陳請(qǐng)水 黃清海 呂沖 蔣晶晶 顏漳埔 陳雷 廈門市第三醫(yī)院 （福建 廈門 361000）

內(nèi)容提要： 目的：探索冠脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（Snap Shot Freeze，SSF）對(duì)自由呼吸下、寬體探測(cè)單次心動(dòng)周期冠脈CT造影（Coronary CT Angiography，CCTA）成像質(zhì)量的影響。方法：收集2022年1月～2022年9月本院行CCTA檢查的患者440例為觀察對(duì)象，所有患者均選擇“one beat”掃描模式在一次心跳內(nèi)完成掃描。最終納入回顧性重建分析410例患者圖像資料，根據(jù)掃描所采屏氣方式不同，將入組患者分為常規(guī)屏氣組（n=265）和自由呼吸組（n=145）。兩組組數(shù)據(jù)均行標(biāo)準(zhǔn)算法和SSF運(yùn)動(dòng)校正算法重建圖像，并分別進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)。結(jié)果：常規(guī)屏氣組與自由呼吸組內(nèi)有SSF算法的圖像其圖像質(zhì)量均優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)算法圖像質(zhì)量，但2組間有SSF算法的圖像其平均圖像質(zhì)量得分之間差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05）。自由呼吸組SSF算法與標(biāo)準(zhǔn)算法的圖像質(zhì)量評(píng)分差值顯著大于常規(guī)屏氣組差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[（1.00±2.00），（0.25±1.25）分，P<0.05]，即與常規(guī)屏氣組圖像相比，SSF算法的圖像質(zhì)量顯著優(yōu)于自由呼吸組圖像質(zhì)量。結(jié)論：SSF算法可大大改善CCTA圖像質(zhì)量，特別是對(duì)自由呼吸或屏氣不佳狀態(tài)下掃描的CCTA圖像，可大幅改善檢查成功率，保證冠狀動(dòng)脈狹窄的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)。

冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病（簡(jiǎn)稱，冠心?。┰谖覈?guó)發(fā)病率、致死率均較高，是導(dǎo)致我國(guó)人口死亡的第一大病因。想要降低病死率，提高患者的生存質(zhì)量，唯一途徑就是盡早明確診斷，及時(shí)治療[1]。傳統(tǒng)的冠狀動(dòng)脈檢查方式為冠狀動(dòng)脈造影，臨床公認(rèn)其為診斷金標(biāo)準(zhǔn)。但是，冠狀動(dòng)脈造影檢查需要在患者的冠狀動(dòng)脈中插入導(dǎo)絲，屬于有創(chuàng)操作，風(fēng)險(xiǎn)較大，費(fèi)用較高，患者需要住院，很多患者難以接受。同時(shí)，因?yàn)楣跔顒?dòng)脈造影無(wú)法顯示血管壁的病理變化，很多患者行冠脈造影檢查前要進(jìn)行冠脈CT造影（Coronary CT Angiography，CCTA）篩查。CCTA是目前臨床篩查和評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變最重要的無(wú)創(chuàng)性檢查手段之一[2]。傳統(tǒng)64排螺旋CT（本院2012年引進(jìn)的為美國(guó)通用電氣公司64排128層CT）在行CCTA成像時(shí)，需要3、4個(gè)心動(dòng)周期才能完成冠狀動(dòng)脈檢查，且受呼吸、心率等影響非常大，很多患者因?yàn)闊o(wú)法屏氣、心律不齊或心律過(guò)快（>75次/min）而無(wú)法選擇CCTA檢查[3]。隨著設(shè)備硬軟件不斷提升，寬體探測(cè)器CT的出現(xiàn)很大的放寬了受檢者的適應(yīng)證，高心率以及心律不齊患者冠狀動(dòng)脈血管檢通過(guò)冠脈追蹤凍結(jié)技術(shù)（Snap Shot Freeze，SSF）、心電編輯等補(bǔ)償也可以得到很好的顯示。本院2021年11月份引進(jìn)美國(guó)通用電氣公司256排512層CT，該CT具有160mm探測(cè)器，球管只需旋轉(zhuǎn)一圈0.28s即可實(shí)現(xiàn)正常心臟全容積掃描，檢查過(guò)程無(wú)需再進(jìn)行移床[4]。而SSF是對(duì)運(yùn)動(dòng)的校正，是對(duì)右側(cè)冠狀動(dòng)脈中段在單個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的某一時(shí)相的運(yùn)動(dòng)偽影在可糾正范圍內(nèi)進(jìn)行凍結(jié)，結(jié)合相鄰時(shí)相血管的運(yùn)動(dòng)信息，對(duì)冠狀動(dòng)脈血管殘余運(yùn)動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，可有效降低運(yùn)動(dòng)偽影，使得無(wú)法屏氣或屏氣不佳的患者不再受限。本研究目的是以自由呼吸和常規(guī)屏氣兩組不同呼吸模式下的CCTA圖像為參照，觀察SSF對(duì)屏氣和自由呼吸兩種掃描模式CCTA圖像質(zhì)量的改善情況。

