

1 冠状动脉扫描图像后处理技术

冠状动脉的CT图像重建后处理技术包括多平面重建(Multiple Planar Reformation,MPR)、曲面重建(Curved Planar Reformation,CPR)、最大密度投影法(Rnaximum Intensity Projection,MIP)、表面覆盖法(Surface Shadow Display,SSD)、容积再现(Volume Rendering Technique,VRT)、仿真内窥镜(Virtual Endoscopy,VE)。

(1)MPR是沿不同平面的图像重建,可根据要求方位形成近似各向同性的重建图像,直接测量用于诊断。

(2)CPR是在显示图像上根据需要划线,将划线的二维数据任意平面及角度重建成新二维图像,能够展现走行迂曲的冠状动脉的全貌及管腔内外状况,它在冠状动脉的后处理中非常实用,但与操作者对冠状动脉解剖的了解有很大的关系。

(3)MIP是最大强度值的像素投影,反映的是组织密度差异,3对比度高。它能区分血管性结构和非血管性结构,获得类似DSA的图像,可以显示细小的血管及冠状动脉狭窄的程度和长度,显示血管壁的钙化,缺点是对前后重叠的血管不能区分,不能清晰显示解剖结构的三维关系。

(4)SSD法可显示冠状动脉的立体形态和空间关系,但小的冠状动脉分支显示欠佳,并且对狭窄程度有夸大效应,对管壁的钙化和管腔亦不能区分。

(5)VRT是保留二维CT的信息,应用所有的资料数据进行重建,逼真地呈现冠状动脉与各心腔的三维关系,可靠地显示狭窄位置的长度和斑块性质,并且能进行不同角度的切割旋转,便于显示所需要的血管结构。

(6)VE将螺旋CT的容积数据进行后处理重组出类似于纤维内窥镜所见的空腔器官内部的立体图像,可以显示冠状动脉腔内的情况、管壁的钙化及腔内的斑块,了解粥样斑块的位置及与冠状动脉分支的关系,对冠状动脉病变的分析起着重要作用。但VE用于观察冠状动脉管腔内的情况,研究发现在诊断未钙化或无血流动力学意义的病变时,不如传统横断面图像优越[7]。

在冠状动脉MSCTCA的后处理技术中,不应单纯应用某一种技术,应将VRT、CPR和横断面图像结合起来,其他后处理技术可作为有益的补充。

2 MSCT冠状动脉重建图像质量的影响因素

由于冠状动脉管径细小(直径≤4mm),并紧随心肌在心动周期内搏动,冠状动脉CT成像质量受空间分辨率、时间分辨率、心脏搏动、血管壁钙化、心律不齐、呼吸运动等诸多因素影响。

2.1 空间分辨率

为了能够显示细小、弯曲、复杂的冠状动脉解剖结构和管壁细微的病理改变,各向同性或近乎各向同性的空间分辨率<1mm是必须的[8]。空间分辨率低,冠状动脉周围的高密度结构(起搏器,搭桥术后的金属夹等)可以产生硬线束伪影(hard beam)及部分容积效应。64层螺旋CT能进行快速螺旋容积扫描和多阵列探测器亚毫米采集,Z轴分辨率可达0.4mm,接近无创冠状动脉成像的要求,但还低于传统造影的0.2mm。

2.2 时间分辨率

64层螺旋CT采用4~5扇区重组技术,时间分辨率显著提高。为降低影像模糊和阶梯状伪影,心率快者多采用连续的几个心动周期的扫描数据来重建,时间分辨率可得到改善,心率越快需要的心动周期越多。时间分辨率=旋转时间/2N。N为扇区,64层螺旋CT采用多扇区采样技术,旋转时间0.33s/转,按4扇区成像计算,时间分辨率可达41ms。总之,由于时间分辨率的提高,64层螺旋CT的冠状动脉血管成像质量有了明显的提高。

2.3 钙化

钙化斑块及冠状动脉管壁钙化是影响冠状动脉管腔显示的主要因素之一[9]。钙化影响CT评价冠状动脉狭窄范围和冠心病诊断准确率,易造成假阴性诊断[10]。但钙化是不可避免的,临床上对MSCT显示血管壁严重钙化而影响诊断冠状动脉病变的患者仍建议行冠状动脉造影,以减少或避免钙化带来的误诊或漏诊,进一步提高冠心病的确诊率。

2.4 心率和心律

在冠状动脉扫描的过程中,心率较快的患者,R-R间期较短,致心脏每搏输出量相对减少,冠状动脉内对比剂充盈显影不佳[11]。心率的变化缩短了心脏相对静止的时间,影响扫描图像的质量,导致出现运动伪影。Hong等[12]报道冠状动脉图像质量与患者心率呈明显负相关,要获满意的图像,心率应控制在74.5次/min以下。Giesler等[13]报道随着心率的增加,可以进行影像学评价的冠状动脉狭窄数量减少,心率≤70次/min时,检测冠状动脉狭窄的敏感度为62%,而心率>70次/min时敏感度降至33%。多层螺旋CT辅以心电后门控的应用,64层螺旋CT时间分辨率可提高到41ms,但是相对于心动周期的时间来说,时间分辨率仍不够高,尤其当心率较快时舒张时间缩短,冠状动脉图像可受舒张早期心室舒张或舒张晚期心房收缩运动的影响产生伪影。此外,冠状动脉重建算法也因心率而异,心率慢时,每层图像由一个心动周期某一段R-R%时相的数据重建而成;心率快时,每层图像由两个或两个以上心动周期某一段R-R%时相的数据重建而成[14,15]。因此,心率的快慢是影响图像质量的主要因素,尽可能的控制心率对提高冠状动脉CT血管成像的检查质量、改善工作流程是很有帮助的。

