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《南方医科大学》 2009年
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64层螺旋CT冠状动脉成像的临床应用研究

刘红艳  
【摘要】: 研究目的 1.探讨64层螺旋CT(MSCT)冠状动脉成像质量的影响因素。 2.以常规冠状动脉造影(CAG)为对照,评价64层MSCT诊断冠脉狭窄≥50%的诊断价值;评价斑块的性质与狭窄程度的关系。 3.探讨64层MSCT在冠状动脉变异中的临床应用价值。 4.探讨64层MSCT冠脉成像(CTCA)在满足临床诊断的图像质量下,通过调整不同个体的管电流(mA)获得一致图像噪声,进而降低辐射剂量的方法。 材料与方法 1.64层MSCT冠状动脉成像质量的影响因素 1.1一般资料 93例行64层MSCT冠状动脉成像,男64例,女29例,年龄35~82岁,平均57.30±9.12岁。心前区不适48例,冠心病病史25例,体检20例。受检者排除明显心律不齐、呼吸屏气不良、无法配合检查、心肾功能不全及碘对比剂过敏者,增强扫描均签署知情同意书。 1.2仪器与方法 使用GE Light Speed 64 VCT,采用回顾性心电门控技术进行冠状动脉成像;心电监护仪使用美国IVY 3150型ECG;使用美国LF CT9000双筒型高压注射器及350mgI/ml或370mgI/ml非离子型对比剂。 扫描参数及方法:120 KV,650~680 mA,0.35 s/r,64×0.625 mm,视野25 cm,矩阵512×512,螺距0.18~0.20。先行探测循环时间扫描(TBS)测定延迟时间,用18G套管针在肘正中静脉以5ml/s的流率团注20ml对比剂,随后注入20ml生理盐水,测定臂心循环时间及最佳扫描延迟时间。继而行冠状动脉扫描,扫描范围从气管隆突至心脏膈面,经肘静脉以5ml/s的流率注入对比剂约60~80ml,由已确定的延迟时间(18~26s)触发扫描,当对比剂注射完后以相同的流速注入40ml生理盐水。扫描时间约为6~8s。93例中73例采用常规屏气后直接扫描,20例采用屏气5~8s后扫描。心率>75次/min时,口服倍他乐克12.5~25mg以降低心率。根据患者心率不同,采用不同的扇区重组方法:心率<75次/min时采用单扇区重组,心率≥75次/min时采用多扇区重组。 1.3图像处理与重组 使用AW 4.2后处理工作站,先取75%R-R间期图像进行重组,图像不佳者,重建45%R-R时相图像,若仍有伪影,再重建55%或65%R-R时相图像。选择不同的成像方法如容积成像(VR)、多平面重组(MPR)、曲面重组(CPR)及最大密度投影(MIP)等,并结合横断面图像综合判定。 1.4冠状动脉分段 采用改良10段分法:右冠状动脉(RCA)分为近段(R1)、中段(R2)、远段(R3);左主干(LM);前降支(LAD)分为近段(L1)、中段(L2)、远段(L3)、对角支(L4);回旋支(LCX)分为近段(C1)、远段(C2)。 1.5图像质量评价 以血管段为单位的图像质量判定标准:优-图像无伪影,血管边缘清晰、连续且充盈良好;良-图像周围有少量伪影,血管边缘欠光滑,有轻微阶梯和错层伪影,但可以做出诊断;差-图像显示模糊,伪影明显,血管不连续、充盈差,经多期相重组依然无法进行冠脉分析诊断。 每一患者冠脉图像质量评分标准:5分-全部血管段图像质量均为优;4分-有一个血管段图像质量为良;3分-有两个血管段图像质量为良;2分-三个或三个以上血管段图像质量为良;1分-有一个或一个以上血管段图像质量为差。 由三位主治以上的医师对冠状动脉图像质量进行评价,意见不一致时采用多数人意见或协商解决。心率分为3组:<65次/min、65~75次/min、>75次/min;心率波动次数亦分为3组:<5次/min、5~9次/min、≥10次/min。在原始横断面图像上对冠状动脉主要血管段(直径≥2mm)进行CT值测量,感兴趣(ROI)设为6mm~2。 1.6统计学分析 使用SPSS 13.0统计软件,对于CTCA图像质量影响因素评价采用多变量有序Logistic回归分析,并采用偏相关及Spearman非参数相关分析;不同心率及心率波动组对图像质量的影响、重建间隔的选择及屏气状态对图像质量的影响等计数资料采用独立样本非参数检验;计量资料比较采用独立样本t检验,P<0.05认为差异具有统计学意义。 2.64层MSCT冠状动脉成像在冠心病中的应用价值 2.1一般资料 回顾性分析行64层MSCT冠状动脉成像50例,所有患者均在1月内行CAG。男41例,女9例。年龄34岁~82岁,平均57.25±11.50岁。