1.資料與方法

1.1 臨床資料

收集2022年1月～2022年9月本院行CCTA檢查的患者共440例，剔除心率超過(guò)100次/min以上患者，冠狀動(dòng)脈搭橋患者，嚴(yán)重房顫或心律不齊患者及檢查過(guò)程中配合不佳患者，共入組410例，其中，男250例，女160例，年齡20～88歲，平均（55.34±3.12）歲，心率56～99次/min。根據(jù)掃描所采屏氣方式不同，將年齡<60歲的患者入組為常規(guī)屏氣組（n=265）和將年齡>60歲的患者入組為自由呼吸組（n=145）。常規(guī)屏氣組：男174例，女91例，年齡20～60歲，平均年齡（48.26±3.21）歲；自由呼吸組：男76例，女69例，年齡61～88歲，平均（69.56±2.19）歲。以上全部患者均排除碘對(duì)比劑過(guò)敏患者、孕婦、伴嚴(yán)重性靶器官功能障礙患者、嚴(yán)重性心律失?；颊?。

1.2 方法

檢查設(shè)備為美國(guó)GE Revolution 256排512層CT，所有患者均采用前瞻性心電門控進(jìn)行CCTA檢查。所有患者均選擇“one beat”掃描模式在一次心跳內(nèi)完成掃描。

CT檢查前準(zhǔn)備：測(cè)量全部患者的身高、體重、血壓、心率，并予以屏氣訓(xùn)練，以積極配合掃描。若患者心率>100次/min，掃描前0.5h予以倍他樂(lè)克25mg口服。心電導(dǎo)聯(lián)及高壓注射器連接完畢后，囑咐患者舌下含服硝酸甘油1粒，對(duì)于心律不齊患者給予鼻飼管吸氧。掃描范圍：掃描從氣管隆突開(kāi)始，掃描至心臟隔面下2cm。若患者既往行冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)，需要將掃描范圍擴(kuò)展至胸鎖關(guān)節(jié)水平。

平掃（鈣化積分掃描）：平掃管電壓120kV，管電流350～450mA，層厚2.5mm，探測(cè)器寬度（Detector Coverage）16cm，X射線管旋轉(zhuǎn)速度（Rotation Time）：0.28s，總曝光時(shí)間（Total Exposure Time）：0.3s，SFOV：Cardiac Large，DFOV：25.0cm層厚Thickness：2.5mm，總掃描層數(shù)64層，Recon Type：Stnd，ASIR-V：50%。Window Width：800，Window Level：100。