另外,心律不齐会影响MSCT的评价效果,国内有文献报道发现[16],在基本心率大致相同的情况下,多层螺旋CT冠状动脉的成像质量受心率波动的范围的影响。

2.5 呼吸及其他客观因素

若患者呼吸控制不好,会造成扫描的冠状动脉二维图像跳跃不连贯,重建的三维图像呈截断样或波浪状。由于64层螺旋CT的时间分辨率较高,一般冠状动脉检查扫描时间均控制在10s以内,几乎所有的患者均能耐受一次屏气完成扫描,因此,呼吸对冠状动脉影响相对较小。另外,放射科医技师除接受放射相关知识的培训,还应接受心血管解剖、生理、病理生理等方面的培训[17],他们对患者的引导水平也会影响图像质量及诊断结果。

3 MSCT冠状动脉造影的临床应用评价

3.1 MSCTCA能高度准确地显示冠状动脉狭窄

Achenbach等[18]应用MSCT对64例病人冠状动脉狭窄的显示情况进行了研究,并与数字减影冠状动脉比较,MSCT显示冠状动脉主干和管腔直径大于或等于2.0mm分支的重度狭窄或阻塞(>70%的狭窄)的敏感度为91%,特异度为84%;若包括所有>50%的狭窄敏感度为85%,特异度为76%。王怡宁等[19]比较了64层和16层MSCT的冠状动脉成像结果,证实64层MSCT冠状动脉成像诊断冠状动脉≥50%狭窄的敏感性为94.9%(56/59),特异性为93.2%(124/l33)。Pugliese等[20]对35例病人进行了64层螺旋CT冠状动脉成像与数字减影冠状动脉造影的双盲法对比研究,结果表明,CT冠状动脉成像对左冠状动脉主干、前降支、回旋支和右冠状动脉等494段大于或等于50%狭窄的显示,敏感度和特异度分别为99%和96%,阳性和阴性预测值分别为78%和99%。阴性预测值高,64层螺旋CT可作为冠状动脉检查的筛选手段,但它的时间分辨率低导致阳性预测值低。

3.2 MSCTCA还可显示冠状动脉管壁结构及冠状动脉粥样斑块的情况[21]

MSCT早期的研究只是笼统地将冠状动脉内斑块区分为钙化斑块和非钙化斑块(软斑块)。Kopp等[22]检测了6处冠状动脉斑块,对照冠状动脉造影及血管内超声表现,并按血管内超声的分类方法将斑块分为软斑块、中等密度斑块、钙化斑块。Fayad等[23]总结不同成分斑块的CT值如下:新鲜血栓的CT值为20HU,脂质斑块为50HU,纤维斑块为100HU,钙化斑块的CT值>300HU。从以上可以看出MSCT能为无创性评价冠状动脉粥样斑块的成分提供有价值的信息,但是心率、心率波动、呼吸及斑块内钙化成分及管腔内对比剂的部分容积效应会影响对斑块CT值测量的准确性。由于空间分辨率和组织分辨率的限制,MSCT尚无法区分典型粥样硬化斑块内的纤维帽及脂质核,也无法对各个成分的厚度或面积进行测量。

3.3 MSCT一次注药可同时显示各支搭桥血管和冠状动脉

经股动脉插管搭桥血管造影是诊断搭桥血管“金标准”,但它是一种有创的方法,寻找桥血管近端吻合口需要多次注药。MSCT冠状动脉成像是一种无创、简便的检查方法,一次注药可同时显示各支搭桥血管和冠状动脉。16层螺旋CT能可靠地评价搭桥血管近端吻合口、桥血管和远端吻合口,近端吻合口显示率为100%,远端吻合口显示率为74%,诊断桥血管重度狭窄和闭塞的敏感性为75%~100%,特异性为87%~100%[24,25]。CT成像近端吻合口、搭桥血管本身、远端吻合口以及远侧血管的可评价率均高于16层螺旋CT,尤其对远端吻合口以远的血管显示优于16层螺旋CT,且屏气时间近乎减半,造影剂量也大大减少,更适合于搭桥血管成像。Pache等[26]对31例冠状动脉搭桥术后病人96支桥血管狭窄进行评估,敏感度、特异度、阳性预测值和阴性预测值分别为97.8%,89.3%,90%,97.7%。

