多层螺旋CT在冠心病中的诊断价值

冠状动脉血管造影(DSA)一直都是确诊冠心病的“金标准”,能反映血管形态改变的动态信息,图像清晰,细小的血管分辨率高^[1],但DSA为有创检查,仅显示管腔投影,无法对管腔结构进行评价,对冠脉内偏心性斑块难以准确反映,对轻度粥样硬化斑块容易漏诊。接受常规冠脉造影的患者只有约1/3进行了介入操作，大多数仅仅为了诊断就不得不接受这一有创检查。伴随多层螺旋CT(multi-slice spiral CT,MSCT)独具的亚毫米扫描、精确心电监视、特殊亚段螺旋插入重建技术等手段的问世，真正意义上的冠脉CT成像使冠心病无创检查得以实现。本文旨在讨论多层螺旋CT在冠心病中的诊断价值.

据文献报道，1999年欧洲做导管法冠状动脉造影的120万例病人中，仅有28%的病人做介入治疗（经皮冠状动脉球囊成形术和/或支架置入术），72%病人的冠状动脉正常或冠状动脉病变不适于介入治疗。由此可见，临床上急需一种安全、可靠和无创伤的影像学方法用于冠心病的诊断和介入治疗的筛选。

1.方法 使用16层MSCT扫描仪。心脏检查扫描条件：140kV,200mAs,0.5s，层厚为1.25 mm，间距为1.25mm，采用心电门控技术。R-R间期的75%相位重建。静脉内团注碘海醇150ml，注射流速3-4ml/s.将原始数据传输到AW4.1工作站，利用最大密度投影法、血管曲面重建、容积重建及仿真内镜方法对心脏及冠状动脉进行重建。

2.MSCT的技术优势
2.1空间分辨率 在MSCT扫描中，探测器单元的最小厚度是决定纵向分辨率的关键因素.16层MSCT探测器最小宽度为0.5～0.75mm,也就是说16层MSCT实现了真正的亚毫米扫描，因此Z轴上的空间分辨率得到了极大的改善，减小了部分容器效应，提高了对细微结构的分辨能力。另外，近年来提出了各向同性采集的概念，即数据采集的最小体素为一立方体。对16层MSCT而言，由于扫描层厚很薄，当采用512×512的矩阵及适当的FOV扫描时，即可实现各向同性体素采集。其最大优点在于使多平面法（MPR）重建出的图像具有轴位图像一样的空间分辨率，三维图像（表面遮盖成像(shaded surface display, SSD)、最大密度投影(maximun intensity projection, MIP)、容积重建(volume rendering, VR)）更加平滑细腻，基本上消除了阶梯状伪影，有利于显示冠状动脉及其细小分支。
2.2时间分辨率 由于冠状动脉较细，走行迂曲，加之受心脏搏动的影响，CT冠状动脉成像不仅要有良好的空间分辨率，对时间分辨率要求也较高^[2]。心率的变化使得心动周期时间不一致，心脏重建时不同心动周期的同一时间点（标准为R-R间期的75%）心脏所处的相位发生改变，出现冠状动脉中断或错位现象，研究表明心率在50～59次/分时冠状动脉显示为最佳^[3]。
2.3纵向覆盖范围 16层MSCT有16个数据通道，球管绕人体旋转一周，在相同的时间和层厚的情况下，Z轴方向的覆盖范围是单层SCT的数倍，因此特别适合冠状动脉成像所要求的薄层、大范围短时间扫描。一般说来，在做冠状动脉成像或冠状动脉钙化积分时，扫描范围大约在100～120mm,扫描时间约需10～18s，病人一次屏气即可完成。纵向覆盖范围公式C=N·P·S·T/R来计算，式中C为一次连续扫描纵向覆盖范围，N为数据通道数，P为螺距，S为层厚，T为总的扫描时间，R为球管绕人体旋转一圈所需的时间。根据机器条件及病人状态可适当调整上式中的某些参数，达到最佳组合，获得满意的图像质量。
3临床应用
3.1 MSCT对冠状动脉狭窄的显示情况 由于16层MSCT硬件技术的改进，加之针对心脏检查的专用软件，空间分辨率及时间分辨率都明显提高，完全避免了呼吸伪影，心脏运动伪影也减到了最低，图像质量得到了极大改善，不仅可以显示冠状动脉、心腔和瓣膜等形态结构，并且可鉴别出冠状动脉软斑块、纤维斑块及钙化斑块，特别是在显示含脂肪的软斑块方面具有明显优势^[4、5]。在显示冠状动脉节段方面，16层MSCT可显示冠状动脉主干、左前降支、对角支、左回旋支、钝缘支及右冠状动脉。

3.2 16层MSCT对冠状动脉狭窄及钙化的评价  MSCT（4层或8层）扫描用于诊断冠状动脉疾病已有较多文献报道^[6-10] ，显示血管狭窄的敏感度大约在40～91%之间，特异度在71～97%。16层MSCT因其空间分辨率和时间分辨率得到较大改善，在显示冠状动脉较小分支上具有优势，显示冠状动脉狭窄的敏感性及特异性也有提高。

