【摘要】 目的 初步探讨64层螺旋CT冠状动脉血管造影技术。方法 120例受检者行64层螺旋CT冠状动脉血管成像检查，使用美国GE公司64层螺旋CT，进行回顾性心电门控平扫及增强，原始采集的图像从心动周期的相位窗35%～85%，每间隔5%进行重建，采用平面重建(MPR)、最大密度投影法重建(MIP)、曲面重建（CPR）和容积再现技术(VR)进行图像后处理重建，显示冠状动脉主干及主要分支。 结果 心率平稳，心率少于80次/分，64层CT对冠状动脉冠节段图像质量可以用于评价，可较准确地显示冠状动脉通畅情况及管壁病变。心率大于90次/分时，冠状动脉的主要分支显示欠规整。结论 心率平稳且小于80次/分，合理运用重建时相和三维重建技术，64层CT冠状动脉成像可显示较细节段的冠状动脉，可以比较准确诊断冠状动脉病变，具有较高的临床应用价值。
【关键词】 64层螺旋CT 冠状动脉 心率 重建
[Abstract] Objective To evaluate the main technique of 64-slice spiral coronary angiography. Methods One hundred and twenty patients had underwent 64-slice CT coronary angiography with GE 64-slice CT scanner. Plain and enhanced imagings were performed by retrospective ECG gating in all patients. The raw data were reconstructed from 35% to 85% with every 5%. The reconstructed images were then processed into volume rendering(VR) and multiplanner reconstruction(MPR) and maximum intensity projection(MIP)， and curved planner reconstruction(CPR) to display the cornary artery and its branches. Results The coronary segments in CT coronary angiography were accessible and could accurately display the coronary arteries and the pathological changes in vessel walls in patients with a heart rate of＜80 beats per minute， while 64-slice CT coronary angiography couldn’t display well small segment of coronary artery in patient with a heart rate of &>90 beats per minute. Conclusion As raw data were reconstructed well， 64-slice CT coronary angiography can display small segment of coronary artery and assess coronary artery diseases with high accuracy with a stable heart rate of＜80 beats per minute， which has highly clinical value.
[Key words] 64-slice spiral computed tomography; coronary artery; heart rate; reconstruction
随着CT技术的飞速发展，尤其是64层螺旋CT的问世，由于其球管转速大大加快，探测器宽度增加，扫描速度得到很大的提高，再加强大的工作站后处能力，使64层CT在冠状动脉血管成像方面的应用更趋成熟。我院新引进64层螺旋CT，将患者进行64层CT冠状动脉血管造影检查，将原始图像传至工作站进行作容积再现（volume rendering，VR），多平面重建（multi planar reconst ruction，MPR），最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及曲面重建（curred planar reconst ruction，CPR），旨在探讨64层螺旋CT冠状动脉的成像技术。
