256层CT前瞻性心电门控冠状动脉成像研究

王继芳 姚以刚 徐学权 李春林 任科研 马天赐

①辽宁省铁法煤业集团总医院放射科CT室 辽宁 调兵山 112700

目前，我国冠心病发病率不断上升，成为死亡的第一病因。冠状动脉CT血管造影已成为快速准确诊断冠心病的非侵袭性检查方法[1]。以往使用的回顾性心电门控冠脉检查方法具有较高的辐射剂量，因而限制了其在冠心病筛查中的广泛使用，因此临床需要大幅度降低辐射剂量又不影响图像质量的新检查技术。具有超高的球管旋转速度(0.27 s)和8 cm宽探测器的256层CT，极大提高了时间分辨率(135 ms)，能够实施低剂量前瞻性心电门控冠脉成像检查。本文通过比较256层CT前瞻性和回顾性心电门控技术，对比分析其辐射剂量和图像质量。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择我院2011年1月至2012年8月间，临床行256层CT冠状动脉造影检查的200例患者，其中前瞻性心电门控检查组(A组)与回顾性检查组(B组)各100例。入选标准为：碘对比剂无过敏者、无肾病史、无心率不齐、无呼吸衰竭和(或)心力衰竭者[2-3]。凡冠脉支架植入或冠状动脉搭桥、肥胖(体重指数BMI＞30)及置存心脏起搏器者不纳入本研究。检查前心率均控制在＜70次/min。

1.2 扫描技术

所有检查均使用256层CT(Brilliance iCT，Phlips healthcare，荷兰)。扫描前对受检者进行呼吸训练，并按标准连线心电门控，满意显示心率后定位扫描，根据心脏大小调整扫描范围。在肘静脉埋置18 g静脉留置针，使用双筒注射器，首先以5 ml/s的流率注射碘对比刘(碘海醇350 mgI/ml)70～90 ml，然后注射30 ml生理盐水。扫描参数：旋转时间为0.27 s/周，矩阵512×512，扫描电压为120 kV。检查结束后留置观察患者20～30 min，无过敏反应后取出留置针。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。

1.3 图像重组和分析

所有数据均传至EBW4.0工作站进行后处理。回顾性心电门控检查若某支冠状动脉显示不佳，可通过心电编辑或以5%间隔重建其他期相数据，选择最佳重建期相后处理。图像后处理包括容积再现(VR)、曲面重组(CPR)、最大密度投影(MIP)、多平面重组(MPR)等。将冠状动脉分为左主干、前降支、回旋支和右冠状动脉4支血管进行分析，冠状动脉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，冠状动脉病变不能评估；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。由2名放射科医师分别进行CT图像质量评估，如果2名医师有分歧时，一同重新阅片达成一致[4]。

1.4 辐射剂量

记录每例患者扫描产生的容积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为换算因子，采用欧洲质量标准的胸部平均值0.014[5]。

2 结果

2.1 图像质量

本组200例患者共800支冠状动脉血管，其中图像质量优秀或良好者(3分或4分)A组达到96.2%(385/400)，B组为97.3%(389/400)，图像质量无明显差异。2组不能满足诊断需要的冠脉血管(1分)分别为0.25%(1/400)、0，无明显差异。

2.2 辐射剂量

A组平均辐射剂量为(2.9±0.5)mSv，B组平均辐射剂量为(10.2±2.4)mSv，A组较B组平均辐射剂量降低73%，2组辐射剂量比较有明显的差异。

3 讨论

冠状动脉CT检查已成为一种可靠且准确的检查手段，能够可靠地筛查出高风险患者冠状动脉狭窄的存在[6]。而目前冠状动脉CT检查多数采用回顾性心电门控技术扫描，采用螺旋扫描方式，X线管连续曝光，为高度重叠扫描，此检查技术给受检者带来的较高辐射剂量已引起了广泛关注[7]。当前降低冠状动脉检查辐射剂量的主要检查技术手段有自动毫安调制、自动毫安设置、可变速扫描、期相选择性曝光技术、智能滤过技术及前瞻性心电门控技术，而以前瞻性心电门控技术效果最为满意[8]。

