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双源CT冠状动脉造影:成像质量因素分析

来源:成都医学院学报 作者:蒲锘, 蒲红, 蒋 瑾, 陶客言作者单位:四川省人 2013-2-27
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摘要: 【摘要】 目的 探讨影响双源CT冠状动脉造影成像质量的因素。方法 对我院双源CT冠状动脉造影病例210例的图像质量进行分级(1~4级)评估,并对造成冠脉成像质量下降的影响因素进行分析。结果 影响双源CT冠状动脉造影成像质量的因素有多种,对不同心率组冠脉成像清晰度分析,各组间无显著性差异,呼吸运动是冠脉成......


【摘要】  目的 探讨影响双源CT冠状动脉造影成像质量的因素。方法 对我院双源CT冠状动脉造影病例210例的图像质量进行分级(1~4级)评估,并对造成冠脉成像质量下降的影响因素进行分析。结果 影响双源CT冠状动脉造影成像质量的因素有多种,对不同心率组冠脉成像清晰度分析,各组间无显著性差异,呼吸运动是冠脉成像质量下降的最主要的影响因素。结论 双源CT冠脉成像清晰度基本不受心率影响,扫描过程中正确屏气是获取最佳图像质量的关键。

【关键词】  双源CT; 冠状动脉; 体层摄影术; X线计算机; 血管造影; 成像质量


    Dualsource CT Coronary Angiography: Analysis of Imaging Quality Factorss

    PU Nuo,PU Hong*,JIANG Jin,TAO Keyan

    (Department of Radiology,The people′s Hospital of Sichuan,Chengdu  610072,China)

    【Abstract】  Objective To investigate the influence factors of imaging quality of coronary artery imaging with dualsource CT.Methods Dualsource CT coronary artery angiography was performed in 210 cases.The imaging quality was classified and evaluated,then the influence factors of coronary artery angiography imaging were analyzed.Results There are several influence factors of coronary artery angiography imaging.No significant differences existed among different heart rate groups of imaging quality of coronary artery imaging.Breath movement was the main negative influence factor of imaging quality of coronary artery imaging.Conclusions Imaging quality of coronary artery imaging with dualsource CT was not influenced by heart rate.Right breath holding is the key for obtaining the best imaging quality.

    【Key words】  dualsource; coronary artery; tomography; Xray computer; angiography; imaging quality

     1  资料与方法

    1.1  患者资料

    搜集我院2007年5月20日~9月30日行双源CT冠状动脉成像病例共210例。其中,男116例,女94例,年龄36~79岁,平均64.5岁。所有患者扫描前未采取控制心率措施。心率54~134次/min,平均83.5次/min, 其中<75次/min 118人、76~95次/min 77人、>95次/min 15人,有心率不齐患者3例。

    1.2  成像方法

    扫描方法:采用西门子SOMATOM  Definition 双源CT机,该仪器装备了两套 X线球管和相应的探测器,两套系统成 90°夹角安装在机架上。设置双源CT机采用心脏扫描模式:机架转速为0.33 s/转, 两组球管采用相同管电压120~140 kV、电流560 mA; 患者仰卧位,按标准位置在患者前胸壁连接4个心电导线,并接到心电监护仪上。在预扫描前给予患者屏气训练,嘱患者双手高举过头,于前臂静脉或手背静脉选择静脉穿刺位置。对于屏气困难的患者给予必要的吸氧,流速约4~6 cm3/s,平均为5 cm3/s.先做屏气定位像,然后做平扫钙化积分分析,扫描范围为气管分叉下方10~15 mm至心脏膈面,屏气扫描。采用对比剂跟踪技术触发增强扫描,触发平面定于主动脉根部水平,感兴趣区(ROI)定在主动脉根部,触发阈值设为100 HU.在患者肘前静脉放置18G套管针,以5 ml/s速率通过肘前静脉,按1.25 ml/kg注射高浓度造影剂(370 mgI/ml优维显,拜耳公司),使用双筒高压注射器(Ulrich,德国)注射,一个筒内吸入对比剂,另一个筒内吸入生理盐水, 扫描开始时深吸气后屏气,按头足方向扫描。观察患者自由呼吸和屏气时的心率,以最低心率为准选择患者心率范围。