材料与方法
1.临床材料 120例冠心病患者行64层CT冠状动脉造影检查，其中可疑冠心病20例，临床确诊冠心病患者100例。男83例，女 57例，年龄33-86岁，平均年龄57.36岁。检查前训练呼吸，说明对比剂注射时的全身反应，控制心率在 50-80次/分，平静时心率大于80次/分者，给予倍他乐克以减慢心率。排除标准：对含碘造影剂过敏，严重心律不齐，严重肝肾功能不全和失代偿性心功能不全。
2.扫描方法
2.1扫描技术 使用美国GE公司Light speed VCT64层螺旋CT机，Ulrich 双筒高压注射器，采用回顾性心电门控螺旋扫描。扫描步骤：患者采用仰卧位，足先进，扫描过程中需屏气，且腹部不用运动。第一步先行胸部正、侧定位像。第二步进行钙化积分扫描，扫描范围自心底部至心尖部，为冠脉造影测定峰值时间的同层动态扫描提供断面定位。第三步实施造影增强，首先进行对比剂峰值时间测定(timing bolus)，选择主动脉根部左冠状动脉起始部进行同层动态扫描，使用高压注射器，经肘静脉以4.0-5.0ml/s的速率，注射非离子型对比剂浓度为370mgI/ml碘帕醇20ml，采用Axial Full 1.0s，扫描时间间隔（ISD）为1.0 s，注射造影剂后延迟6s开始所选层面进行同层动态扫描，共扫描14层，扫描时间为30s，找到主动脉根部左冠状动脉起始部造影剂峰值时间，计算出冠状动脉CT扫描的延迟时间。第四步再进行冠状动脉造影，扫描范围自气管分叉下1cm～膈下2cm，使用心电门控，使用高压注射器，经肘静脉以同样速率注入370mgI/ml碘帕醇70～80ml+30ml生理盐水，屏气状态下完成整个扫描。扫描参数：管电压120kV，管电流400～660mAs，层厚0.625mm，螺距(pitch)0.2～0.26，旋转时间0.35s，显示野（FOV）为250mm，矩阵为512×512。使用刻录光盘记录扫描曝光期间心电图信号，用ECG分析软件数据并记录平均心率及心率变化，采用回顾性心电门控技术和分段(Segment、Burst和Burst Plus)数据采集方式。
2.2图像后处理 扫描结束后，将患者的扫描原始数据从心动周期的相位窗35%～85%，每间隔5%进行重建。重建后的数据传送至ADW4.3高级工作站，分别对上述相位窗的横断面图像进行容积再现（volume rendering，VR），多平面重建（multi planar reconst ruction，MPR），最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）及曲面重建（curred planar reconst ruction，CPR），分别重建出左冠状动脉主干、左前降支、左回旋支、第一对角支、第二对角支、右冠状动脉及其分支血管。显示冠状动脉的解剖结构，狭窄和闭塞，分别筛选出图像质量最佳者用于影像学评价。
结 果
120例冠状动脉患者64层螺旋CT冠状动脉成像中，其中包括临床确诊冠心病100例，可疑冠心病20例。78例受检者的心率约为65次/分，36例受检者心率70-75次/分，16例受检者心率大于80次/分，经过我们的处理，检查时的心率也控制在约65次/分。根据心率快慢，我们选用不同的扫描程序(Segment、Burst或Burst Plus)。所有受检者的左、右侧冠状动脉主干及主要分支均显示。扫描过程中心率较稳定（变化小于5次/分）者主干及主要分支显示清楚，部分可显示细小分支。心率不稳定（变化大10次/分）者显示欠佳，部分可见边缘毛糙感，远段分支显示不清。
120例受检者中，原始采集的图像从心动周期的相位窗35%～85%，每间隔5%进行重建，比较各相位窗重建的图像，大多数以75%的相位窗重建得到的图像为最佳。三维重建图像对左冠状动脉主干、前降支、回旋支和右冠状动脉主干及近中段的显示较满意（图1），达到100%。2级以下分支本组120例中有113例可显示，显示率约为94.2%。
其中20例可疑冠心病患者中，17例扫描过程中心率稳定，冠状动脉显示清楚均达到诊断要求，3例因心理紧张，扫描过程中心率不稳定，导致冠状动脉成像欠佳而影响诊断。100例冠心病受检者中，93例可见钙化斑块（图2、3），57例可见血管腔内充盈缺损（软斑块可能）（图4、5），63例显示冠状动脉走行迂曲，粗细不均。3例受检者因心率原因及患者配合不佳，明显影响诊断(图6）。
讨 论
随着64层螺旋CT的出现以及在心脏冠状动脉成像方面越来越广泛应用，人们逐渐认识到在心脏冠状动脉成像方面还是存在着不少限制和影响因素，如患者呼吸配合的程度、心率变化、重建的模式、三维图像重建后处理技术等。为提高冠状动脉管腔评价的准确性，获得优良的冠状动脉 CT图像至关重要[1]。