3.4 MSCT使CT评价支架内再狭窄(In-Stent Restenosis,ISR)成为可能

冠状动脉支架植入术面临的主要问题是ISR,诊断ISR的传统方法是冠状动脉造影,但高费用和有创性限制了该技术的广泛应用。MSCT的空间分辨率和时间分辨率有了显著提高,部分容积效应产生的测量误差和运动伪影明显减少,使CT评价ISR成为可能。Gaspar等[27]运用40层螺旋CT,通过观察支架内对比剂充盈缺损的程度来诊断ISR,以常规冠状动脉造影(Conventional Coronary Angiography,CCA)(>60%)为标准,其诊断ISR的敏感性和特异性分别达到了88.9%和80.6%,显示MSCT对支架内完全闭塞病变的诊断有良好的准确性。Qhnuki等[28]用像素计数法(Pixel Count Method)在16层螺旋CT上诊断ISR的敏感性和特异性分别达到了75%和88%。由此看来,螺旋CT冠状动脉成像技术诊断ISR尚有一定的难度,但鉴于其较高的特异性和阴性预测值,对排除ISR仍然有一定的作用。

多排螺旋CT冠脉成像 篇5

Research project Tongliao city and Inner Mongolia University for the Nationalities cooperation projects in science and technology in 2012.Approval number:SXYB2012041

随着多层螺旋CT (Multi-slice spira CT, MSCT) 的出现和不断发展, 其以扫描速度更快, 解剖覆盖面更广, 对比剂效应更大, 图像更清晰等优点, 而被医学界公认为诊断腹部血管疾病的重要检查方法之一。而多排螺旋CT血管成像 (CTA) 被国内外学者一致认为是一种重要的非侵入性的血管造影技术[1], 它明显提高了人体腹部脏器血管图像的质量, 并且在某些血管疾病的术前评估中完全替代了“金标准”血管造影技术[2,3]。目前, CTA在腹腔疾病方面的临床应用主要有以下几方面。

腹主动脉

腹主动脉瘤:腹主动脉瘤是我们在临床工作中较为常见的一种疾病, 它主要有2种类型, 分别是炎性和真菌性动脉瘤, 使用MSCTA对腹主动脉瘤患者进行检查, 不仅能够清晰地显示主动脉腔, 还能延迟扫描显示的栓塞管腔、主动脉管壁和周围软组织的强化。评价动脉瘤应包括的形态学细节主要包括动脉瘤最大直径, 动脉瘤近端累及范围及其与肾动脉的关系等等, 动脉周围所见的感染性改变, 对于亚容积MPR (Multiplaner reformation) 和MIP (Maximu mintensity projection) , 可以精确测量动脉瘤的径线, 更有利于手术和经皮介入测量等。MSCTA三维图像可以在术前对腹主动脉瘤进行全面、直观、立体的精确测量, 以制定手术计划和选择合适的替代材料[4], 可以避免再进行有创伤性的DSA检查。

腹主动脉夹层动脉瘤:针对腹主动脉夹层动脉瘤患者, 建议采用3DMSCTA对患者进行检查, 与传统的检查方法相比, 采用3DMSCTA检查能够产生原始图像和多平面重建图像, 这些图像有助于更加清晰地显示出内膜瓣, 从而对疾病的诊断和治疗提供较大的帮助。而在诊断疾病的过程中, 不能够仅依赖MIP图像, 否则可能由于内膜瓣成像模糊等原因而容易导致误诊的发生。而使用三维数据采集患者的病变信息, 成像以后能够使我们更加直观和清晰地观察到血管分支的起源, 并且可以确定其性质。此外, 在检查的过程中, 应该谨慎地观察内膜撕裂是否延伸至分支血管, 因为它会导致另外的供血区域的缺血。人体腹部的血管解剖结构是非常复杂的, 并且常常伴有血流动力学的异常, 传统检查手段诊断困难, 而使用MSCT扫描能够更加清晰和准确地反映这些变化, 从而大大提高我们对疾病的诊断水平[5]。

腹主动脉支架:MSCTA行主动脉血管成像不但能明确主动脉夹层的诊断及分型, 而且更重要的是能提供高质量图像以显示细节和精确的数据结果, 指导腔内隔绝术前的支架选择、术式方案的确定、术中支架的顺利放送及术后随访观察, 其价值往往优于DSA (Digital subtraction angiography) , 应作为主动脉夹层支架置入术前诊断及术后疗效评估的首选检查方法[6]。

腹动脉狭窄和闭塞:随着人们生活水平的增高和人们生活习惯的改变, 动脉粥样硬化的发病率越来越高, 而动脉粥样硬化会导致血管狭窄甚至闭塞, 它所累及的血管主要是腹主动脉以及髂动脉等。对发生这些动脉狭窄和闭塞的患者进行MSCTA检查, 能够清晰地显示闭塞的远端和近端结构, 对狭窄的管壁也可以清晰显像。此外, 对于一些侧支循环和远端血管也能够清晰显示, 从而可以为临床诊治提供大量的客观依据, 大大提高治疗的效果。有学者研究表明, 使用MSCTA对患者进行检查, 经过检查后对图像的处理, 可以清晰且全面地显示患者病变的情况和程度, 包括腹主动脉缩窄、变异血管等情况, 从而为临床对疾病的诊断以及选择合理的治疗方案提供巨大的帮助[7]。