有研究显示^[11]，70例病人的866个冠状动脉节段中，CT图像质量能满足影像学评价为680段（占78.5%）。左冠状动脉主干、前降支各段、对角支、回旋支近段和右冠状动脉近段的CT图像质量大多能满足对其管腔的评价，占82.8～94.3%；回旋支远段、钝缘支、右冠状动脉中、远段以及后降支和后侧支的CT图像质量受心脏搏动的影响较大，能满足影像学评价的比例偏低，占61.8～71.4%，这在一定程度上限制了该检查方法在临床上的应用。
由于临床上对内径＜2mm的冠状动脉远段或分支病变一般不给予介入治疗，故研究^[11]采用MSCT评价内径≥2mm的左冠状动脉主干、左前降支、左回旋支和右冠状动脉及主要分支血管近段，并与导管法冠状动脉造影对照，结果显示，对于能满足影像学评价的冠状动脉节段而言，MSCT显示冠状动脉中度或中度以上狭窄（≥50%）的敏感度和特异度分别为85.9%和96.9%，阳性和阴性预测值分别为80.9%和97.9%；MSCT显示冠状动脉高度狭窄（≥75%）或闭塞的敏感度和特异度分别为90.9%和98.9%，阳性和阴性预测值分别为85.7%和99.3%。

由此可见，在冠状动脉CT图像质量能满足影像学评价的情况下，MSCT对显示有临床意义的冠状动脉狭窄（≥50%）具有优良价值，基本能满足冠心病初步诊断的需要。另外，MSCT对冠状动脉中、高度狭窄或完全闭塞的阴性预测值很高，有助于避免冠状动脉正常或不需介入治疗（指无临床意义的冠状动脉狭窄）的病人做有创性的导管法造影检查，基本能够满足冠状动脉病变介入治疗筛选的需要。

4．MSCT对冠状动脉成像的影响因素

4.1心率 患者心率的快慢对冠状动脉成像效果的影响至关重要^[12]。心率一般以50～70次/分为宜。心率过快，会出现冠状动脉的中断或阶梯状的伪影，成像质量差；心率过慢，则冠状动脉内的对比剂可能充盈欠佳。故扫描前应先详细询问病史，测量患者的血压和心率。若患者心率＞70次/分，无药物禁忌，可口服倍他乐克20～25mg,20分钟后进行检查。

4.2扫描参数 包括准直器宽度、重建层厚、重建间距、螺距及球管旋转速度。一般情况下应选择最小的准直器宽度，可以获得最大的Z轴分辨率。为了显示冠状动脉的细小分支，应选择重建的最薄层厚；对于重建间距，一般选择层厚的50%，可以获得最佳三维图像。重叠重建可以减少阶梯状伪影，使图像边缘更光滑。螺距为0.25可以使得心脏的某一层面多次获得扫描数据，有利于在回顾性心电门控重建时提取所需要的数据。选用最快的球管旋转速度可提高图像的清晰度。

4.3对比剂注射流率和总量 对比剂注射流率一般为2.5～3.ml/s,若太慢，则无法使冠状动脉内对比剂达到最高浓度，小的分支显影差，而且还会受到静脉的干扰。若太快，则腔静脉和心室浓度太高，会影响冠状动脉主干的显示^[13]。对比剂总量一般为100～120ml。理论上对比剂注射时间等于扫描时间，如果对比剂总量太少，则冠状动脉内对比剂难以达到高峰，使冠状动脉显影效果差。

4.4患者呼吸训练 扫描前先对患者进行呼吸训练，可以使患者屏气时间延长，并保持在整个过程中屏气不动^[14]。一般屏气18～30s可以完成扫描。患者若扫描过程中出现呼吸现象，则心脏会出现移位，导致冠状动脉的主干和分支的中断、移位或错位。

4.5扫描延迟时间 是冠状动脉造影成功的关键因素^[13]。不同的患者，由于身体各方面的差异，导致体循环时间不一样，这样对比剂到达冠状动脉并出现峰值的时间也不一样。为了使冠状动脉内对比剂充盈的高峰位于扫描时间内，必须对每一例患者进行小剂量测试，方法是将20ml对比剂注入患者体内，延迟12～16s后在主动脉根部进行同层动态扫描，然后计算出对比剂充盈的时间，并相应延迟1～2s作为冠状动脉内对比剂充盈的高峰时间，此时间即扫描延迟时间，一般扫描延迟时间在18～30s之间。

4.6后处理时相的选择 MSCT使用回顾性心电门控进行数据收集，能采集到整个心脏在某个同一心动时相的扫描数据，利用此数据可以重建出冠状动脉完整连续的三维图像^[15]。