前瞻性心电门控扫描技术是由Hsieh等[9]研发的一种心脏扫描模式，采用轴扫的模式，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，通过心电图信号触发只在所选择的心脏时相点(本研究为78%)曝光扫描，前门控采集在一次屏气下数个心动周期内进行2～3次曝光即可完成。回顾性心电门控技术是采用螺旋全心动周期连续扫描同步记录心电信号，患者一次屏气完成心脏全期相容积数据采集，然后可根据心电信号选择R-R间期任意时相重组图像，其优点为可行心电编辑并可任意重组不同时相保证冠状动脉血管图像最佳显示；缺点为选择期相外的数据并未利用，但已接受了多余的X射线辐射。因而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。通过A组100例前瞻性技术冠状动脉成像研究分析表明，前瞻性技术可获得与回顾性技术相似的图像质量，同时降低辐射剂量约73%。

扫描时间在C T冠状动脉造影(c o m p u t e d tomography coronary angiography，CTCA)中也不容忽视，扫描时间长会导致患者屏气时间延长，受辐射剂量及对比剂剂量增加等[10]。64层CT覆盖约为4 cm，完成心脏扫描屏气时间约为10 s，256层CT球管旋转一圈只需0.27 s，利用128×0.625 mm宽探测器，一般只需1～2次移床即可完成覆盖整个心脏的扫描，屏气时间明显缩短(3～5 s)，明显减少了受检者不能长时间屏气而产生呼吸伪影的干扰，CTCA成像呼吸伪影是无法编辑校正的严重影响因素。同时，成像时间的缩短也将减少扫描时心率变异发生的频率。

前瞻性心电门控检查依然受平均心率影响，高心率时图像质量有所下降[11]。本研究均将患者心率控制在70次/min以下，因心率较低时心动周期较长，前瞻性心电门控技术选择在心动周期的舒张平台期采集因而易于得到清晰图像。张晓东等[12]研究认为，采用前瞻性心电门控技术，心率越低则辐射剂量越低。因此，对于心率在70次/min以下且无心率不齐者均建议行前瞻性门控技术扫描。对于＞70次/min心率者，给予舌下含服倍他乐克，服药30 min后若心率能控制在70次/min以下，则使用前门控技术扫描，若心率仍＞70次/min，则使用后门控技术扫描。本研究认为，冠状动脉造影检查前准备工作很重要，A组病例均在检查前15 min先行肘静脉埋置留置针，然后耐心解释检查程序及本技术的无创伤优势，告知患者在检查过程中会出现一过性发热等正常反应，同时反复进行呼吸训练，以达到使患者彻底放松的目的。心率较高时使用β受体阻滞剂，可将大多数患者心率平稳控制在70次/min以下，并可减少心率变异发生的频率，A组病例中有1例因扫描时心率由53 bpm升高至65 bpm，出现右冠状动脉血管搏动模糊、轮廓不清。

本研究显示，256层CT前瞻性心电门控技术显著降低了辐射剂量，并可获得与回顾性心电门控技术同等质量的血管图像。对于临床怀疑冠心病、心率能控制在70次/min以下且无心率不齐者，本着低剂量原则，均建议使用前瞻性门控技术，此低辐射检查技术在冠心病的广泛筛查中具有重要的临床应用价值。

[1]刘建新,刘剑,窦砚彬,等.64排螺旋CT冠状动脉成像的前瞻性与回顾性心电门控技术的图像质量及辐射剂量的比较研究[J].中华放射医学与防护杂志,2009,29(3):320-323.

[2]Shuman WP,Branch KR,May JM,et al.Prospective versus retrospective ECG gating for 64-detector CT of the coronary arteries:comparison of image quality and patient radiation dose[J].Radiology,2008,248(2):431-437.

[3]Hirai N,Horiguchi J,Fujioka C,et al.Prospective versus retropective ECG-gated 64-detector coronary CT angiography:assessment of image quality,stenosis,and radiation dose[J].Radiology,2008,248(2):424-430.

[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]Menzel HG,Schibila H,Teunen D.Guideline on radiation dose on the patient[J].European guidelines for computed tomography,2006,11(3):1305-1310.

[6]Flohr TG,Schoepf UJ,Kuettner,et al.Advances in cardiac image with 16-section CT systems[J].Acad Radiol,2003,10:386.

[7]Stolzmann P,Scheffel H,schertler T,et al.Radiation dose estimates in dual-source computed tomography coronary angiography[J].EurRadiol,2008,18:1809.

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[10]赵磊,刘挨师.前瞻性心电门控MSCT冠状动脉成像研究进展[J].国际医学放射学杂志,2010,33(5):442-445.

[11]张晓东,唐秉航,李芳云,等.心率对256层CT前瞻性心电门控冠状动脉成像质量的影响[J].放射学实践,2011,26(7):721-725.

[12]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):835-840.