肾动脉

肾动脉狭窄:对于肾动脉狭窄患者, 其主要的病因是动脉粥样硬化, 此外, 还有先天性肌纤维发育不良也会导致肾动脉狭窄的发生, 对于动脉粥样硬化所引起的狭窄, 其部位常位于肾动脉开口处, 一般表现为偏心性狭窄, 而对于先天性肌纤维发育不良所引起的狭窄, 其部位多位于肾动脉中段和远段。在既往的临床诊治中, 最常采用的手段是选择性插管DSA和多方位投照, 虽然该检查具有一定的优势, 但是可能会导致漏诊偏心性狭窄, 使得其诊断效率大大降低。而使用3DMSCTA对患者进行检查, 则可以有效地避免上诉情况的发生, 检查中可以在任意方向对血管进行重建, 然后找到合理的方位对偏心性狭窄清晰显示, 避免漏诊的发生。有学者通过研究表明, MIP、VR在诊断肾动脉病变中的临床应用价值最高, 并且他们同MPR能够起到良好的协助作用, 通过这些检查的联合应用, 可以获得更加清晰和准确的图像[8]。有研究表明, MSCTA检查能够对肾动脉血管和其周边的病变血管进行全方位全角度的成像, 从而获得全面的数据信息, 成像以后可以十分清晰地显示这些血管的形态、病变程度以及同周围血管结构的毗邻关系, 从而为临床诊断肾动脉狭窄提供客观的依据[9]。

肾移植供者:在肾移植中, 由于每个个体的肾脏都不完全一样并具有一定的变异性, 所以在移植前, 要对供体肾进行全面仔细的检查, 以确定其是否符合移植条件, 这些检查项目包括肾动、静脉详细情况。大扫描视野的冠状位采集能确保显示从腹主动脉较低位置、甚至髂总动脉起源的副肾动脉, 再以轴位和冠状位重建观察, 较易区分副肾动脉、肠系膜上动脉的分支。杨青彦等人通过利用256排螺旋CT在24例亲属肾移植供者术前筛查中发现, CTA256图像处理功能是十分强大的, 它能够进行任何部位及全身的常规亚毫米精确容积扫描, 使得其成像效果有了非常大的提升, 为临床对治疗方案的选择和判断提供了更加详细和可靠的依据[10]。

肾动脉瘤:肾动脉瘤可发生在肾动脉主干及其分支, 同时也可发生于肾实质内, 可无明显症状, 也可表现为顽固的高血压、发作性腰痛或血尿等, MSCTA能够准确显示瘤体的位置、形态及其与周边血管的空间关系, 从而指导临床手术方案, 但不适于孕妇及危重患者[11]。

门静脉

门静脉高压:门静脉高压症 (Portal hypertension, PHT) 是在临床工作中较为常见的一种疾病, 该疾病的发生主要是由于在一些因素的影响下, 使得患者门静脉系统的血液回流发生一定程度的障碍, 引起门静脉及属支内血液增加, 血管内静水压升高, 从而继发一系列的代谢性和血流动力学障碍, 如果症状持续存在, 得不到及时有效的治疗和缓解, 最终会导致各种严重并发症的发生, 对患者的健康和生活产生严重的影响。对于门静脉高压症患者, 最主要的是采用手术治疗, 而术前需完善各种相关的辅助检查以明确病变程度, 血管成像则是最为重要的一种检查手段, 能够很好地反映患者疾病的严重程度, 从而为治疗方式的选择提供重要依据。而在这些成像手段中, MSCT门静脉成像是最为精确的一种, 采用MSCT对患者进行检查, 能够清晰地显示门体侧支循环的位置和曲张程度等变化, 使我们更加直观地看到这些病变, 对临床治疗方式的选择以及对患者预后的准确评估都有重要的意义[12]。

肝移植:对于一些严重的肝脏疾病, 其后期最主要也是最为有效的治疗手段就是肝移植, 而对肝移植能否成功有着重要影响的就是门静脉的血供, 所以, 对肝移植患者, 必需在术前准确评估门静脉情况。而在术前, 3DMSCTA检查能够准确地评估门静脉的情况, 为临床是否能够进行肝移植提供可靠的依据, 同时, 手术后采用了3DMSCTA检查也可以仔细地观察门静脉在术后是否通畅, 此外, 对于脾静脉等周边的血管也能够直观地显示, 从而对患者术后的治疗效果的评估以及并发症的及时发现和处理起到重要的作用[13]。随着科学技术的不断发展, MSCT技术也正在不断地发展和完善, 其临床应用效果也更加显著, 特别是对于血管性疾病, 采用MSCT检查具有很好的敏感性和特异性, 对于术前手术方式的选择以及术后的预后评估等方面都有重要的作用[14]。

门静脉血栓及海绵样变性:门静脉栓塞在很多因素的作用下会发生, 特别是在一些炎性反应以及血液瘀滞的情况中, 更容易导致其发生。而一旦患者出现急性门静脉栓塞, 由于血流受阻, 会使得门静脉发生不同程度的扩张。感染性栓塞时血管周围可出现强化, 门静脉流向肝脏的血流会明显减少, 致使肝脏强化延迟, 表现为斑片状。随后的一段时间内产生许多小的侧支血管网跨越门静脉闭塞段进行供血, 这些血管网即称为海绵样变性。MSCTA可依据门静脉阻塞的情况对门静脉血栓及海绵样变性进行分型, 可显示向肝性和离肝性侧支血管, 并可检出引起门静脉血栓及海绵样变性的病因及伴随的门静脉属支血流循环障碍, 从而指导临床治疗, 特别是对于拟行门静脉旁路术的患者, 具有重要的指导作用[15], 64层CT门静脉成像在肝内门静脉通畅情况评估和静脉移植物选择上具有更重要价值[16]。

