ssf對(duì)冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的影響

ssf對(duì)冠狀動(dòng)脈成像質(zhì)量的影響

隨著多層旋轉(zhuǎn)ct技術(shù)的快速發(fā)展，msct動(dòng)脈成像具有良好的空間分辨率，并在無創(chuàng)傷性和定性分析斑塊時(shí)表現(xiàn)出廣泛應(yīng)用的應(yīng)用。然而一直以來,高心率及心率不穩(wěn)定都是CT冠狀動(dòng)脈成像檢查的瓶頸。冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)追蹤凍結(jié)技術(shù)(snapshotfreeze,SSF)是后64排時(shí)代硬件設(shè)備提升基礎(chǔ)上的一種全新的冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)分析和凍結(jié)技術(shù),其使用相鄰心動(dòng)周期的圖像信息來補(bǔ)償冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)造成的偽影,利用一個(gè)心動(dòng)周期相鄰期相的圖像信息來補(bǔ)償冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到校正運(yùn)動(dòng)偽影凍結(jié)冠狀動(dòng)脈的目的。本文初步探討SSF技術(shù)對(duì)改善圖像質(zhì)量的作用。1數(shù)據(jù)和方法1.1研究主題選擇2014年1~4月在我院行CT冠狀動(dòng)脈成像的患者34例,男21例,女13例,年齡33~85歲,平均56.8歲。1.2資料與數(shù)據(jù)處理使用美國(guó)GE公司寶石能譜CT(DiscoveryCT750HD),雙筒高壓注射器。對(duì)比劑:歐乃派克(350mgI/ml),注射總量按0.9ml/kg體重計(jì)算,流率4.5~6ml/s,隨后注入20~30ml生理鹽水。掃描范圍從隆突下1cm至膈下1~2cm。心率≤65次/min,使用前瞻性心電門控技術(shù),曝光補(bǔ)償(padding)85ms;心率>65次/min或心率波動(dòng)范圍較大者,使用回顧性心電門控技術(shù)。準(zhǔn)直器寬度0.625mm,探測(cè)器寬度40mm,機(jī)架旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.35s,管電壓100~120kv,管電流根據(jù)患者體質(zhì)量指數(shù)(BMI)采用不同的掃描條件,管電流300~700mA。掃描時(shí)記錄患者的心率及心律情況。1.3圖像后處理將原始數(shù)據(jù)使用標(biāo)準(zhǔn)算法及SSF2種方法進(jìn)行重建,前瞻性心電門控掃描進(jìn)行75%期相重建,回顧性心電門控進(jìn)行45%期相及75%期相重建,并傳入GEAW4.6工作站,分別進(jìn)行MPR、CPR、MIP、VR及冠狀動(dòng)脈樹血管分析。1.4圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)由2名有經(jīng)驗(yàn)的影像科醫(yī)師對(duì)使用SSF技術(shù)前后的圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。冠狀動(dòng)脈圖像按照美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(AHA)15分段法命名。選取冠狀動(dòng)脈主支的9個(gè)節(jié)段,即左主干,前降支近、中、遠(yuǎn)段,左旋支近段、遠(yuǎn)段,右冠狀動(dòng)脈近、中、遠(yuǎn)段進(jìn)行評(píng)價(jià)。圖像質(zhì)量分級(jí)參照Ehara等采用1~5級(jí)評(píng)分法:5分,無運(yùn)動(dòng)偽影,無明顯噪聲;4分,有輕度運(yùn)動(dòng)偽影或噪聲;3分,較多運(yùn)動(dòng)偽影或噪聲較大,但不影響管腔評(píng)價(jià);2分,運(yùn)動(dòng)偽影嚴(yán)重或噪聲大,影響管腔評(píng)價(jià);1分,明顯運(yùn)動(dòng)偽影,管腔無法評(píng)價(jià)。評(píng)分有分歧時(shí)共同商討達(dá)成一致。2心率波動(dòng)范圍所選34例患者均心率較高或心率不穩(wěn)定,心率43~77次/min,掃描期間心率波動(dòng)范圍2~12次。使用SSF技術(shù)后,左主干、前降支、右冠狀動(dòng)脈的圖像質(zhì)量評(píng)分均高于標(biāo)準(zhǔn)算法,尤其右冠狀動(dòng)脈在2種算法之間的差異有明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,左旋支在2種算法之間的差異無明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,見表1,圖1~2。