    1.3  重建方法

    采用Siemens Medical Solutions 处理软件对采集图像进行回顾性心电门控技术分析,采用单扇区重建,由计算机自动选取收缩期及舒张期最佳时相进行重建,重建层厚0.75 mm.重建图像采用Syngo Circulation及Inspace处理软件分别进行标准体位多平面重建(MPR),最大密度投影(MIP),及容积重建( VR)对图像进行处理。对有斑块的血管,进入一键式冠状动脉树提取软件,获得右冠状动脉(RCA)、左主干(LM)、前降支(LAD)、回旋支(CX)的多平面重组(MPR)像,分析冠状动脉狭窄及斑块。

    1.4  影像评估及数据分析

    根据美国心脏协会(AHA)标准[1]将冠状动脉分为15个节段,影像质量评价采用双盲法评估,每位患者冠脉影像由我院CT室两位资深医师独立阅评,不一致处进行协商确定。分别对冠状动脉血管的右支RCA、左主干LM、 前降支LAD、回旋支LCX的图像质量(清晰度及有无伪影)进行分级(1~4级)评分,评分标准为1级: 无伪影,图像清晰完美; 2级:少量伪影,图像有较高的诊断价值; 3级:中等程度的伪影,图像仍可接受,有诊断价值; 4级:有明显伪影,不具诊断价值。

    2  结  果

    2.1  冠状动肪节段分段  根据美国心脏协会(AHA)冠状动脉节段分段法,210位患者应有3 150个节段,此次共评价了2 935段血管(由于解剖变异,直径小于1.5 mm及远中段闭锁等原因有215个节段未被评价)。CT冠脉影像在各心率组均呈现清晰显示冠脉各分支走行及解剖形态,并有效显示其狭窄区段及钙化斑。

    2.2  图像质量评分  按图像质量评分(分别占总切段的百分比),1级:71.6 %; 2级:23 %; 3级:4.3 %,4级:1.1 %(见表1)。

    2.3  影响因素分布

    在2~3级评分冠脉(共860段)中出现影响图像质量因素依次为:动脉壁高度钙化64 %,运动性(呼吸及心率失常)伪影21 %,低信噪比、邻近结构干扰占10.7 %,扫描参数选择不当4.3 %. 在4级评分冠脉(共35段)中出现影响图像质量因素均为运动性伪影,患者胸部可见阶梯状伪影,与冠状动脉错位的位置相对应。 表1  不同心率组双源CT冠状动脉节段图像质量结果对各组结果采用方差分析,各不同心率组P<0.05, 各组间两两比较采用SNK法,显示各组间相互无明显差异。

    3  讨  论

    随着CT扫描技术的发展,CT心脏冠状动脉成像技术以其无创性、低风险、低成本正在逐渐成为无创性评价冠状动脉有无狭窄的主要方法。

    冠状动脉CT造影成像质量的好坏与许多因素有关,目前公认的有心率(包括高心率和心率不齐)[3]、呼吸及身体运动伪影、扫描及重建参数、监测层面触发点的选择、重建时相的选择、对比剂注射流速及用量的选择、螺距(pitch值)的选择。在64层CT心脏扫描中,随着心率的增加(>75次/min)可导致图像质量明显下降,常需口服降心率药。据文献报道,由于钙化或运动导致的图像质量下降不能用于诊断的冠状动脉节段高达12 %,对于频发早搏和心率绝对不齐者,应列为相对禁忌[3]。双源CT通过两个X线源和两套探测器来采集数据,实现了单扇区的数据采集,在得到良好的图像质量的前提下大大提高了心脏扫描的时间分辨率。可在不控制心率的情况下完成心脏冠脉成像,并获得高质量的冠脉图像,提高了诊断冠状动脉病变的准确性[4]。