其中冠心病38例、高血压22例、糖尿病11例。 2.2仪器与方法 CTCA检查同上。 CAG检查:使用西门子大型悬吊式C臂机及其配套工作站,对比剂用欧乃派克,采用Judkins法常规股动脉或桡动脉插管,分别行左冠状动脉4~6个标准体位,右冠状动脉2~3个标准体位。 2.3狭窄判定标准 采用美国心脏协会推荐的冠状动脉15分段法。 狭窄程度采用国际上通用的目测直径法,即以血管腔狭窄部位近心端相对正常的管腔直径作为参考值,对其狭窄程度进行定量评价。 正常冠状动脉为血管腔光滑,无粥样硬化斑块,前向血流TIMI(Thrombolysisin myocardial infarction)3级。狭窄程度判定:轻度狭窄,血管腔直径狭窄百分数<50%;中度狭窄,血管腔直径狭窄百分数50%~75%;高度狭窄,血管腔直径狭窄百分数76%~99%;闭塞组为血管腔完全闭塞,前向血流TIMI 0级。64层MSCT与CAG狭窄程度的判定分别有两位有经验的放射科医师采用盲法对冠状动脉进行评价,意见不一致时商议后确定。 2.4斑块的分类 采用国内通用的CT值测量方法。软斑块:CT值<60HU(部分可为负值);纤维性斑块:CT值60~129HU;钙化斑块:CT值≥130 HU;混合性斑块:包括钙化、非钙化成分。 2.5统计学方法 使用SPSS 13.0统计软件,以CAG为标准,计算64层MSCT诊断临床有意义的冠状动脉狭窄(≥50%)的准确性、灵敏度(Se)、特异度(Sp)、阳性预测值(PPV)、阴性预测值(NPV);配对资料采用配对X~2检验,等级资料采用非参数检验及Bonferroni多重比较。P<0.05认为差异有统计学意义。 3.64层MSCT冠状动脉成像对冠状动脉变异的诊断价值 3.1一般资料 收集2006年2月至2008年12月1800例行64层MSCT冠状动脉成像的临床资料,发现先天性冠状动脉变异47例。男38例,女9例,年龄37~72岁,平均51.35±10.34岁。29例偶感胸痛、胸闷,5例临床诊断为冠心病、心绞痛,13例为健康体检者。64层MSCT发现冠状动脉粥样硬化7例,其中有临床意义的冠状动脉狭窄(≥50%)4例。2例分别在MSCT检查后半月内行CAG,1例CAG未寻找到冠脉开口,故行64层MSCT冠脉成像。 3.2仪器与方法:CTCA及CAG检查方法同上。 4.64层MSCT冠状动脉成像在固定噪声水平低剂量扫描中的临床初探 4.1一般材料 60例患者分为2组。回顾性分析2008年11月~12月行64层CTCA检查的患者30例作为固定mA组,男22例,女8例,年龄37~72岁,平均49.10±9.04岁;随后采用前瞻性研究方法分析2009年1月~2月行CTCA检查的患者30例作为个体mA组,即根据个体差异改变扫描mA,男24例,女6例,年龄34~70岁,平均49.73±9.92岁。因早搏或呼吸影响成像质量的患者、心肾功能不全及对碘对比剂过敏者不纳入本研究,需控制心率≤70次/min、心率波动<5次/min。 4.2仪器和设备:同上。 4.3 CTCA检查方法 回顾性研究:30例固定mA组,采用固定扫描参数。探测循环时间(TBS)扫描:120KV,80mA,5mm层厚,标准重建算法;心脏扫描(CA):120KV,680mA,0.35 s/r,64层×0.625mm,标准重建算法,螺距0.18。选择ROI(1cm×1cm)进行噪声标准差(SD)的测量,分别在TBS、CA于主动脉分出左主干的上下三层面测量图像噪声,取其平均值作为该病人的SD值。评价SD_(TB)、BMI与SD_(CA)的相互关系并得出以SD_(CA)为因变量的线性回归方程;根据噪声和射线剂量的关系,可得到当CA达到能满足临床诊断的噪声(SD_0)时不同个体SD_(TB)所对应的管电流调制表。 前瞻性研究:连续选取30例拟行64层CTCA检查的患者作为个体mA组,根据不同个体TBS扫描时获得的SD_(TB)值,以及管电流调制表确定CA扫描时的mA值,其它扫描参数同固定mA组。以同法测量图像噪声。 余CACT检查方法及后处理技术同第一部分。 4.4图像噪声、质量评分 由2名医师用5分法评价固定mA组的噪声水平及图像质量,并确定满足临床诊断的图像噪声水平SD_0值,同法对个体mA组图像质量进行评分。评分标准:5分-冠状动脉边缘平滑锐利,分支及远段显示好;4分-冠状动脉显示好,有一定噪声,远段分支显示好;3分-冠状动脉主干显示好,噪声较大,但不影响斑块的观察及诊断;2分-噪声较大,边缘毛糙,远段显示差,勉强诊断;1分-噪声太大,无法诊断。 