胡斌，徐文堅(jiān)，陳海松

1.青島市市立醫(yī)院 CT室，山東 青島266011；2.青島大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院影像診斷科，山東 青島 266016

自20世紀(jì)60年代以來，有創(chuàng)的選擇性冠狀動(dòng)脈造影一直是冠狀動(dòng)脈成像和冠心病診斷的“金標(biāo)準(zhǔn)”。近年來多層螺旋CT冠狀動(dòng)脈造影（Multislice Computed Tomography Coronary Artery，MSCTCA）這項(xiàng)無創(chuàng)性造影技術(shù)在冠狀動(dòng)脈成像方面取得了長足的進(jìn)展[1-3]。21世紀(jì)初，4層和8層MSCT實(shí)現(xiàn)了高速螺旋掃描（0.5s/轉(zhuǎn)），結(jié)合回顧性或前瞻性心電門控，通過圖像重建處理獲得二維和三維的冠狀動(dòng)脈圖像，但單位時(shí)間內(nèi)的掃描覆蓋范圍太小，心臟CT掃描時(shí)間長，并且對(duì)心率也有較為嚴(yán)格的要求。2002年，16層MSCT應(yīng)用于臨床，實(shí)現(xiàn)了亞毫米層厚的心臟數(shù)據(jù)采集。其螺旋掃描速度快（420ms/轉(zhuǎn)），時(shí)間分辮率<210ms，掃描層厚可達(dá)0.75mm，心率波動(dòng)對(duì)冠狀動(dòng)脈CT圖像質(zhì)量的影響有所減輕，對(duì)冠狀動(dòng)脈細(xì)小分支的顯示有一定改善[4]。2004年底推出的64層MSCT，螺旋掃描速度更快（≤0.35s/轉(zhuǎn)），時(shí)間分辨率顯著提高（<50ms），心臟亞毫米層厚<0.5mm，探測器旋轉(zhuǎn)1周可覆蓋的掃描范圍可達(dá)32～40mm，明顯高于16層螺旋CT，完成1次心臟掃描控制在10s以內(nèi)，可以獲得優(yōu)良的冠狀動(dòng)脈CT圖像[5-6]。

1 冠狀動(dòng)脈掃描圖像后處理技術(shù)

冠狀動(dòng)脈的CT圖像重建后處理技術(shù)包括多平面重建（Multiple Planar Reformation，MPR）、 曲面重建（Curved Planar Reformation，CPR）、最大密度投影法（Rnaximum Intensity Projection，MIP）、 表面覆蓋法（Surface Shadow Display，SSD）、容積再現(xiàn)（Volume Rendering Technique，VRT）、仿真內(nèi)窺鏡（Virtual Endoscopy，VE）。

（1）MPR是沿不同平面的圖像重建，可根據(jù)要求方位形成近似各向同性的重建圖像，直接測量用于診斷。

（2）CPR是在顯示圖像上根據(jù)需要?jiǎng)澗€，將劃線的二維數(shù)據(jù)任意平面及角度重建成新二維圖像，能夠展現(xiàn)走行迂曲的冠狀動(dòng)脈的全貌及管腔內(nèi)外狀況，它在冠狀動(dòng)脈的后處理中非常實(shí)用，但與操作者對(duì)冠狀動(dòng)脈解剖的了解有很大的關(guān)系。

（3）MIP是最大強(qiáng)度值的像素投影，反映的是組織密度差異，3對(duì)比度高。它能區(qū)分血管性結(jié)構(gòu)和非血管性結(jié)構(gòu)，獲得類似DSA的圖像，可以顯示細(xì)小的血管及冠狀動(dòng)脈狹窄的程度和長度，顯示血管壁的鈣化，缺點(diǎn)是對(duì)前后重疊的血管不能區(qū)分，不能清晰顯示解剖結(jié)構(gòu)的三維關(guān)系。