盆腔血管

盆腔血管:由于盆腔动脉血管扭曲严重, 血管搏动, 肠管蠕动及呼吸运动的影响, 二维时间飞跃法很容易产生信号的丢失, 而MSCTA不受这些影响, 能够更准确地显示血管狭窄或闭塞的长度, 可以确定患者是否需要经皮血管成形或外科手术治疗, 尤其是SSD (Shaded surface display) 能够很好地显示双侧髂总动脉、髂内外动脉及其分支、上段股动脉的正常大小、形态及行程情况。另外SSD与骨盆等骨骼同时成像, 立体感很强, 对于肾移植患者再次肾移植前了解盆腔内动脉血管情况及盆腔髂总、髂内外血管动脉瘤的显示是一种有效、无创伤性的方法, 基本上可代替血管造影[17]。

脾动脉

脾是一个免疫器官, 然而在某些疾病中可以导致脾功能亢进, 导致血小板明显减少, 所以要进行手术切除。这要在术前对脾动脉的解剖进行必要的评估。可采用的检查方法有超声、CTA和磁共振 (MRA) 等, 而超声检查易受到肥胖、肠气干扰及动脉硬化等因素的限制, 诊断阳性率及准确性不及CT和MR, 尤其对小病灶容易漏诊。MR对脾动脉的诊断准确性虽然较高, 但是对于安装起搏器和动脉瘤夹的患者检查却受到限制。MSCTA有着很大的优势, MPR图像清晰度、对比度好, 利于观察钙化和血栓;VR图像可进行任意形式切割、旋转, 多角度、多方位观察脾动脉的三维解剖关系, 对病变整体情况和周边关系能够完整、清晰显示。

胰腺周围血管

胰腺周围血管在MSCTA上具有可靠的显示率, 可以为胰腺癌血管侵犯的精确判断提供依据, 如果将胰周小动脉和胰头部小静脉纳入胰腺癌的分期内容里, 能否提高分期的准确性, 以及胰腺癌对胰腺周围小血管侵犯的判定标准, 尚需要大宗的病理-影像对照研究[18]。

肠及肠系膜

MSCTA三维重组技术在评价肠缺血方面有着独特之处, 与常规的血管成像相比, 不需要放置导管, 仅使用VR和MIP三维重组技术就可以显示肠系膜近端及末梢分支的狭窄或闭塞。肠系膜血管CT血管成像技术与以往的导管血管成像技术相比, 主要的缺陷是不能进行血管内治疗, 但相对于后者是无创的、价格低廉的、更加积极的诊断手段, 必将被临床广泛应用。David E.Rosow博士等利用MSCTA对早期急性肠系膜缺血的猪模型的研究, 得出的结论为对早期急性肠系膜缺血的阳性预测值92%, 这样可以更好地指导临床治疗。

多排螺旋CT冠脉成像 篇6

关键词：多排螺旋CT,冠状动脉成像,运动伪影

引言

多排螺旋计算机断层成像(Multi-Detector Spiral Computed Tomography,MDCT)技术的临床应用促进了冠状动脉CT成像的发展[1,2]。近些年,MDCT冠状动脉成像已成为无创筛查冠状动脉硬化性心脏病最重要的影像学手段[1,3,4]。但由于MDCT时间分辨率的限制,成像过程中会产生运动伪影,这是影响图像质量甚至影响诊断准确性的最重要因素之一[3]。如何消除运动伪影尤其是较快心率下的MDCT冠状动脉成像运动伪影,是促进MDCT冠状动脉成像发展的基础。本文结合MDCT冠状动脉成像运动伪影产生的原因,综述目前消除运动伪影的主要相关方法及应用。

1 冠状动脉CT成像运动伪影产生的原因

冠状动脉CT成像过程中运动伪影的形成是由于图像矩阵中的点(体素或像素)在CT获取不同角度投影数据的过程中发生了位移,运动伪影的程度取决于位移的速率和图像重建算法的校正效果[5,6]。相对低速的位移可以有效校正,而高速的位移则难以校正,这时运动伪影的程度就取决于低速位移时相的长短和CT数据采集速率之间的关系。如果重建时间窗选择不合适,会导致冠状动脉当时处于高速位移期相,而心率过快则会导致低速运动时相过短,CT无法在低速时相内完成采集,两者都会导致运动伪影的产生[6]。相关研究表明,只有CT时间分辨率达到50 ms以下,才可能真正达到在任何时相都能冻结心脏,而不出现运动伪影,但是目前CT机的时间分辨率远没有达到这个标准。综上所述,冠状动脉CT成像质量由CT成像所提供的时间分辨率和冠状动脉运动所形成的时间需求决定,矛盾双方的改变都会影响成像效果。

2 消除运动伪影的方法及其应用

2.1 控制心率

降低受检者的心率、延长心动周期,减慢冠状动脉运动和延长冠状动脉低速运动的时间,可以降低成像对时间分辨率的需求,是消除运动伪影最简便有效和经济的方法。目前常规64排冠状动脉CT检查前通常会要求受检者口服β受体阻滞剂以控制心率在65次/min以下,同时确保心律稳定,从而可以提供更长的可用于重建的时间窗,保证冠状动脉CT成像质量[7,8]。但是,部分受检者会存在药物禁忌或无法有效降低心率的情况。

