双源CT冠状动脉造影图像质量及诊断准确性与心率的关系

【摘要】： 背景: 心血管疾病已成为人类死亡的重要原因,因此需要及早诊断和及早治疗。而冠状动脉CT成像历来困难。因为冠状动脉细小的直径需要很高的空间分辨率,同时冠状动脉持续的高速运动,包括时不时的不规则运动,CT扫描仪必须具备为跳动的心脏行最小运动伪影的成像所需的足够的时间分辨率。只有时间分辨率小于100 ms时才可以在高心率及心律不规则的病人中取得具有诊断价值的冠状动脉CT影像。当使用单扇区重建技术时,多层螺旋CT(MSCT)的时间分辨率大约相当于X线机架绕患者旋转360°所花费时间的一半,而现行的MSCT球管转速多在0.375 S/转或以上。因此许多研究者建议,当病人心率大于70次/min时应服用降低心率的药物,以降低冠状动脉的运动伪影,或采用多扇区重建技术,即利用将2个或者以上的相邻的心动周期内获得数据投射到一副图中的扇区重建技术而将时间分辨率提高到二分之一或者三分之一(视心率而定),但此时对心律的要求比较严格,若心律不齐,则可导致图像质量明显下降。为了在任何心率下得到可靠的诊断图像,必须提高冠状动脉CT检查的时间分辨率。2005年底西门子医疗系统推出的双源CT(dual-source CT,DSCT)时间分辨率可以达到83ms(单扇区重建),CT冠脉造影的心率限制在DSCT中得到了解除。目前学者对DSCT冠脉造影的研究大多局限于心率与图像质量的关系,对心率、心率变异性与诊断准确性的关系的研究较少。 本课题研究主要集中在扫描时平均心率和心率范围对于双源CT(dual-sourceCT,DSCT)冠状动脉造影图像质量的影响,并进一步研究双源CT冠状动脉造影的准确性。 目的: 本研究的目的是系统地评估扫描时平均心率和心率范围对于双源CT(dual-source CL,DSCT)冠状动脉造影图像质量的影响,并与传统的冠状动脉造影(conventional coronary angiography,CAG)对照,评价双源CT冠状动脉造影的准确性。 材料与方法: 收集2007年6月至2008年10月之间行双源CT冠状动脉造影检查又进行传统冠状动脉造影的患者134例,其中男性102例,女性32例。平均年龄66.1±10.6岁,年龄范围37～87岁。所有患者均已知或者怀疑冠状动脉疾病。患者冠状动脉CTA与冠状动脉CAG的间隔时间不超过2周。所有CTA图像数据均包括完整的检查时的心电图数据。本研究排除标准:已放置支架、屏气欠佳、冠脉搭桥术后的患者。 1、双源CT扫描方法 所有CT检查均由双源CT(Somatom Definition)完成。在CT检查前两分钟,所有病人均舌下喷5mg的硝酸甘油喷剂,但不服用β受体阻滞剂。 2、图像重建及后处理 利用回顾性心电门控重建所有图像。所有图像均传到安装了心脏后处理软件(Syngo Circulation,siemens)的三维工作站(Leonando,siemens)。图像处理包括多平面重组(multiple planar reformation,MPR),滑动薄层最大密度投影重组(thin-slab maximum intensity projection,thin-slab MIP)和三维容积漫游重组(volumerendering,VR), 冠状动脉按照美国心脏联合会建议的方案划分为15段。右侧冠状动脉包括1-4段,左主干和前降支包括5-10段,回旋支包括11-15段,如果存在中间支则为16段。 3、图像评判 图像由两名熟悉心血管的CT医师在未知扫描期间心率和心律的情况下,利用横断位原始图像、多平面重组、滑动薄层最大密度投影技术进行分析和分级。图像质量分为四级:1优异,没有运动伪影、节段显示清晰:2好,轻微伪影、节段轻微模糊;3足够,中等伪影,中等模糊但没有结构不连续;4不可评估,节段走行可疑或者不连续,以至不能评估或者结构不可区分。 冠状动脉狭窄程度利用Circulation软件的冠状动脉血管测量功能反复测定三次,取其平均值。将狭窄程度≥50%的节段标记为阳性。 4、冠状动脉造影 冠状动脉造影用机为PHILIP H5000 C型DSA机,采用常规的Judkin法。狭窄程度由一名从事冠状动脉造影多年的副主任医师在未知患者姓名、年龄、CT图像结果等临床资料情况下独立完成。将狭窄程度≥50%的节段标记为阳性。 结果: 一、冠状动脉各节段的总体图像质量 一共评估了134个病人共1751个冠状动脉节段。不同评分组冠状动脉节段数分别为:1分,899(5 1.4%);2分,727(41.5%);3分,114(6.5%);4分,11(0.6%)。图像质量不可评估的节段分别为节段2(1个)、节段4(1个)、节段7(2个)、节段8(1个)、节段12(1个)、节段13(2个)、节段1 5(3个)。 