MSCT不仅可以显示冠状动脉管腔的狭窄，还可清楚显示血管壁的粥样硬化改变，有助于发现早期的以及未引起管腔狭窄的粥样斑块，而这种病变在常规冠状动脉造影中很容易被遗漏。另外，冠状动脉斑块的稳定性已被证实与急性冠脉事件的发生密切相关，MSCT就可根据CT值的不同对冠脉斑块的成分进行评价，间接提示斑块的稳定性，预防无症状患者发生心脏猝死，从而弥补了常规冠脉造影在评价斑块稳定性方面的不足。

MSCT自应用于临床后，越来越显示其优越性，它不仅可以显示冠状动脉的主干及其二、三级分支的狭窄情况，而且对冠状动脉钙化很敏感，可对冠状动脉的钙化做积分评估，另外对非钙化的斑块亦有很高的检出率，并可以确定其位置、形态、大小及空间关系。与选择性冠状动脉造影相比较，MSCT除对冠状动脉的钙化更敏感外，还可以多角度显示冠状动脉的主干及其各大分支，能区分各种斑块的性质，而且其费用低，风险小，对冠状动脉近中段病变的检出率基本一致。与电子束CT（EBCT）相比，MSCT图像的信噪比更高，图像更清晰^[16]。但MSCT目前仍有一些缺点，主要是其成像质量受患者的心率及其他多种扫描因素的影响，表现为重建的三维图像有时会有轻微的阶梯状伪影，冠状动脉远心端的血管由于对比剂充盈欠佳而显像不好，对轻度狭窄的病变检出率不高，特别对于一些心率不齐的患者，即使心率不快，但由于采样不处于同一个心动周期的同一时相，因而会形成造影图像的阶梯状伪影。

冠状动脉病变的无创影像学诊断倍受重视。EBCT和MRI已被初步用于冠心病的诊断研究。前者的时间分辨率（50～100ms）较高，但空间分辨率偏低，仅能用于冠状动脉近段或近中段的评价。后者可显示冠状动脉近段或近中段并可评价其狭窄程度，但各研究报道的诊断准确性相差较大，其优点是在评价冠状动脉的同时还可检测心室功能、心肌灌注和冠状动脉血流等，但该技术仍受空间分辨率的限制，而且检查时间较长。目前，对于冠状动脉管腔的评价而言，上述两种方法的临床应用限度仍较大。

冠状动脉钙化被认为是冠状动脉粥样硬化的标志之一，MSCT对钙化较敏感。研究表明，冠状动脉的钙化程度与冠状动脉的狭窄程度相关^[17]，在正常胸部CT扫描中以老年男性人群常见冠状动脉钙化灶，但无冠心病的明确症状，故可以认为钙化的出现并不等于有狭窄的出现。冠状动脉狭窄的发现是冠心病的直接证据，研究发现对冠状动脉狭窄的敏感性和特异性（以管腔的50%为狭窄）分别为82%和93%^[12]。
    近年来，MSCT在全世界的应用越来越广泛，其优越性已得到公认。秒级SCT已被广泛应用于临床，但受其时间分辨率的限制，不适于评价冠状动脉病变。1998年应用于临床的亚秒级（0.8s）MSCT与回顾性心电门控结合应用，CT图像可在较短的相位窗内获得，已被用于显示和定量评价冠状动脉钙化。最新一代MSCT实现了0.5s的螺旋扫描，与回顾性心电门控技术结合应用并通过图像后处理技术可较好地显示冠状动脉，而且在冠状动脉病变的诊断方面正处于由亚临床向初步临床应用过渡的阶段。
    尽管有创性的导管法造影对冠状动脉管腔的评价具有优良价值，但对心脏和大血管解剖结构的显示不如MSCT。MSCT冠状动脉成像属于无创性成像技术，病人无痛苦，检查费用相对低廉（是导管法冠状动脉造影费用的1/4～1/3）。另外，MSCT对心脏和大血管解剖结构的显示优良，能为临床提供更多的诊断信息。但是目前，MSCT冠状动脉成像尚不能完全取代导管法冠状动脉造影。冠状动脉运动（运动伪影）是影响其CT图像质量和管腔定量评价的主要因素，所以，提高MSCT的时间分辨率是关键。另外，有效控制被检者的心率以及对冠状动脉图像重建的相位窗进行优选也是改善冠状动脉CT图像质量的重要手段。
总之，MSCT用于冠状动脉管腔的评价只是刚刚起步，随着MSCT软、硬件技术的改进和时间分辨率的提高，可以预期，该方法在冠心病的初步诊断和介入治疗筛选等方面的临床应用将逐年增多。

目前，在世界范围内冠心病是威胁人类健康的主要因素之一，也是死亡率最高的疫病之一。在发生心肌梗塞之前早期发现冠状动脉粥样硬化，有助于该病的及早预防及治疗。自MSCT应用以来，已经成为冠状动脉粥样硬化性心脏病的重要检查手段，它对冠状动脉早期病变无创性诊断具有重要意义^{[18 19]}。MSCT 已部分取代传统X线选择性冠状动脉造影（SCA），极有可能成为冠心病的一种常规检查手段^[20-22]。

 

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