2.2 提高时间分辨率

基于MDCT冠状动脉成像基本原理及运动伪影产生的原因,要成功实现冠状动脉CT成像并完全避免运动伪影,最重要的就是将特定扫描模式下获得的最高时间分辨率与冠状动脉运动幅度最小的时相相匹配,因此提高CT的时间分辨率是技术上的关键[9,10]。提高时间分辨率的主要手段是缩短机架旋转时间,目前有效的旋转时间还没达到获取理想的时间分辨率的范围,其它一些因素如数据采集模式、图像重建方式、螺距等也可影响到时间分辨率[7,8,11]。可以使用不同的扫描方式或不同的图像重建方式来从软件角度提高时间分辨率。

2.2.1 硬件提升

(1)提高管球旋转速度。对于单源MDCT来说,利用半扫描重建技术时的单扇区时间分辨率等于球管旋转时间的l/2,时间分辨率主要由球管旋转时间所决定,提高时间分辨率最直接有效的方法就是加快球管的旋转速度。随着CT机的不断发展更新,球管的旋转速度也从4排螺旋CT的0.5 s、16排螺旋CT的0.42 s、64排螺旋CT的0.33~0.35 s、发展到双源CT的0.27 s甚至更快,新一代的CT设备甚至将旋转速度提高到0.2 s。但是,旋转速度的提高所带来的是对硬件设备的极高要求,尤其是高速旋转所形成的超高的离心力,已经使旋转速度的提高接近极限。

(2)采用宽体探测器。东芝320排螺旋CT Aquilion One采用纵向宽度为160 mm的宽体探测器,可以在不进床的情况下完整覆盖整个心脏,避免了64排CT扫描中多心动周期采集所形成的错位,也消除了多扇区重建中螺距设置的问题[12]。虽然其旋转时间仍为0.35 s,但通过多心动周期采集,可以基本解决心律失常甚至房颤的扫描难题,同时可利用多扇区重建提高时间分辨率。然而,由于其固有时间分辨率仍较低,而通过多扇区重建提高时间分辨率,心动周期之间的不一致仍会影响图像质量,同时,多心动周期采集必然带来剂量的增加。Philips 256排MDCT Brilliance i CT球管旋转速度提高至0.27 s,并配备8 cm的宽体探测器,在提高时间分辨率的同时增加了单圈覆盖范围,显著缩短了扫描时间(仅4~5 s),比64层螺旋CT放宽了对心率的限制,能提供更优的图像质量[13]。GE宽体探测器CT Revolution球管转速可达0.29 s,并且探测器足够宽,只需一个心跳就可采集所需数据,并且保证图像质量,而且病人接受的辐射剂量很低[14]。

(3)西门子双球管双探测器技术(双源CT)。双源CT装备两套X线球管与探测器,两套数据采集系统成约90°夹角安装于机架上,在成像过程中,每套X线球管/探测器组合只需要旋转约90°,即可采集到图像重建所需要的180°的投影数据,使单扇区重建的时间分辨率提高到约为旋转时间的1/4(对二代双源CT而言约为75 ms)这样的时间分辨率可以满足临床所见绝大多数心率范围的收缩末期成像,同时也使舒张中晚期成像的心率范围达到80 bpm左右[15]。此外,双源CT可以采用大螺距(3.4)螺旋采集技术,在单个心动周期完成冠状动脉CT成像,其层面内时间分辨率为75 ms,但总采集时间接近300 ms,仍需在较低心率情况下应用[16]。Force CT作为三代双源CT,其扫描速度进一步提升,达到最快速度0.25 s/rot,单扇区时间分辨率可达到约66 ms,为目前所有机器中的最快单扇区时间分辨率,基本满足日常临床工作中常见心率患者的成像需求[17]。此外Force CT进床速度可达73.7 cm/s,Flash扫描螺距最大可提升到3.2。进床速度的提升配合大螺距扫描,Flash扫描患者无需憋气,单次采集即可完成成像。但是和二代双源CT类似,Flash扫描时仍需要患者心率保持在较低且平稳的状态。

硬件系统升级是提高时间分辨率进而满足高质量成像的最主要的途径,但是也存在着一些明显的缺陷,如:(1)成本过高,设备价格昂贵;(2)受物理特性的限制,目前的球管旋转速度已经接近极限,很难再进一步加快球管的旋转速度;(3)由于空间条件的限制,不能设计出比双球管双探测器系统更多的球管与探测器系统的设备;(4)随着心率的增快,心脏运动相对静止时期迅速缩短甚至趋近于0,意味着单靠硬件系统提高时间分辨率不能完全避免快心率时的运动伪影。