（4）SSD法可顯示冠狀動(dòng)脈的立體形態(tài)和空間關(guān)系，但小的冠狀動(dòng)脈分支顯示欠佳，并且對(duì)狹窄程度有夸大效應(yīng)，對(duì)管壁的鈣化和管腔亦不能區(qū)分。

（5）VRT是保留二維CT的信息，應(yīng)用所有的資料數(shù)據(jù)進(jìn)行重建，逼真地呈現(xiàn)冠狀動(dòng)脈與各心腔的三維關(guān)系，可靠地顯示狹窄位置的長度和斑塊性質(zhì)，并且能進(jìn)行不同角度的切割旋轉(zhuǎn)，便于顯示所需要的血管結(jié)構(gòu)。

（6）VE將螺旋CT的容積數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理重組出類似于纖維內(nèi)窺鏡所見的空腔器官內(nèi)部的立體圖像，可以顯示冠狀動(dòng)脈腔內(nèi)的情況、管壁的鈣化及腔內(nèi)的斑塊，了解粥樣斑塊的位置及與冠狀動(dòng)脈分支的關(guān)系，對(duì)冠狀動(dòng)脈病變的分析起著重要作用。但VE用于觀察冠狀動(dòng)脈管腔內(nèi)的情況，研究發(fā)現(xiàn)在診斷未鈣化或無血流動(dòng)力學(xué)意義的病變時(shí)，不如傳統(tǒng)橫斷面圖像優(yōu)越[7]。

在冠狀動(dòng)脈MSCTCA的后處理技術(shù)中，不應(yīng)單純應(yīng)用某一種技術(shù)，應(yīng)將VRT、CPR和橫斷面圖像結(jié)合起來，其他后處理技術(shù)可作為有益的補(bǔ)充。

2 MSCT冠狀動(dòng)脈重建圖像質(zhì)量的影響因素

由于冠狀動(dòng)脈管徑細(xì)小（直徑≤4mm），并緊隨心肌在心動(dòng)周期內(nèi)搏動(dòng)，冠狀動(dòng)脈CT成像質(zhì)量受空間分辨率、時(shí)間分辨率、心臟搏動(dòng)、血管壁鈣化、心律不齊、呼吸運(yùn)動(dòng)等諸多因素影響。

2.1 空間分辨率

為了能夠顯示細(xì)小、彎曲、復(fù)雜的冠狀動(dòng)脈解剖結(jié)構(gòu)和管壁細(xì)微的病理改變，各向同性或近乎各向同性的空間分辨率<1mm是必須的[8]?？臻g分辨率低，冠狀動(dòng)脈周圍的高密度結(jié)構(gòu)（起搏器，搭橋術(shù)后的金屬夾等）可以產(chǎn)生硬線束偽影（hard beam）及部分容積效應(yīng)。64層螺旋CT能進(jìn)行快速螺旋容積掃描和多陣列探測器亞毫米采集，Z軸分辨率可達(dá)0.4mm，接近無創(chuàng)冠狀動(dòng)脈成像的要求，但還低于傳統(tǒng)造影的0.2mm。

2.2 時(shí)間分辨率

64層螺旋CT采用4～5扇區(qū)重組技術(shù)，時(shí)間分辨率顯著提高。為降低影像模糊和階梯狀偽影，心率快者多采用連續(xù)的幾個(gè)心動(dòng)周期的掃描數(shù)據(jù)來重建，時(shí)間分辨率可得到改善，心率越快需要的心動(dòng)周期越多。時(shí)間分辨率＝旋轉(zhuǎn)時(shí)間/2N。N為扇區(qū)，64層螺旋CT采用多扇區(qū)采樣技術(shù)，旋轉(zhuǎn)時(shí)間0.33s/轉(zhuǎn)，按4扇區(qū)成像計(jì)算，時(shí)間分辨率可達(dá)41ms?？傊?，由于時(shí)間分辨率的提高，64層螺旋CT的冠狀動(dòng)脈血管成像質(zhì)量有了明顯的提高。