4.5统计学分析 使用SPSS 13.0统计软件,对于SD_(CA)与SD_(TB)、BMI的关系采用Person相关性分析,并建立以SD_(CA)为因变量的线性方程;对于SD_(CA)与图像质量评分的关系采用Spearman相关性检验;对于两组年龄、BMI、图像质量评分、图像噪声、CTDI_(vol)及ED等的比较采用独立样本t检验。P<0.05认为有统计学差异。 结果 1.64层MSCT冠状动脉成像质量的影响因素 1.1 730段冠状动脉节段中,可用于评价的血管段占93.7%(684/730); 1.2心率及心率波动是冠状动脉成像质量的主要影响因素,且呈负相关;心率的影响最大(r=-0.422,P=0.000),其次是心率波动(r=-0.257,P=0.015);心率≤75次/min、心率波动<10次/min时冠脉成像质量较好; 1.3心率≤75次/min组85.7%病例在65%~75%R-R间期重组即可获得较好CTCA图像质量,心率>75次/min组47.1%病例需再选择45%~55%R-R间期重组图像进行后处理分析,不同心率组重组间期的选择差异具有统计学意义(Z=-2.841,P=0.004); 1.4以相同流速5ml/s注入对比剂后,心率≤75次/min组较心率>75次/min组主要血管段CT值高约50HU,仅左主干(LM)的CT值在高、低心率组间有统计学差异(t=2.394,P=0.028),但两组CT值均能满足临床诊断要求; 1.5屏气5~8s后扫描较屏气后直接扫描CTCA成像质量好(Z=-2.571,P=0.01);但两组图像质量的优良率差异无统计学意义(Z=-0.956,P=0.339)。 2.64层MSCT冠状动脉成像在冠心病中的应用价值 2.1 64层CTCA检查中,50例共计683个冠脉节段可用于评价,153个节段发现斑块及狭窄性病变; 2.2 64层MSCT诊断冠脉节段≥50%狭窄与CAG符合率为84.0%(63/75),诊断冠脉节段或主要分支血管狭窄≥50%的Se、Sp、PPV、NPV及准确性分别为84.0%、97.9%、81.8%、98.2%、96.5%或87.5%、95.1%、87.5%、95.1%、93.0%; 2.3不同斑块性质对冠脉狭窄程度影响不同(X~2=30.003,P=0.000)。单纯钙化斑块所致的狭窄程度常较轻,混合斑块所致的狭窄程度往往较重,而非钙化斑块所致的狭窄程度分布无一定特异性,常与CAG表现一致;钙化与非钙化斑块、钙化与混合斑块在狭窄程度的分布上差异有统计学意义(P=0.000)。 3.64层MSCT冠状动脉成像对冠状动脉变异的诊断价值 1800例CTCA检查中共检出冠状动脉变异47例,占2.6%。冠状动脉开口起源异常32例,其中包括左、右冠状动脉窦上起源12例、多个开口7例,右冠状动脉起源于左冠状窦或窦上嵴10例、左冠状动脉起源于右冠近段1例、左旋支起源于右冠状窦或第一对角支各1例;LCX缺如1例;单一左冠状动脉2例;壁冠状动脉-心肌桥12例。 4.64层MSCT冠状动脉成像在固定噪声水平低剂量扫描中的临床初探 4.1固定mA组SD_(TB)与SD_(CA)相关性较高(r=0.867),可得出SD_(CA)(y)与SD_(TB)(x)的线性方程:y=1.747x+1.920(调整R~2=0.736); 4.2固定mA组图像噪声与质量评分相关性分析显示,SD_(CA)与评分呈负相关(r=-0.412,P=0.024),当SD_0=28HU可获得满意的图像质量; 4.3根据射线剂量与噪声的关系,可计算出获得一致图像噪声SD_0时不同个体所需mA(z)关系式:z={(1.747x+1.920)/28}~2×680 mA(x=SD_(TB)); 4.4个体mA组与固定mA组相比,CTDIvol减少了10.64%(t=7.038,P=0.000)、ED减少了15.03%(t=7.038,P=0.000),但两组图像质量差异无统计学意义(t=0.530,P=0.598)。 结论 1.心率及心率波动是64层MSCT冠脉成像质量的主要影响因素。严格呼吸屏气训练,控制心率及心率波动,选择合适的重组时相可以提高冠状动脉成像质量。 2.64层MSCT对于冠心病的诊断具有较高的特异度及准确性,可作为一种有效的筛查手段,但仍有一定的局限性。 3.64层MSCT是一种安全、准确、微创地筛查和诊断冠状动脉变异的重要手段,同时对于CAG的导管入路检查及治疗有一定的指导作用。 4.64层MSCT冠脉成像时,对于不同体质采用不同的曝光剂量,可在保证图像质量不变的前提下,有效的减少X线辐射剂量。
【学位授予单位】:南方医科大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:R816.2

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