2.2.2 软件开发

(1)多扇区重建技术。除了硬件升级之外,多种软件技术也可用于消除冠状动脉成像中的运动伪影,其中多扇区重建技术是提高时间分辨率最常用的方法[18]。在半扫描重建技术的基础上,多扇区重建利用心电同步信号,从多个相邻的心动周期和不同排列的探测器,收集同一相位窗但不同角度的半扫描重建所需的原始数据进行数据重组。由于每个扇区的宽度相对单一扇区有明显减小,所以时间分辨率能够明显提高。理想状态下,利用多扇区重建技术所能达到的时间分辨率约等于半扫描重建的时间分辨率再除以扇区数。但实际应用时会受患者心率、球管旋转时间及扫描螺距的限制,所达到的时间分辨率总会低于理想状态下的时间分辨率。目前,以仅采集两个心动周期的数据加以重建的双扇区重建最常用[19]。由于重建数据来自多个心动周期,多扇区重建容易受到时相一致性水平的影响,此外,来自不同心动周期相邻角度数据在时相上的不连续也会对重建图像产生影响。因此,应用多扇区重建时维持患者心率稳定是首要条件,其在心率波动患者中的应用受到限制。其次,多扇区重建提高时间分辨率的效果受心动周期长度与旋转时间匹配的影响,导致部分心率情况下图像质量改善效果有限[20,21]。此外,多扇区重建要求相对于单扇区重建更低的螺距,这会导致辐射剂量的明显增加[22,23]。

(2)基于压缩感知的图像重建技术(Prior Image Constrained Compressed Sensing,PICCS)。除了扇区重建技术之外,还有另外一种提高时间分辨率的技术PICCS,亦称之为TRI-PICCS(Temporal Resolution Improvement-Prior Image Constrained Compressed Sensing,TRI-PICCS)[21,22]。和双源CT提高时间分辨率的目标相似,TRI-PICCS技术期望应用常规半扫描重建所需的一半数据和时间完成图像重建。但是,尽管该技术可以使时间分辨率提高一倍,但减半的图像数据不足以重建满意的图像,会因投影角不足而造成遮盖伪影。TRI-PICCS技术应用了常规重建的图像进行匹配和校正,从而消除投影角不足的伪影,在提高时间分辨率的同时确保足够的图像质量。Chen等[21]通过动物实验证实,TRI-PICCS技术在单源CT检查时对心率快于70次/min时的冠脉成像可以获得较好图像质量,所得到的图像明显优于不使用该技术时的图像质量。与多扇区重建比较而言,该技术不会受到机架旋转时间和心脏运动时相不同步等问题的干扰,且不会额外增加辐射剂量。该技术除了可以应用于单源CT,亦可应用于双源CT以进一步提高双源CT时间分辨率。但目前该技术尚未在临床应用中得到验证。

(3)运动估算与补偿算法。除直接提高时间分辨率之外,还有一些重建算法来消除图像的运动伪影,如运动估算(Motion Estimation,ME)与补偿重建(Motion Compensation Reconstruction,MCR)算法。Isola等[23]开发的ME法基于已采集的图像数据来估算心脏四维运动,在心电门控扫描采集心脏CT图像后,选取一个心动周期中一组相对静止时相的图像,并从中挑选一个时相作为靶时相;然后,对选定的相对静止时相和靶时相分别进行三维非刚性图像配准来获取相应时相的三维运动矢量信息;接着进行三次B样条插值进一步得到该时相的四维运动矢量信息;最后,心脏运动矢量信息被反转和重新整合以计算获得感兴趣区的其他任意时相的四维运动矢量信息,进而对心脏任意时相的运动进行估算。

在Isola等人研究的基础上,Tang等[24]做出了改革创新,提出了一个完全四维的图像迭代重建算法,即ME和MCR交替的算法。与Isola等的研究方法相比,Tang的ME法是一种非刚性四维图像配准方法,其充分利用心动周期中心脏所有时相图像的容积数据直接估计四维运动矢量信息,并同时在时间与空间层面上对图像信息加以校正以保证估算的四维运动矢量信息足够可靠。此外,Tang等的MCR法采用运动跟踪锥形束反投影运动模型来进行运动的补偿重建,因而对心脏运动信息的数据利用更充分。这种运动估算与补偿重建过程迭代交替进行,从而达到改善图像质量的效果。

体模实验及初步的小样本临床研究证实,通过使用ME与MCR算法,可以减少图像的运动伪影。使用重建算法来减少图像运动伪影的方法也日益受到研究者们的关注。

(4)运动校正技术(Snap Shot Freeze,SSF)。Isolah和Tang等研发的运动估算与补偿重建算法并没有推广到临床实际应用中。GE公司在该理论基础上,研发了一种特异性针对冠状动脉运动伪影的校正技术SSF,该技术通过选取已采集图像中相对运动伪影较少、图像质量较好的时相为靶时相,软件自动分析该靶时相及其左右80 ms共3个时相的数据信息,通过3个时相的数据信息整合,精确记录冠状动脉的运动速率及幅度以追踪冠状动脉的实际运动轨迹,进而准确定位每段冠状动脉的实际位置以及运动伪影,然后特异性地消除运动伪影[25]。SSF运动校正技术为较成熟的软件技术,该算法操作过程简便易行,在选定靶时相之后,软件后台运行,耗时仅为约5 min,即可自动后处理选定时相的数据,以达到消除运动伪影、改善图像质量的目的。Leipsic等[26]在临床试验业已证实SSF可以在不控制心率条件下提高患者冠状动脉CTA检查的成功率,提高较快心率患者的CTA图像质量。和临床传统常用的多扇区重建技术相比,SSF在不额外增加辐射剂量的情况下,利用的是一个心动周期内的数据,只需增加有限的时相来采集数据即可满足重建需要。SSF同时适用于回顾性及前瞻性心电门控扫描,可以在提高图像质量的同时控制辐射剂量。