增強(qiáng)掃描：參數(shù)設(shè)置：迭代權(quán)重因子ASIR-V：60%，窗寬：Window Width：600，窗位：Window Level：200，噪聲指數(shù)Noise index：15.6，掃描野SFOV：Cardiac Large，重建野DFOV：20.0cm，心電圖和門控ECG﹠Gating：自動(dòng)門控Auto Gating：Unlink Phase，相位類型Type：SmartPhase，（快速凍結(jié)）Snap Shot Freeze：on，kV：100kV，mA：Auto mA 370～600；掃描類型scan type：Cardiac Table Positions：one，探測(cè)器覆蓋范圍：160mm，旋轉(zhuǎn)時(shí)間：0.28s，總曝光時(shí)間：0.87s，使用雙筒高壓注射器，A管為非離子型造影劑碘佛醇，350mgI/mL，B管為生理鹽水，加熱至接近人體溫度37?C，經(jīng)肘靜脈以4.5～5.5mL/s的流速分別注入造影劑和生理鹽水。實(shí)施造影劑追蹤法，將氣管隆突水平降主動(dòng)脈作為靶興趣區(qū)。常規(guī)屏氣組掃描方法：在注入造影劑后8s后以1s/層的頻率對(duì)靶興趣主動(dòng)脈進(jìn)行連續(xù)掃描，當(dāng)靶興趣主動(dòng)脈CT值高于60HU后，延遲8.5s設(shè)備自動(dòng)啟動(dòng)曝光掃描（期間提示患者深吸氣后屏氣）。自由呼吸組掃描方法：在開(kāi)始打藥后8s開(kāi)始自動(dòng)追蹤靶興趣區(qū)主動(dòng)脈內(nèi)濃度變化，把閾值設(shè)為60HU，達(dá)到閾值后延遲8.5s自動(dòng)啟動(dòng)曝光掃描（期間無(wú)語(yǔ)音指令）。

1.3 圖像后處理

掃描結(jié)束后，打開(kāi)自動(dòng)選擇最佳期相技術(shù)自動(dòng)挑選最佳時(shí)相，并開(kāi)啟追蹤凍結(jié)技術(shù)。后將數(shù)據(jù)傳輸至AW4.7后處理工作站和數(shù)坤冠脈AI自動(dòng)分析軟件，對(duì)心臟及冠狀動(dòng)脈進(jìn)行容積再現(xiàn)（見(jiàn)圖1a、b）、最大密度投影（見(jiàn)圖2a）及曲面重建（圖1c），通過(guò)綜合分析判斷血管有無(wú)狹窄，是否斑塊（見(jiàn)圖2b），斑塊類型以及心肌橋（見(jiàn)圖2c）。參照美國(guó)心臟病協(xié)會(huì)冠心病分段標(biāo)準(zhǔn)逐一對(duì)左前降支、左回旋支、右冠狀動(dòng)脈進(jìn)行判斷是否存在狹窄，狹窄部位、狹窄程度以及斑塊性質(zhì)、心肌橋情況。CCTA圖像由1名高年資技師和1名高年資影像主治醫(yī)師進(jìn)行圖像處理后分析，并由高年資主治醫(yī)師報(bào)告書寫，再由1名影像專業(yè)副主任醫(yī)師以上資質(zhì)醫(yī)師進(jìn)行報(bào)告審核。

1.4 觀察指標(biāo)與判定標(biāo)準(zhǔn)

兩組組數(shù)據(jù)均行標(biāo)準(zhǔn)算法和SSF運(yùn)動(dòng)校正算法重建圖像，并分別進(jìn)行圖像質(zhì)量評(píng)價(jià)，見(jiàn)圖1，圖2。

圖1.心臟及冠狀動(dòng)脈影像?注：1a.心臟容積重建?1b.冠狀動(dòng)脈容積重建?1c.左前降支多平面重建?1d.左前降支血管分析?

圖2.最大密度投影及多平面重建可以清晰顯示各支冠狀動(dòng)脈的鈣化情況?注：2a.冠脈MIP可見(jiàn)各個(gè)分支多發(fā)鈣化斑?2b.冠脈多平面重建可對(duì)斑塊進(jìn)行分析?2c.冠脈心肌橋?

