来源:医学影像健康网
作者:张娅梅
冠状动脉的无创性成像一直是影像学家孜孜追求的目标之一。年首次报导的电子束CT冠状动脉血管成像可以很好地检测冠状动脉近段的病变,但对冠状动脉远段显示尚不足,加之设备本身造价昂贵,限制了其在临床的广泛应用。
磁共振冠状动脉血管成像首次报导于年,虽然之后进行了一系列技术改良,对冠状动脉近段病变的检测有很好的敏感性和特异性,但其本身的空间分辨力差,加上成像时间长以及MR设备本身的不足限制了其应用。
年推出的4层螺旋CT以其亚秒级的扫描速度联合回顾性心电门控软体的使用实现了冠状动脉的无创性成像,但4层CT的分辨力有限,病人屏息时间长达40s,高达22%的血管节段不能满足影像学评价。随后的16层CT的时间分辨力和空间分辨力的提高减少了屏息时间,改善了诊断准确性,但同样存在不足。64层CT首次能高度准确地显示冠状动脉病变,然而研究显示高达12%的冠状动脉节段不能满足影像学评价。
主要的原因是冠状动脉壁的严重钙化以及运动伪影,后者尤其在高心率的病人最容易发生。因此很多研究者建议,当病人心率大于70次/min时应服用降低心率的药物。年底西门子医疗系统推出的双源CT(dual-sourceCT,DSCT)大大提高了目前CT的时间分辨力。本院自年11月开始开展DSCT在冠状动脉成像检查,积累了一定经验,现总结如下:
1材料与方法
1.1扫描技术本院使用的是西门子层FlashDSCTdefinition,扫描方式根据病人的心率情况分别选择前瞻式或回顾式扫描。
扫描前病人需禁食禁水4~8h,不使用β-乐克等降低心率的药物。为了更好地显示冠状动脉,扫描前5min常规使用硝酸甘油舌下含服以扩张冠状动脉,每次1mg,对于心律整齐的病人,选择前瞻式扫描以降低病人受照剂量。在扫描前常规训练病人呼吸,使其能够在扫描期间很好地配合屏气。DSCT冠状动脉成像的资料获取:X线管的旋转时间为0.33s/周,应用人工智慧触发扫描系统,当兴趣区(设在气管分叉水准降主动脉)密度达到预设值(HU)时,再延迟4s后扫描自动开始。以5mL/s的流率经肘静脉注射碘对比剂(浓度为mgI/mL,总量根据流率X扫描时间+2s,最低50mL),随后按5mL/s的流率注射生理盐水40mL。扫描螺距为0.20~0.43,根据扫描时心率的变化自动进行调整,扫描条件为2个球管的管电压均为或kVp,电流mA,探测器准直为32×0.6mm,层面采集厚度为×0.6mm。扫描方向为头足方向,自气管分叉扫至膈肌水准。扫描时间为5~11s。
1.2影像重组及后处理
扫描完成后,采用冠状动脉预览模式确定血管最为清楚的心动週期时相作为常规横断面像的重建时相,对于不满意的图像,可进行心电编辑,常用的方法是去除单发早搏及将重建方式由百分比改为ms,重建图像层厚0.75mm,以此时相的资料进行影像重组处理,包括最大密度投影(maximumintensityprojection,MIP)、多平面重组(multiplanarreformation,MPR)、曲面重组(curveplanarreformation,CPR)和容积再现(volumerendering,VR)。同时以5%的间隔重建20%~90%的资料,如果最先重建资料的重组影像品质不佳,利用circulation软体的4D电影模式流览各期影像,观察最佳期相重新重建。由于利用DSCT可以在舒张和收缩期均可以获得无运动伪影的影像,因此利用4D功能可进行冠状动脉形态的动态评价、心室各壁运动情况观察。
1.3病人资料
共例,男例,女例,年龄35~83岁,平均年龄55岁。冠脉搭桥术后23例,支架放置术后例。CT检查后行DSA检查例。
1.4图像品质评价
分4级:优秀(4分),无伪影,完全可进行影像学分析;良好(3分),轻微伪影,有良好的诊断品质,可进行影像学分析;尚可(2分),中度伪影,能满足诊断分析;差(1分),严重伪影,不能满足诊断分析。
1.5狭窄程度评价方法
血管狭窄程度=(狭窄血管近心端正常血管直径-狭窄处直径)/狭窄近心端血管直径×%;冠状动脉狭窄分级:轻度为管径狭窄50%,中度为≥50%且75%,重度≥75%,血管闭塞(%)。