3 小结

多排螺旋CT冠脉成像 篇7

1 对象与方法

1.1 对象

选取2015年1月至2015年12月我院心内科收治疑似冠状动脉病变患者850例,其中男性462例,女性388例,年龄35~71岁,平均年龄58.3±3.6岁。临床症状有胸闷、胸痛、心悸等症状,部分患者伴有心电图心肌缺血改变。

1.2 方法

CTA检查采用东芝AQUILION ONE 320排螺旋CT进行检查。检查前8小时禁食,检测心率稳定在小于70次/分才能进行正式的扫描,如果患者的心率过快,可含服倍他乐克使心率下降稳定。同时对患者进行呼吸训练,方便配合扫描检查。CTA检查步骤:患者仰卧位,放置好电极,接收到心电图信号后,患者屏气,进行常规冠状动脉平扫,范围从气管隆突至膈肌下缘包括整个心脏及大血管根部;扫描参数:管电压120k V,管电流100m AS。然后进行增强扫描,通过肘静脉注射非离子对比剂碘海醇,浓度350mg/ml或370mg/ml,剂量50ml~70ml,速度约5ml~6ml/s。采用门控技术自动触发扫描,层厚0.5mm,FOV180mm~220mm,扫面完成后传至工作站,进行平面重组、曲面重组、最大密度投影及仿真内镜等后处理获得冠脉图像,观察有无心肌桥、粥样斑块形成,结果由两名高年资医师共同确认[3]。

心肌桥的诊断标准:冠状动脉节段性被心肌包绕,且该段血管近端、远端走形在心外膜脂肪组织中[3]。按冠脉位于心肌深度心肌桥可分为表浅型,覆盖心肌厚度小于2mm;纵深型,覆盖心肌厚度大于2mm[2]。

冠脉粥样硬化斑块根据CT值分为钙化斑块(>400HU)和非钙化斑块(<400HU,其中<60HU为软斑,60HU-400HU为硬斑)进行计数分析。冠脉的狭窄程度=(狭窄近心端正常血管直径-狭窄处残余管腔直径)/狭窄近心端正常血管直径×100%。依据左前降支有无肌桥以及是否伴有斑块进行分组:肌桥组为左前降支肌桥合并粥样斑块;非肌桥组为左前降支仅有斑块存在。

1.3 统计处理

采用SPSS16.0软件进行统计处理分析。计量资料以表示(±s),采用t检验,计数资料以百分数表示,采用χ2检验。

2 结果

在全部850例患者中,共检出心肌桥123例,检出率14.47%。其中男性62例,女性61例,心肌桥的发病率男女比较无统计学差异。心肌桥多发生于左前降支[4](图1),与文献报道一致。本次研究病例心肌桥发生于左前降支121例,中间支2例,均为单支冠脉一段受累。其中左前降支近段12例,肌桥长度(22.3±7.8)mm;中段102例,心肌桥长度(19.5±8.8)mm;远段9例,肌桥长度(15.1±7.6)mm,近、中、远段心肌桥长度比较无统计学差异[3]。壁冠状动脉以表浅型多见,近、中、远段分别为10例、98例、8例,纵深型分别2例、4例、1例。肌桥组61例,发现斑块74处,近段70处,远段3处;非肌桥组110例,发现斑块125处,近段71处,中段40处,远段14处,表明斑块更易发生在心肌桥病例的左前降支近段[5](图2),具有统计学差异,P<0.05。斑块可造成冠脉的狭窄(图3),但斑块性质、管腔的狭窄程度、长度范围与心肌桥的是否存在无关[6],详见表1。

3 讨论

心肌桥是在胎儿期冠状动脉的发育过程中,原始小梁动脉网外移失败,致使冠脉主干或其分支被心肌所覆盖,从而形成肌桥。心肌桥尸检发生率达15%~85%[7],在本次样本CTA检出率为14.47%,小于尸检的检出率,其原因与造影技术、体位等有关,心肌桥本身的长度、厚度、纤维走向,以及收缩期狭窄程度、心肌桥附近斑块等因素都可以影响医师对心肌桥的判断。冠脉造影对心肌桥的判断存在不足[8],不能很好的判断肌桥两端的边界和肌桥外侧缘,因此在测量肌桥长度、厚度等方面有较大偏差。320排螺旋CT冠脉成像有先天的优势,其良好的密度及空间分辨率,通过重建等后处理,可获得壁冠状动脉三维影像,更直观的显示出冠脉与周围心肌的空间关系。320排螺旋CT冠脉成像对心肌桥的定量、定位较冠脉造影更准确,检出率也有提高[9]。

通过本次样本研究发现,左前降支伴有心肌桥时检出动脉斑块的比例较高[9,10],左前降支不伴有心肌桥时检出粥样斑块的比例较低,表明心肌桥与其近侧血管粥样斑块的形成有关[11],这可能是由于心肌桥的存在导致近段血流在收缩期逆流,血流的改变使近段冠脉内膜损伤、内膜表面粗糙等原因,更易形成斑块[12,13];而心肌桥远段冠脉压力较低,不易形成斑块。由于斑块的形成是长期、缓慢、多因素的复杂过程,因此仅肌桥这单一因素与斑块的性质、长度及狭窄程度无相关性[14]。