圖2c冠脈心肌橋結(jié)合美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)對(duì)冠狀動(dòng)脈的分段標(biāo)準(zhǔn)，可將冠狀動(dòng)脈分為15段。選擇兩名臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的影像學(xué)醫(yī)生，剔除鈣化積分>800分的患者、嚴(yán)重心律不齊患者，入組410例，評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈中主要節(jié)段中管徑>2mm的節(jié)段血管。

以5分法對(duì)圖像質(zhì)量進(jìn)行評(píng)分：血管顯示清晰、連續(xù)、無(wú)偽影為1分；局部血管輕度模糊或偽影，血管無(wú)明顯分離、移位為2分；血管局部中度模糊或輕度階梯偽影為3分；血管顯示重度模糊或中斷、錯(cuò)位為4分；無(wú)法辨識(shí)冠狀動(dòng)脈影像為5分。優(yōu)良：≤2分為圖像優(yōu)良，≤3分為滿足臨床診斷要求，≥4分以上為無(wú)法滿足診斷要求。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

本次研究中的數(shù)據(jù)以統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS25.0進(jìn)行分析，其中，以±s表示計(jì)量資料，t檢驗(yàn)，以%表示計(jì)數(shù)資料，χ2檢驗(yàn)；P<0.05說(shuō)明數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異成立。

2.結(jié)果

2.1 CCTA檢查結(jié)果及DSA造影情況

440例患者檢查結(jié)果顯示：除18例冠狀動(dòng)脈正常以外，其余患者均有心肌橋、鈣化和非鈣化斑塊所致狹窄，檢查陽(yáng)性率達(dá)95.92%，嚴(yán)重冠狀動(dòng)脈狹窄患者48例，中度狹窄患者63例，輕度狹窄223例，鈣化斑塊99例、非鈣化斑塊68例、混合性98例、心肌橋209例，多數(shù)患者同時(shí)合并有心肌橋和斑塊。其中，21例住院患者，在DSA室局麻下以Seldinger，s法以右側(cè)橈動(dòng)脈穿刺點(diǎn)，選擇性冠狀動(dòng)脈造影：8例CCTA提示冠狀動(dòng)脈重度狹窄，進(jìn)行DSA造影核實(shí)并給予支架植入；8例有過(guò)支架植入病史患者CCTA檢查提示再次狹窄，進(jìn)行DSA造影核實(shí)并給予球囊擴(kuò)張；7例CCTA檢查提示輕中度狹窄患者，進(jìn)行DSA檢查核實(shí)，僅1例CCTA提示重度狹窄患者，DSA冠脈造影僅見(jiàn)中度狹窄。CCTA檢查與DSA冠脈造影檢查具有較高的吻合率。

2.2 CCTA圖像質(zhì)量?jī)?yōu)化

圖3為自由呼吸狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)算法容積重建、曲面重組圖像，容積重建顯示右冠狀動(dòng)脈中段血管部分缺失，重建效果不佳，運(yùn)動(dòng)偽影較多，血管分析無(wú)法確認(rèn)是否含有非鈣化斑塊；圖4為實(shí)施了SSF算法的容積重建、多平面重建圖像，容積重建顯示右冠狀動(dòng)脈中段清晰、連續(xù)、未見(jiàn)狹窄。圖4圖像質(zhì)量較圖3更優(yōu)。

圖3.自由呼吸狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)算法容積重建。曲面重組圖像

圖4.行SSF算法的容積重建。曲面重組圖像

2.3 標(biāo)準(zhǔn)算法與SSF算法比較

410例患者重建前、后圖像質(zhì)量評(píng)分平均值比較，重建后顯著低于重建前，差異存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見(jiàn)表1。

表1.410例患者標(biāo)準(zhǔn)算法、SSF算法評(píng)分平均值比較(±s,分)

表1.410例患者標(biāo)準(zhǔn)算法、SSF算法評(píng)分平均值比較(±s,分)

組別 圖像質(zhì)量評(píng)分平均值屏氣組標(biāo)準(zhǔn)算法(n=265) 2.65±0.29屏氣組SSF算法(n=265) 2.17±0.35自由呼吸組標(biāo)準(zhǔn)算法(n=145) 3.17±0.56自由呼吸組SSF算法(n=145) 2.22±0.37