1.心率对64层CT图像质量的影响 虽然64层螺旋CT成像扫描时间大大减少，心率仍然是影响图像质量的一个重要因素。如果心率过快使得成像不能完全在舒张期内完成，重建后图像易呈现血管模糊、中断。这是因为随着心率的增加，心动周期将缩短，收缩期与舒张期都缩短，而舒张期缩短更明显，冠状动脉运动相对静止的时相也相应缩短，无论单扇区提供的固定成像时间窗，还是多扇区提供的相对成像时间窗，成像时间占心动周期的比例均不断增加，包含心动周期的时相也相应增多，心脏搏动伪影就会增大，所以在影像上就会出现扭曲和阶梯伪影，重建的冠状动脉图像质量就会下降[2，3]。64层CT冠状动脉研究[3]表明，冠状动脉成像质量随心率加快或心律不齐而明显下降，要获得良好的图像，心率应该控制在80次/分以下， 对心率&>80次/分患者可使用倍他乐克降低心率。扫描中的心率变化及心律不齐可严重影响图像的质量，造成图像不能在心动周期的同一时相重建，易出现血管模糊、中断和阶梯状伪影[4，5]。由于冠状动脉运动的速度和频率主要与心率有关，所以，适当控制被检者的心率有助于减轻或消除冠状动脉的运动伪影，改善冠状动脉CT图像质量[6]。
2.重建相位窗对64层CT的图像质量的影响 由于64层CT冠状动脉造影获得数据是连续的，图像可在心动周期的任意时相重建，因此选择合适的重建相位窗是获的高质量图像的保证。在相同的扫描条件下多扇区重建算法较单扇区算法可以获得更好的图像质量。特别是对高心率的情况下采用多扇区重建。在冠状动脉CT血管成像中，半重建算法可以提高时间分辨力。在单扇区重建算法中时间分辨率可以简单地用扫描时间的一半来计算，且不随心率的改变而改变。多扇区重建算法时间分辨力不仅受到球管旋转速度的影响，还受到心率快慢的影响，因而多扇区重建算法的时间分辨力并非固定不变的，而是随着心率而改变的。多扇区重建算法由于采用了多个心动周期相同时相的数据，所以，时间分辨力较单扇区高，可以获得更好的图像质量。对存在心率波动的病例，能够起到一个很好的平滑作用，图像质量也相应的有所提高[7～9]。
国外研究[10]发现冠状动脉3个主要分支在心动周期内有不同的运动模式，一般来说右冠状动脉的运动速度快于左冠状动脉前降支和回旋支。心脏大小、心轴方向、血管走行方向的不同导致在不同患者、不同心率及不同冠状动脉分支间图像最佳重建相位窗不相同，采用一个固定的重建相位窗不能同时满意显示冠状动脉各分支，因此必须按不同的冠状动脉分支分别选择。在日常工作中，一般重建在每隔5%，在35%～85%之间重建多个序列。多相位窗重建的缺点是费时费力，且相位窗的选择与操作者的经验有关，但为了提高图像质量是值得的[4]。
3.64层CT图像三维重建的方法的应用 64层螺旋CT冠状动脉成像诊断冠脉狭窄性病变，要结合多种方式的重建图像和横断面图像综合分析。一般常采用VR、MIP、PMR及CPR等技术对冠状动脉进行重建。横断面图像是心脏冠状动脉造影诊断冠心病的基础， 准确可靠， 但缺乏立体感，对病变部位的定位不够直观、具体，而三维重建图像可以显示横断面所示部位的病变及空间结构。其中最重要的是薄层MPR和MIP重建，这两种重建方法更容易区分钙化斑块与血管腔。MPR将横断面上的2D数据重组为新的数据，可获得横断面、矢状面、冠状面图像，其中包括CPR，CPR能展现走行迂曲的冠脉的全貌。MIP能获得与DSA相似的图像， 可显示细小的血管及冠状动脉的狭窄程度和长度，并通过旋转观察，可以消除前后重叠对冠状动脉远端分支的影响[9，11]。在MPR和MIP重建过程中，要掌握根据所要显示的不同冠脉分支选择不同层面多角度、多方向、多切面重建，尽可能在同一个平面上显示更多的冠状动脉分支，对有钙化斑块的血管或怀疑有狭窄的血管以及冠状动脉内支架，可在显示该血管最好的图像上做垂直切面重建，观察钙化斑块与管腔的关系和了解支架腔内情况，并可测量计算。VR重建图像的优点是直观、配合伪彩色使图像的空间立体感更强，可以使临床医生对冠状动脉的结构、形态和各分支的走形有一个非常直观的了解，但是VR重建图像的显示内容与操作过程中设定的显示范围有关，对细小的血管显示不佳，在冠状动脉狭窄的诊断中起辅助作用，不能进行钙化斑块的测量分析[6，12]。研究表明VR重建对部分2、3级血管的显示效果不如MPR和MIP重建[13]。因此合理运用64层螺旋CT冠脉成像重建技术可以达到最佳图象质量，有利于对冠心病的准确诊断。
综上所述， 64层螺旋CT的临床应用，控制好心率和呼吸， 选择恰当的扫描参数， 选择合适的重建时相，合理运用三维重建图像后处理技术，可以获得满意的冠状动脉主干及其主要分支的图像，能较好地满足影像学评价，为冠心病的临床诊断和指导治疗提供有效信息。
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