    通过对本组病例的分析,作者发现:①对双源CT冠状动脉造影成像质量影响最大的是呼吸运动伪影,它表现为胸壁软组织及冠状动脉均呈明显阶梯状错层,通过软件处理也无法修复,此种图像不具有诊断价值。要减少或消除呼吸运动伪影,关键是检查前对患者的解释和屏气训练,患者在做定位像、平扫和增强扫描时应尽量保持吸气深度一致。②心率的变化对冠状动脉影像成像质量也有一定的影响。以往64层CT研究表明造成心脏冠脉成像质量下降的首要影响因素为心脏搏动的干扰,特别在高心率及心率不齐的情况下更是如此[3],会出现冠状动脉显示模糊、中断或阶梯状伪影。双源CT因为有高达83 ms的时间分辨率,因此可在不控制心率的情况下完成心脏冠脉成像,能做到真正全心率扫描,并获得高质量的冠脉图像。本组病例中,心率大于95次/min的病员基本上都获得了具有诊断价值的冠状动脉影像,但如病员在扫描过程中出现心率失常,所得到的冠状动脉影像会出现局部阶梯状错层伪影,这种伪影可以通过对病人的原始心电图作适当编辑后重建图像而得以消除,从而获得具有诊断价值的影像,对于严重心率不齐患者仍有一定困难,有待进一步完善。③监测层面触发点选择不当,会出现冠状动脉管腔内对比剂浓度过低,或冠状静脉对比剂充盈太多,或下部冠状动脉充盈不佳,影响图像观察。通过实践摸索,作者认为双源CT冠状动脉造影监测层面触发点选在主动脉根部效果最好,采用触发式扫描,触发阈值设为100HU.④根据文献[46]及实际应用,作者认为,左冠状动脉在70 %~85 %的期相时图像质量最好,运动伪影最少; 右冠状动脉在40 %~60 %的期相显示最好,其中整体显示最好的期相为75 %期相。可以看出,在排除其它因素的前提下,正确选择重建时相也是获取冠状动脉最佳图像质量的关键,应充分利用两个时相的互补。因此,作者选择显示右冠比较好的45 %期相和显示75 %的期相重建,得到的图像多数满足诊断要求。目前随着软件升级,由计算机自动选取收缩期及舒张期最佳时相进行重建,实践中证明效果较好。现在已基本排除因重建时相选择不当对图像质量的影响。⑤应正确选择心率范围,观察患者自由呼吸和屏气时的心率,以最低心率为准选择患者的心率范围,从而选择相应的螺距(Pitch值)[7]。螺距与扫描床运动方向(Z轴)扫描覆盖率及图像的纵向分辨率有关,如心率大于60次/min,Pitch值为0.28; 心率大于100次/min,Pitch值为0.5.⑥由于血管壁钙化原因造成图像判读率下降。Hans Scheffel[8,9]等研究表明,严重的钙化积分 >400 会使图像质量下降 ,但对诊断质量无明显影响。

【参考文献】
  [1] Austen WG,Edwards JE,Frey RL,et al.A Reporting System on Patients Evaluated for Coronary Artery Disease: Report of the Ad Hoc Committee for Grading of Coronary Artery Disease,Council on Cardiovascular Surgery,American Heart Association[J].Circulation,1975,51:540.

[2] Davidson C,Fishman R,Bonon R.Heart Disease: a Textbook of Cardiovascular Medicine[J].Philadelphia,Pa: WB Saunders,1997,117.

[3] Raff Gl,Gallagher MI O,Neill WW,et al.Diagnostic Accuracy of Noninvasive Coronary Angiography Using 64slice Spiral Computed Tomography[J].J Am Coll Cardiol,2005,46(1):552557.

[4] Kirsch J,Williamson EE,Araoz PA.Noncompaction Visualization Using ECGgated Dualsource CT[J].Int J Cardiol.2007,118(2):4647.

[5] Johnson TR,Nikolaou k,Wintersperger BI,et al.Dualsource CT Cardiac Imaging Initial Experience[J].Eur Radiol,2006,16(7):1 4091 415.

[6] Reimann AJ,Rinck D,BirinciAydogan A,et al.Dualsource Computed Tomography: Advances of Improved Temporal Resolution in Coronary Plaque Imaging[J].Invest Radiol.2007,42(3):196203.

[7] Achenbach S,Ropers D,Kuettner A,et al.Contrastenhanced Coronary Artery Visualization by Dualsource Computed Tomographyinitial Experience[J].Eur J Radiol,2006,57(3):331335.

[8] Scheffel H,Alkadhi H,Plass A,et al.Accuracy of Dualsource CT Coronary Angiography: First Experience in a High Pretest Probability Population without Heart Rate Control[J].Eur Radiol,2006,16(12):2 7392 747.

[9] Flohr TG,McCollough CH,Bruder H,et al.First Performance Evaluation of a Dualource CT (DSCT) System.Eur Radiol.2006,Feb,16(2):256268.


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