2.3 鈣化

鈣化斑塊及冠狀動(dòng)脈管壁鈣化是影響冠狀動(dòng)脈管腔顯示的主要因素之一[9]。鈣化影響CT評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈狹窄范圍和冠心病診斷準(zhǔn)確率，易造成假陰性診斷[10]。但鈣化是不可避免的，臨床上對(duì)MSCT顯示血管壁嚴(yán)重鈣化而影響診斷冠狀動(dòng)脈病變的患者仍建議行冠狀動(dòng)脈造影，以減少或避免鈣化帶來的誤診或漏診，進(jìn)一步提高冠心病的確診率。

2.4 心率和心律

在冠狀動(dòng)脈掃描的過程中，心率較快的患者，R-R間期較短，致心臟每搏輸出量相對(duì)減少，冠狀動(dòng)脈內(nèi)對(duì)比劑充盈顯影不佳[11]。心率的變化縮短了心臟相對(duì)靜止的時(shí)間，影響掃描圖像的質(zhì)量，導(dǎo)致出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)偽影。Hong等[12]報(bào)道冠狀動(dòng)脈圖像質(zhì)量與患者心率呈明顯負(fù)相關(guān)，要獲滿意的圖像，心率應(yīng)控制在74.5次/min以下。Giesler等[13]報(bào)道隨著心率的增加，可以進(jìn)行影像學(xué)評(píng)價(jià)的冠狀動(dòng)脈狹窄數(shù)量減少，心率≤70次/min時(shí)，檢測冠狀動(dòng)脈狹窄的敏感度為62%，而心率>70次/min時(shí)敏感度降至33%。多層螺旋CT輔以心電后門控的應(yīng)用，64層螺旋CT時(shí)間分辨率可提高到41ms，但是相對(duì)于心動(dòng)周期的時(shí)間來說，時(shí)間分辨率仍不夠高，尤其當(dāng)心率較快時(shí)舒張時(shí)間縮短，冠狀動(dòng)脈圖像可受舒張?jiān)缙谛氖沂鎻埢蚴鎻埻砥谛姆渴湛s運(yùn)動(dòng)的影響產(chǎn)生偽影。此外，冠狀動(dòng)脈重建算法也因心率而異，心率慢時(shí)，每層圖像由一個(gè)心動(dòng)周期某一段R-R%時(shí)相的數(shù)據(jù)重建而成；心率快時(shí)，每層圖像由兩個(gè)或兩個(gè)以上心動(dòng)周期某一段R-R%時(shí)相的數(shù)據(jù)重建而成[14-15]。因此，心率的快慢是影響圖像質(zhì)量的主要因素，盡可能的控制心率對(duì)提高冠狀動(dòng)脈CT血管成像的檢查質(zhì)量、改善工作流程是很有幫助的。

另外，心律不齊會(huì)影響MSCT的評(píng)價(jià)效果，國內(nèi)有文獻(xiàn)報(bào)道發(fā)現(xiàn)[16]，在基本心率大致相同的情況下，多層螺旋CT冠狀動(dòng)脈的成像質(zhì)量受心率波動(dòng)的范圍的影響。

2.5 呼吸及其他客觀因素

若患者呼吸控制不好，會(huì)造成掃描的冠狀動(dòng)脈二維圖像跳躍不連貫，重建的三維圖像呈截?cái)鄻踊虿ɡ藸?。由?4層螺旋CT的時(shí)間分辨率較高，一般冠狀動(dòng)脈檢查掃描時(shí)間均控制在10s以內(nèi)，幾乎所有的患者均能耐受一次屏氣完成掃描，因此，呼吸對(duì)冠狀動(dòng)脈影響相對(duì)較小。另外，放射科醫(yī)技師除接受放射相關(guān)知識(shí)的培訓(xùn)，還應(yīng)接受心血管解剖、生理、病理生理等方面的培訓(xùn)[17]，他們對(duì)患者的引導(dǎo)水平也會(huì)影響圖像質(zhì)量及診斷結(jié)果。

