双源ct冠状动脉血管成像的临床应用

双源 CT 冠状动脉血管成像的临床应用 The Clinical Application of Dual-source Computed Tomography Coronary Angiography 杨贞勇 谢学斌 郭汉霖 Yang Zhen-yong Xie Xue-bin Guo Han-li 澳门镜湖医院影像中心 Department of Imaging, Kiang Wu Hospital, Macau SAR, China 中图分类号：R814.42 文献标识码：A 文章编号：18180086（2010 ）04 摘 要：目的 探讨双源 CT（ DSCT）冠状动脉成像的临床应用价值。 方法 回顾性分析 2009.62010.2 期间 139 例行双源 CT（DSCT ）冠状动脉成像检查的病例，男 75 例，女 64 例，年龄 43 76 岁。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。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 100%；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 (100%)。结果 139 例冠状动脉成像，137 例显示良好（2 分以上） ，符合 诊断要求。CTA 成像成功率 98.6%，发现血管异常 85 例，其中冠状动脉斑块所致狭窄 70 例，冠状动脉 肌桥 32 例，冠状动脉起源异常 5 例（4 例为右冠状动脉异位起源于左冠状动脉窦，1 例为冠状动脉起源 于冠状动脉窦上方） ，主动脉瓣结节 1 例，冠状动脉- 肺动脉瘘 1 例，双侧上腔静脉 1 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 17 例，符合率 94%。结论 双源 CT（DSCT）冠状动脉 成像能提供满意的图像及可靠的诊断结果，以其无创性优势可作为冠心病的首要筛选检查方法之一 关键字：冠状动脉；双源 CT；血管造影术 Abstract： Objective To evaluate the clinical application of dual-source computed tomography coronary angiography (DSCTCA). Methods Between June 2009 and February 2010, dual-source computed tomography coronary angiography (DSCTCA) was performed in 139 cases (male 75, female 64, age from 43 to 76 years). Image quality degrees: excellent (Score 4): no artifact; good (Score 3): a little artifact that does not affect the diagnosis; satisfaction (Score 2): moderate artifact that does not affect the diagnosis significantly; poor (Score 1): serious artifact that affect the diagnosis significantly. Stenosis degrees: mild stenosis50%，50%moderate stenosis75%, serious stenosis75%, occlusion (100%). Results The images of 137 of 139 cases (98.6%) are satisfied or above. There are 85 abnormal cases of 139 found. Among them, stenoses are found in 70 cases, myocardial bridging in 32 cases, abnormal arising position in 5 cases (RCA originates from left coronary sinus in 4 cases, both RCA and LCA originate from the points above coronary sinus in 1 case), nodule at aortic valve leaflet in 1 case, both RCA and LCA -PA fistula 1 case, both SVC in 1 case. 94% got the same diagnosis in 17 cases that were also examined by conventional coronary angiography (CAG). Conclusion Dual-source computed tomography coronary angiography (DSCTCA) can provide satisfied images and diagnosis. It can be one of the best screening methods for coronary disease. Key words： Coronary artery; Tomography; X-ray computed; DSCT; Angiography 冠状动脉的无创性成像一直是放射学家孜孜追求的目标之一。1995 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 1993 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。 1998 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。2005 年底西门子医疗系统推出的双源 CT（dual- source CT, DSCT）大大提高 了目前 CT 的时间分辨力。本院自 2009 年 6 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 64 层 DSCTdefinition, 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 48h，不使用 -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 常规使用硝酸甘油气雾剂舌下喷雾以扩张冠状动脉，每次 2 喷, 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（100 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 370 mg I /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 0.200.43，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 100 或 120kVp，电流 350mA，探测器准直为 320.6mm，层面採集 厚度为 640.6mm。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 511s 。 1.2 影像重组及后处理 扫描完成后，採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（ maximum intensityprojection, MIP） 、多平面重组（multiplanar reformation, MPR） 、曲面重组（curve planar reformation，CPR）和容积再现（volume rendering, 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 139 例，男 75 例，女 64 例，年龄 4372 岁，平均年龄 56 岁。冠脉搭桥术后 5 例，支架放置术后 25 例。CT 检查后行 DSA 检查 17 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100%；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(100%)。 2 结 果 139 例冠状动脉成像，137 例显示良好（图 1） ，符合诊断要求；CTA 成像成功率 98.6%，发现血管 异常 85 例；其中冠状动脉斑块所致狭窄 70 例（图 2） ，冠状动脉肌桥 32 例（图 3） ，冠状动脉起源异常 5 例（4 例为右冠状动脉异位起源于左冠状动脉窦，1 例为冠状动脉起源于冠状动脉窦上方） （图 4） ，主 动脉瓣结节 1 例，冠状动脉- 肺动脉瘘 1 例（图 5）, 双侧上腔静脉 1 例（图 6） 。 同时行双源 CT 冠状动脉成像和冠状动脉造影检查（ CAG）病人 17 例（255 节段） ，符合率 94%（节段 符合率 99.2%） 。 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 CT 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（图 7） 。 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，作者体会对比剂浓度为 400 mg I/mL 并不比 370 mg I/mL 优越，X 线的 KV 值选 100 较理想， 部分体型较瘦的可用 80KV，体型较胖的可用 120KV，儘量避免用 140KV。 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 （图 8） ，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（图 9） ，可见迴旋支穿过室间沟并发出分支至右室后表面； 7%8%为均衡 型，可见右冠状动脉和迴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複冠状动脉、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1。心肌桥（myocardial bridging，MB）最常见于左前降支中远段，偶 见于迴旋支、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 对钙化或溷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（0.5 mm）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2，按病人统计，DSCTCA 诊断明显狭窄的敏感度为 93.3%，特异度为 100%，阳性预测值为 100%，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%100%，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%3-6。 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7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 125 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 7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 12 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 1012 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9 利 用 64 层 CT 评价了 138 例病人共 418 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 CT 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2, 10,11。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。 儘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。 参考文献： 1Kim SY, Seo JB, Do K, et al. 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