常規(guī)屏氣組與自由呼吸組組間標(biāo)準(zhǔn)算法與SSF算法圖像對(duì)比顯示，呼吸與屏氣狀態(tài)下的SSF算法平均的圖像質(zhì)量得分（Score平均）：屏氣組SSF算法<自由呼吸組SSF算法<屏氣組標(biāo)準(zhǔn)算法<自由呼吸組標(biāo)準(zhǔn)算法，屏氣組SSF算法與自由呼吸組圖像質(zhì)量評(píng)分高度接近，自由呼吸組中SSF算法和標(biāo)準(zhǔn)算法差值較大，即與常規(guī)屏氣組相比，SSF算法在自由呼吸組中對(duì)圖像質(zhì)量改善更顯著。

3.討論

常規(guī)CCTA檢查過(guò)程中屏氣，很多年老患者、聽(tīng)力障礙患者、嬰幼兒患者或是氣喘、胸痛患者，難以配合檢查過(guò)程中的吸氣、屏氣等語(yǔ)音指令，其圖像容易出現(xiàn)呼吸運(yùn)動(dòng)偽影從而影響血管評(píng)估[5]。隨著影像設(shè)備硬件和軟件的不斷升級(jí)，時(shí)間分辨率大幅度提高，GE256排CT擁有160mm寬體探測(cè)器，球管旋轉(zhuǎn)一周僅需0.28s，理論上可在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)完成全心臟的容積掃描。本研究結(jié)果顯示在不進(jìn)行運(yùn)動(dòng)校正的標(biāo)準(zhǔn)算法的情況下，自由呼吸組不可評(píng)價(jià)圖像（>3分）明顯高于常規(guī)屏氣組[6]。在加入運(yùn)動(dòng)校正即SSF算法的情況下，自由呼吸組和屏氣組的SSF算法圖像獲得冠狀動(dòng)脈血管評(píng)分接近2分，即SSF算法可有助于提高CCTA圖像質(zhì)量，尤其是對(duì)自由呼吸掃描模式的CCTA；且SSF算法處理后常規(guī)屏氣組與自由呼吸組間圖像質(zhì)量不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異[7]。本研究局限性：①僅21例患者住院接受DSA造影證實(shí)，雖然準(zhǔn)確率雖高，但僅代表少量樣本，大量樣本數(shù)據(jù)需進(jìn)一步驗(yàn)證；②自由呼吸患者平均年齡較屏氣患者平均年齡大，標(biāo)準(zhǔn)算法兩者間圖像質(zhì)量評(píng)分差異較大，有待進(jìn)一步對(duì)同年齡段患者進(jìn)行自由呼吸與屏氣后的比較；③SSF算法是基于對(duì)右側(cè)冠狀動(dòng)脈追蹤凍結(jié)，要考慮到是否適用于左側(cè)冠狀動(dòng)脈；④本研究樣本只篩選心率在56～99次/min患者，未對(duì)心率快慢患者進(jìn)行分組，高低心率患者樣本差異較大，特別是高心率患者，相關(guān)研究結(jié)果尚需大樣本量數(shù)據(jù)進(jìn)一步驗(yàn)證；⑤考慮到患者輻射影響及造影劑用藥安全，無(wú)法對(duì)同一患者進(jìn)行自由呼吸下與屏氣兩種不同狀態(tài)下的冠狀動(dòng)脈掃描

綜上所述，SSF算法有助于改善CCTA圖像質(zhì)量，特別是對(duì)自由呼吸狀態(tài)下掃描模式的CCTA。對(duì)于屏氣配合不佳患者，利用自由呼吸掃描模式結(jié)合圖像SSF算法可大大改善圖像質(zhì)量，可有效提高冠狀動(dòng)脈血管可診斷率。CCTA已目前成為臨床篩查和評(píng)估冠狀動(dòng)脈病變最重要的無(wú)創(chuàng)性檢查手段，寬體探測(cè)器CT的SSF算法可很好優(yōu)化CCTA圖像質(zhì)量，提高冠狀動(dòng)脈血管的可診率。256排寬體探測(cè)器CT結(jié)合SSF算法在自由呼吸狀態(tài)下單心動(dòng)周期CCTA檢查具有較高的可行性和應(yīng)用價(jià)值。