3 MSCT冠狀動(dòng)脈造影的臨床應(yīng)用評(píng)價(jià)

3.1 MSCTCA能高度準(zhǔn)確地顯示冠狀動(dòng)脈狹窄

Achenbach等[18]應(yīng)用MSCT對(duì)64例病人冠狀動(dòng)脈狹窄的顯示情況進(jìn)行了研究，并與數(shù)字減影冠狀動(dòng)脈比較，MSCT顯示冠狀動(dòng)脈主干和管腔直徑大于或等于2.0mm分支的重度狹窄或阻塞（>70%的狹窄）的敏感度為91%，特異度為84%；若包括所有>50%的狹窄敏感度為85%，特異度為76%。王怡寧等[19]比較了64層和16層MSCT的冠狀動(dòng)脈成像結(jié)果，證實(shí)64層MSCT冠狀動(dòng)脈成像診斷冠狀動(dòng)脈≥50%狹窄的敏感性為94.9%（56/59），特異性為93.2%（124/l33）。Pugliese等[20]對(duì)35例病人進(jìn)行了64層螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像與數(shù)字減影冠狀動(dòng)脈造影的雙盲法對(duì)比研究，結(jié)果表明，CT冠狀動(dòng)脈成像對(duì)左冠狀動(dòng)脈主干、前降支、回旋支和右冠狀動(dòng)脈等494段大于或等于50%狹窄的顯示，敏感度和特異度分別為99%和96%，陽性和陰性預(yù)測值分別為78%和99%。陰性預(yù)測值高，64層螺旋CT可作為冠狀動(dòng)脈檢查的篩選手段，但它的時(shí)間分辨率低導(dǎo)致陽性預(yù)測值低。

3.2 MSCTCA還可顯示冠狀動(dòng)脈管壁結(jié)構(gòu)及冠狀動(dòng)脈粥樣斑塊的情況[21]

MSCT早期的研究只是籠統(tǒng)地將冠狀動(dòng)脈內(nèi)斑塊區(qū)分為鈣化斑塊和非鈣化斑塊（軟斑塊）。Kopp等[22]檢測了6處冠狀動(dòng)脈斑塊，對(duì)照冠狀動(dòng)脈造影及血管內(nèi)超聲表現(xiàn)，并按血管內(nèi)超聲的分類方法將斑塊分為軟斑塊、中等密度斑塊、鈣化斑塊。Fayad等[23]總結(jié)不同成分斑塊的CT值如下：新鮮血栓的CT值為20HU，脂質(zhì)斑塊為50HU，纖維斑塊為100HU，鈣化斑塊的CT值>300HU。從以上可以看出MSCT能為無創(chuàng)性評(píng)價(jià)冠狀動(dòng)脈粥樣斑塊的成分提供有價(jià)值的信息，但是心率、心率波動(dòng)、呼吸及斑塊內(nèi)鈣化成分及管腔內(nèi)對(duì)比劑的部分容積效應(yīng)會(huì)影響對(duì)斑塊CT值測量的準(zhǔn)確性。由于空間分辨率和組織分辨率的限制，MSCT尚無法區(qū)分典型粥樣硬化斑塊內(nèi)的纖維帽及脂質(zhì)核，也無法對(duì)各個(gè)成分的厚度或面積進(jìn)行測量。

