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目的通过评价不同心率、心率波动、重建方式等对冠状动脉图像质量的影响程度,以及心率覆盖(override)扫描模式、多相位重建、心电编辑功能对冠状动脉图像质量的改善程度,探讨影响冠状动脉成像质量的主要因素及改善措施,旨在提高风湿性心脏病患者64层CT冠状动脉成像的成功率和成像质量。材料与方法1.利用动态心脏体模,模拟在低心率(50 bpm)、中心率(70 bpm)、高心率(90 bpm)下不同程度的心率波动,对体模冠状动脉行64层CT血管造影(CTA)。扫描时分别开启和关闭心率覆盖模式。对原始数据分别进行单扇区(snapshot segment, SSEG)、单扇区plus(snapshot segment plus, SSEGP)、双扇区(snapshot burst-2, SSB2)、四扇区(snapshot burst-4, SSB4)四种方式重建,重建数据传至AW4.3工作站进行图像后处理和评价分析。2.风湿性心脏病患者289例行64层CT冠状动脉成像,在AW4.3工作站进行图像后处理和评价,分析影响冠状动脉成像质量的因素。并对主要影响因素再进一步分析:(1)按平均心率分为三组:低心率(≤65 bpm)组133例、中心率(66-80 bpm)组104例、高心率(≥81 bpm)组52例;(2)按不同幅度的心率波动分为四组:A组(≤7 bpm)124例,B组(8~14 bpm)96例,C组(15~21 bpm)41例,D组(≥22 bpm)28例,对各组的成像质量进行评价。其中,对102例患者显示不佳的图像再进行多时相图像重建及心电编辑处理,并对处理前后的图像进行评价。图像后处理采用容积再现(volume rendering, VR)、多平面重组(multi planar reconstruction, MPR)、曲面重建(curved planar reconstruction, CPR)、最大密度投影(maximum intensity projection , MIP)等重建模式。图像评价采用五级评分方法:5分,冠状动脉清晰,无伪影;4分,冠状动脉轻度模糊,或轻度阶梯伪影;3分,冠状动脉中等程度模糊、阶梯伪影加重;2分,冠状动脉模糊、中断、错位,但尚能辨认;1分,冠状动脉严重模糊、中断、错位,且不能辨认。3分以上为可评估血管,2分以下为不可评估血管。结果一、动态心脏体模冠状动脉CTA1.图像质量与心率的关系心率40 bpm～120 bpm,每10 bpm为一组,图像质量评分均数分别为4.88士0.35、4.88士0.35、4.90士0.47、5.00士0.00、4.75士0.46、4.45士0.74、4.00士0. 93、4.25士0.38、3.25士1.58。随着心率的增加,图像质量下降,且高心率更为明显。2.图像质量与心率波动的关系(1)低心率、中心率、高心率三组组内对比,随着心率波动幅度增大,图像质量下降,且高心率组更为明显。(2)低心率、中心率、高心率三组组间对比,图像质量评分均数分别为3.54士0.95、3.16士0.87、1.57士0.63,各组间差异均有统计学意义(P<0.01)。低心率组图像质量高于高心率组。(3)将低心率组的高波动率(15%、20%、30%)评分与高心率组低波动率(2%、5%、7%)评分分别并组后比较,图像质量评分均数分别为2.71士0.45、2.04士0.87,组间差异有统计学意义(P<0.05),低心率成像允许更大幅度的心率波动。3.图像质量与重建方式的关系低心率、中心率、高心率三组的原始数据均进行SSEG、SSEGP、SSB2、SSB4重建。各组重建方式中,SSEGP最好(P<0.01);低心率组,SSEG好于SSB2、SSB4(P<0.05);SSB2、SSB4无差别(P>0.05);中心率组,SSEG、SSB2、SSB4均无差别(P>0.05);高心率组,SSEG、SSB2、SSB4均有差别(P<0.01),SSB2好于SSB4、SSB4好于SSEG4.心率覆盖模式对图像质量的影响扫描时,开启和关闭心率覆盖模式的图像质量比较,低心率、中心率、高心率三组组间对比,差异无统计学意义(P>0.05)。在心率波动幅度较大时,开启心率覆盖模式扫描,能够避免原始数据采集的丢失,但对图像质量的改善有限。二、风湿性心脏病患者冠状动脉CTA1.冠状动脉CTA图像质量主要影响因素289例患者中,共纳入评估的血管2551段,有1726血管段无伪影(占67.66%),825段血管有不同程度的伪影(占32.34%)。产生伪影的影响因素中,心率快慢和心率波动伪影551段(占66.79%),呼吸伪影160段(占20.12%)。技术原因造成的伪影108段(占13.09%)。心率和心率波动是影响图像质量的主要因素。2.平均心率对冠状动脉CTA图像质量的影响289例患者中,共纳入评估的血管2551段。低心率、中心率、高心率三组纳入评估的血管段分别为1185段、919段、447段;可评估血管段分别为1128段(占95.19%)、825段(占90.53%)、328段(占73.38%);不可评估血管段分别为57段(占4.81%)、94段(占10.23%)、119(占26.62%)。三组间比较,差异均有统计学意义(P<0.01),随着心率增加,图像质量下降。当心率超过81 bpm时,图像质量明显下降。3.心率波动对冠状动脉CTA图像质量的影响289例患者中,共纳入评估的血管2551段,心率波动四组纳入评估的血管段分别为1099段、854段、354段、241段;可评估血管段分别为1045段(占95.09%)、790段(占92.51%)、275段(占77.68%)、168段(占69.71%),不可评估血管段分别为54段(占4.91%)、64段(占7.49%)、79段(占22.32%)、73段(占30.29%)。四组间比较,差异均有统计学意义(P<0.05)。随着心率波动幅度增加,图像质量下降。在心率波动大于22 bpm时,图像质量明显下降。4.多相位重建及心电编辑功能对冠状动脉CTA图像质量的影响102例患者共892段血管纳入评价。多相位重建前后可评估的血管段分别为605段(占67.83%)、769段(占86.21%),重建后提高了18.38%,差异有统计学意义(P<0.01)。心电编辑前后可评估的血管段分别为769段(占86.21%)、845段(占94.73%),编辑后提高了8.52%,差异有统计学意义(P<0.01)。结论1. 64层CT冠状动脉成像成像质量受多种因素影响,心率快慢和心率波动是主要影响因素。心率低、心率波动小时图像质量好,低心率成像时允许更大幅度的心率波动。2.在SSEG、SSEGP、SSB2、SSB4四种数据重建方式中,SSEGP重建方式最优。3.在心率波动幅度较大时,开启心率覆盖模式扫描,能够避免原始数据采集的丢失,但对图像质量的改善有限。4.多相位重建和心电编辑功能对图像质量的有一定的提高,但编辑过程较复杂、耗时。5.优化操作流程,执行“个性化”扫描方案,综合采用心理疏导、呼吸训练、降低心率以及有效利用心率覆盖模式、心电编辑功能等措施,能够提高风湿性心脏病患者64层CT冠状动脉成像的成功率和图像质量。