2结果
例冠状动脉成像,例显示良好以上,符合诊断要求;CTA成像成功率96.3%,发现血管异常例;其中冠状动脉斑块所致狭窄例,冠状动脉肌桥例,冠状动脉起源异常例,冠状动脉-肺动脉瘘5例。同时行双源CT冠状动脉成像和冠状动脉造影检查(CAG)病人例(节段),符合率92%(节段符合率98.2%)。
3讨论
3.1图像品质与相关处理
冠状动脉CT成像诊断的关键是图像品质。冠状动脉走形于心脏表面,随着心肌的收缩与舒张而快速的移动,只有在等容收缩或等容舒张时段位置固定,能否抓拍到此时相极为关键,否则,将形成运动伪影甚至信号丢失而产生假阳性。正是因为冠状动脉CT成像的这种特殊性,导致假阳性发生率较高,而假阴性发生率极低。双源FlashCT由于其高的时间分辨力(较单源CT提高了1倍,≤82ms),而具有其独特优势,但是其时间分辨力还未达到在任何时相都能获得无运动伪影的优质图像的能力,而且不能通过旋转一圈将整个心脏范围覆盖。为了获得无运动伪影的优质图像,比如有早搏或其他心律不齐病人,往往图像品质不佳,未能达到诊断要求,这时需要做相应后处理进行矫正。笔者体会,对于偶发早搏的病人,心电编辑去除早搏的方法往往能获得理想图像,对于严重心律不齐的病人,採集窗用ms取代%会取得良好效果。影响图像品质的重要因素除了运动伪影外,兴趣区血管腔内对比剂的密度(CT值)也至关重要,原则上血管腔内对比剂的密度(CT值)越高越好,要达到此目的,理论上讲,可以通过提高对比剂的使用浓度、注射速率、总量,降低X线的KV值等来实现,但是对比剂的使用浓度与粘滞度成正相关,与注射速率成负相关,笔者体会对比剂浓度为mgI/mL并不比mgI/mL优越,X线的KV值选较理想,部分体型较瘦的可用80KV,体型较胖的可用KV,尽量避免用KV。
3.2冠状动脉的解剖和变异评价
冠状动脉根据发出后降支并结合管径粗细被认为是优势冠状动脉,本组约88%的个体为右优势型,与文献[1]大约85%的个体为右优势型大致一致,可见右冠状动脉穿过后室间沟并发出后降支;7%~8%的个体为左优势型,可见回旋支穿过室间沟并发出分支至右室后表面;7%~8%为均衡型,可见右冠状动脉和回旋支远段均发出分支供应室间隔下部。冠状动脉的优势类型对于病变血管的重要性评估有一定意义。按照冠状动脉的起源、走行与终止位置将冠状动脉的解剖异常分为三大类型。起源异常包括高位起源、多个开口、单一冠状动脉、冠状动脉异位起源于肺动脉、冠状动脉或其分支起自对侧或无冠状窦并走行异常。冠状动脉走行异常包括心肌桥和重复冠状动脉、走形迂曲。而冠状动脉终止位置异常包括冠状动脉心腔或肺动脉瘘、冠状动脉弓以及终止于心外。MSCT可以无创性显示冠状动脉的起源、行径及其与周围心室的三维解剖关係,在确定冠状动脉起源异常中具有传统导管法无法比拟的优势,可作为冠状动脉起源异常的首选检查手段。心肌桥(myocardialbridging,MB)最常见于左前降支中远段,偶见于回旋支、后降支、右冠状动脉及其他冠状动脉。可单个或多个出现,多个出现的肌桥可位于同一血管或不同冠状动脉或其分支。MDCT通过直接显示冠状动脉血管节段走行于心肌内可以明确地诊断MB,而且利用4D工具还可以观察到类似冠状动脉造影(CAG)上的“挤牛奶效应”。与常规CAG相比,DSCT能更多、更有效地检测MB的存在。
3.3冠状动脉斑块及狭窄的评价
利用DSCT可很好评价非钙化斑块的有无、程度及其近段的血管重塑,且与血管内超声有很好的相关性,但对其内部成分的分析尚存在困难。DSCT对钙化或混合斑块的显示有一定局限,由于部分容积效应及晕圈效应,DSCT可高估钙化斑块,而对小的斑块(0.5mm)则难以检测。利用DSCT可很好显示冠状动脉狭窄及其程度或闭塞,有研究发现,按病人统计,DSCTCA诊断明显狭窄的敏感度为93.3%,特异度为%,阳性预测值为%,阴性预测值为93.8%;按血管节段统计,DSCT诊断明显狭窄的敏感度为96.4%,特异度为97.5%,阳性预测值为85.7%,阴性预测值为99.4%。64层CT的类似研究发现,按病人统计,MDCT对明显狭窄的诊断敏感度为96%~%,特异度为79%~91%;按血管节段统计,MDCT对明显狭窄的诊断敏感度为79.9%~99.0%,特异度为85.4%~97.0%。与64层螺旋CT相比,DSCT的主要优势在于:可以进行不依赖心率的冠状动脉血管成像,这使得DSCT可以进入常规的临床应用中,真正成为冠状动脉无创性筛查的一种技术手段。但对于严重钙化的病例,DSCT仍然具有一定的局限性。