二、平均心率对图像质量的影响 按照扫描期间的平均心率以70bpm为界分为≥70bpm组和70bpm组,5、12、14、16段两组图像质量未见差异,其余各段图像质量可见明显差异(P0.05)。 三、心率范围对图像质量的影响 按照扫描期间心率范围(最高心率-最低心率)8bpm为界将所有患者分为≥8bpm组和8bpm组。在任何冠状动脉节段均未发现双源CT冠状动脉造影的整体图像质量与心率范围之间存在的相关性(P0.05)。 四、平均心率对诊断准确性的影响 在平均心率≥70bpm组中,双源CT冠状动脉CTA诊断右侧冠状动脉明显狭窄的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为94.1%、97.7%、82.1%、99.3%,左主干及前降支的相应敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、98.7%、91.9%、100%,回旋支相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为84.6%、98.7%、73.3%、99.4%。整体相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为96.2%、98.4%、86.2%、99.6%。 在平均心率70bpm组中,双源CT冠状动脉CTA诊断右侧冠状动脉明显狭窄的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为94.4%、96.6%、85.0%、99.4%,左主干及前降支的相应敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、99.1%、93.9%、100%,回旋支相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、99.5%、92.9%、100%。整体相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为98.4%、99.0%、91.0%、99.8%。 右侧冠状动脉、左主干及前降支、回旋支CTA、整体的冠状动脉分支的相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值在两组之间未见差异(P0.05)。 五、心率范围对诊断准确性的影响 扫描期间心率范围≥8bpm组中,双源CT冠状动脉CTA诊断右侧冠状动脉明显狭窄的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为91.4%、97.8%、84.2%、98.9%,左主干及前降支的相应敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、98.6%、90.9%、100%,回旋支相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、99.0%、83.3%、100%。整体相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为97.0%、98.5%、87.4%、99.7%。 扫描期间心率范围8bpm组中,双源CT冠状动脉CTA诊断右侧冠状动脉明显狭窄的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、98.0%、81.0%、100%,左主干及前降支的相应敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为100%、99.2%、95.0%、100%,回旋支相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为81.8%、99.0%、81.8%、99.0。整体相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为97.0%、98.8%、88.9%、99.7%。 右侧冠状动脉、左主干及前降支、回旋支CTA、整体的冠状动脉分支相应的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值在两组之间未见差异(P0.05)。 全体患者的双源CT冠状动脉CTA的敏感性、特异性、阳性预测值、阴性预测值分别为97.0%、98.6%、88.0%、99.7%。 结论: 在评估冠状动脉时,双源CT 83ms的时间分辨率可以在很大范围的平均心率情况下获得具有诊断意义的图像质量。同时,双源CT在采用绝对时相重建图像的基础上,可以在很大范围的心率变化范围内获得具有诊断意义的图像质量。而且双源CT在高心率和心律失常的患者中也可以获得很高的诊断准确性。