3ssf重建的作用機(jī)制冠狀動(dòng)脈三個(gè)主要分支的跳動(dòng)是有規(guī)律可循的。隨著心臟不停地跳動(dòng),冠狀動(dòng)脈三個(gè)主要分支在心動(dòng)周期不同期相有著不同的運(yùn)動(dòng)速度和幅度。一般的,左前降支及回旋支趨于隨著左心室運(yùn)動(dòng),右冠狀動(dòng)脈則與右心室運(yùn)動(dòng)同步,并同回旋支一起,在心臟舒張中后期易受心房收縮影響。三分支中,左前降支的運(yùn)動(dòng)最不明顯,右冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)最明顯,尤其右冠狀動(dòng)脈中段。本組研究也證實(shí),在使用SSF技術(shù)前,左前降支及左旋支圖像質(zhì)量評(píng)分均較高,而右冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量評(píng)分最低,圖像運(yùn)動(dòng)偽影最嚴(yán)重。在心率約60/min時(shí),三支主要分支均在70%期相附近的運(yùn)動(dòng)幅度最低,該段時(shí)間窗為175ms;隨著心率增加到75/min時(shí),三支主要分支的運(yùn)動(dòng)幅度最低點(diǎn)提前至40%期相附近,時(shí)間窗僅為75ms。隨著心率的加快,收縮期和舒張期的縮短不一致,舒張期的縮短更明顯。心率通過不成比例的縮短舒張期和收縮期來影響冠狀動(dòng)脈的三維運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)的波谷和波峰發(fā)生改變,從而影響CT冠狀動(dòng)脈重建的期相。冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)的這種規(guī)律可以通過特殊的數(shù)學(xué)模型記錄下來,用于計(jì)算冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)軌跡,從而重建清晰的冠狀動(dòng)脈圖像,這就是SSF,一個(gè)全新的冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)矯正方法。其技術(shù)本質(zhì)是通過高分辨采樣得到心臟運(yùn)動(dòng)過程中的一系列圖像,對(duì)相鄰期相的圖像運(yùn)動(dòng)信息進(jìn)行迭代傅里葉變換,在頻域?qū)跔顒?dòng)脈運(yùn)動(dòng)(路徑和速度)進(jìn)行分析和建模,從而對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊進(jìn)行矯正,消除殘余的運(yùn)動(dòng)偽影,有效地壓縮重建時(shí)間窗,得到清晰的冠狀動(dòng)脈解剖圖像。SSF通過對(duì)冠狀動(dòng)脈的17個(gè)節(jié)段進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析,從而對(duì)每個(gè)冠狀動(dòng)脈體素的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行追蹤和矯正。SSF與多扇區(qū)、多期相重建是有區(qū)別的。多扇區(qū)掃描的目的是通過綜合來自不同心動(dòng)周期的不同期相數(shù)據(jù)來提高時(shí)間分辨率,然而每個(gè)心動(dòng)周期的心跳并不完全一致,這樣就會(huì)造成不同心動(dòng)周期的數(shù)據(jù)整合后不能完全匹配,圖像出現(xiàn)偽影。SSF使用一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)相鄰期相的圖像信息來描繪血管運(yùn)動(dòng),包括其運(yùn)動(dòng)路徑和方向,以確定靶期相實(shí)際血管位置,并對(duì)靶期相的運(yùn)動(dòng)做相應(yīng)的補(bǔ)償,有效地縮短了重建時(shí)間窗。不像多扇區(qū)重建,SSF直接靶向作用于冠狀動(dòng)脈特異運(yùn)動(dòng),其以一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)為特點(diǎn),因此心跳不一致以及心動(dòng)周期、機(jī)架每周的共振點(diǎn)等這些影響多扇區(qū)重建的因素對(duì)其影響相對(duì)較小。本組研究中需要特別指出的是,對(duì)于使用前置性心電門控掃描的患者,若需要使用SSF技術(shù),則曝光補(bǔ)償(padding)至少需要達(dá)到80ms,以滿足相鄰3個(gè)期相的數(shù)據(jù)重建,故檢查的輻射劑量較單純的前置性心電門控高,而且因前瞻性心電門控掃描只采集75%期相的圖像數(shù)據(jù),故只可以重建75%靶期相的相鄰3個(gè)期相,對(duì)于心率較快的患者,無法重建顯示右冠狀動(dòng)脈較好的45%期相。故筆者建議當(dāng)心率小于65次/min且穩(wěn)定時(shí),使用單純前置性心電門控掃描以達(dá)到最小的輻射劑量;當(dāng)心率小于65