3.3 MSCT一次注藥可同時(shí)顯示各支搭橋血管和冠狀動(dòng)脈

經(jīng)股動(dòng)脈插管搭橋血管造影是診斷搭橋血管“金標(biāo)準(zhǔn)”，但它是一種有創(chuàng)的方法，尋找橋血管近端吻合口需要多次注藥。MSCT冠狀動(dòng)脈成像是一種無創(chuàng)、簡便的檢查方法，一次注藥可同時(shí)顯示各支搭橋血管和冠狀動(dòng)脈。16層螺旋CT能可靠地評(píng)價(jià)搭橋血管近端吻合口、橋血管和遠(yuǎn)端吻合口，近端吻合口顯示率為100%，遠(yuǎn)端吻合口顯示率為74%，診斷橋血管重度狹窄和閉塞的敏感性為75%～100%，特異性為87%～100%[24-25]。CT成像近端吻合口、搭橋血管本身、遠(yuǎn)端吻合口以及遠(yuǎn)側(cè)血管的可評(píng)價(jià)率均高于16層螺旋CT，尤其對(duì)遠(yuǎn)端吻合口以遠(yuǎn)的血管顯示優(yōu)于16層螺旋CT，且屏氣時(shí)間近乎減半，造影劑量也大大減少，更適合于搭橋血管成像。Pache等[26]對(duì)31例冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)后病人96支橋血管狹窄進(jìn)行評(píng)估，敏感度、特異度、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值分別為97.8%，89.3%，90%，97.7%。

3.4 MSCT使CT評(píng)價(jià)支架內(nèi)再狹窄（In-Stent Restenosis，ISR）成為可能

冠狀動(dòng)脈支架植入術(shù)面臨的主要問題是ISR，診斷ISR的傳統(tǒng)方法是冠狀動(dòng)脈造影，但高費(fèi)用和有創(chuàng)性限制了該技術(shù)的廣泛應(yīng)用。MSCT的空間分辨率和時(shí)間分辨率有了顯著提高，部分容積效應(yīng)產(chǎn)生的測量誤差和運(yùn)動(dòng)偽影明顯減少，使CT評(píng)價(jià)ISR成為可能。Gaspar等[27]運(yùn)用40層螺旋CT，通過觀察支架內(nèi)對(duì)比劑充盈缺損的程度來診斷ISR，以常規(guī)冠狀動(dòng)脈造影（Conventional Coronary Angiography，CCA）（>60%）為標(biāo)準(zhǔn)，其診斷ISR的敏感性和特異性分別達(dá)到了88.9%和80.6%，顯示MSCT對(duì)支架內(nèi)完全閉塞病變的診斷有良好的準(zhǔn)確性。Qhnuki等[28]用像素計(jì)數(shù)法（Pixel Count Method）在16層螺旋CT上診斷ISR的敏感性和特異性分別達(dá)到了75%和88%。由此看來，螺旋CT冠狀動(dòng)脈成像技術(shù)診斷ISR尚有一定的難度，但鑒于其較高的特異性和陰性預(yù)測值，對(duì)排除ISR仍然有一定的作用。

總之，MSCTCA是一項(xiàng)安全可靠、準(zhǔn)確有效的冠狀動(dòng)脈檢查方法，它可以清晰顯示形態(tài)與大體解剖相似的冠狀動(dòng)脈。對(duì)于顯示管壁的改變和管腔的狹窄有較好的敏感性、特異性、陽性預(yù)測值和陰性預(yù)測值。斑塊特別是非鈣化斑塊在普通插管造影中很難觀察，CT三維重建圖像可多方位、多角度觀察管壁斑塊和管腔的關(guān)系。雖然在評(píng)估鈣化、心肌橋和血管閉塞方面有所欠缺，但它作為胸悶、氣短及心前區(qū)不適癥狀等臨床疑似冠心病患者進(jìn)行冠狀動(dòng)脈造影檢查和治療，以及冠狀動(dòng)脈搭橋手術(shù)前的篩選是十分必要和可行的。隨著雙源CT、128層和256層螺旋CT等更為先進(jìn)的CT機(jī)投入臨床研究,其時(shí)間分辨率和空間分辨率不斷提高，在一定程度上克服了心臟無創(chuàng)性CT掃描所遇到的屏氣時(shí)間及心率快患者圖像出現(xiàn)的帶狀、階梯狀偽影等技術(shù)難題。技術(shù)的創(chuàng)新必然改變醫(yī)學(xué)的傳統(tǒng)思維，今后，無創(chuàng)冠狀動(dòng)脈CT血管造影有望取代有創(chuàng)的冠狀動(dòng)脈造影。

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