3.4冠状动脉支架放置后支架通畅性评价
支架植入后再狭窄率为8%~25%。Ehara等人利用64层CT根据支架内的密度评价了新生内膜的增殖情况(分为4级):1级,无或有轻微的新生内膜增殖;2级,有新生内膜增殖但没有明显的狭窄;3级,有新生内膜增殖及中度狭窄(≥50%);4级,有新生内膜增殖及重度狭窄(≥75%)。其中3级和4级为支架内再狭窄。结果显示,在81例病人个支架中,24个支架内再狭窄被诊断,对整个研究人群而言的敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为92%、81%、54%和98%;当排除了不能评价的血管节段时,其敏感度、特异度、阳性预测值及阴性预测值分别为91%、93%、77%和98%。Ehara等人认为利用CTCA可以高度可靠地排除支架内的再狭窄,但有中度的假阳性结果。作者体会,由于支架本身所产生的伪影感染,利用CTCA判断支架中段支架内的再狭窄有一定困难,但对支架两端区域再狭窄好发区域的再狭窄显示有良好效果。
3.5冠状动脉旁路搭桥术后的评价
冠状动脉搭桥术仍然是外科治疗冠状动脉疾病的主要手段之一。桥血管闭塞是冠状动脉搭桥术后常见的併发症。有研究发现10%~20%的搭桥血管在术后1~2年内闭塞,3年闭塞率为20%~30%,术后8年的心肌梗死率明显增加,术后10~12年闭塞为45%~55%,而在术后第1年隐静脉搭桥血管和内乳动脉搭桥血管的闭塞率分别为20%和5%。因此及时检出桥血管的闭塞有积极的临床意义。先进的DSCT是评价桥血管通畅性和狭窄的可靠工具,而不管病人是窦性心律还是心律失常,其均能够提供高品质的桥血管影像,准确显示桥血管的狭窄或闭塞。Pache等人[8]利用64层CT检测桥血管狭窄或闭塞的敏感度、特异度、阳性和阴性预测值分别为97.8%、89.3%、90.0%和97.7%。而Meyer等人利用64层CT评价了例病人共条桥血管,结果发现64层CT检出桥血管狭窄或闭塞的敏感度为97%、特异度为97%、阳性和阴性预测值分别为93%和99%。儘管还没有DSCT的相关报导,但可以肯定DSCT对桥血管狭窄或闭塞的诊断准确性等于或优于64层CT,作者体会DSCT对桥血管狭窄或闭塞显示良好。
3.6双源FlashCT的优势和不足
DSCT的时间分辨力得到空前提高,可以进行不依赖心率的冠状动脉资料获取,即使是高心率的病人,也可获得满意的影像品质,不需要服用降低心率的药物,真正满足了冠状动脉CT成像进入临床的需求,能可靠评价血管壁的不规则,辐射剂量较常规MDCT明显降低。DSCT由于高的时间分辨力可以在心动週期的大多数时期重组满意的影像,使得动态评价心肌桥在心动週期内的变化成为可能,有助于评价该段血管被挤压的程度。利用DSCT採集的资料也能更可靠地进行心脏及瓣膜功能的评价。但是鉴于目前DSCT的空间解析度(0.4线对/mm)不够小,对于一些小病变、严重钙化的血管腔、密度较高的支架内情况的显示还不能令人满意。严重的冠状动脉钙化及密度较高的支架依然是严重影响冠状动脉DSCT准确性的主要因素。尽管可以对心率很高的病人进行DSCT冠状动脉成像,获得可供评价的影像,但对于严重心律失常的病例,明显的错层伪影严重影响对冠状动脉影像的正确评价,这些病人即使应用心电图编辑也无济于事。来自病人的呼吸运动伪影有时候也影响对影像品质的评价,对于重症病人或不能配合屏息的病人也难以获得满意的影像,从而限制了DSCT在这些病人中的广泛应用。总之,DSCT时间分辨力和空间分辨力已经得到很大提高,可以进行不依赖心率的冠状动脉资料获取,也不需要服用降低心率的药物,其採集的各向同性资料提高了后处理影像的品质和诊断准确性,已经可以进入常规的临床应用中,开闢了冠状动脉无创性成像的新纪元。(作者:医院)