冠状动脉CTA扫描技术.ppt

冠状动脉CT检查技术,巫溪县人民医院放射科马章翔,冠状动脉疾病(coronaryarterydisease，CAD)发病率逐年增加，致死率高，及早诊断有着非常重要的临床意义。选择性冠状动脉造影(CAG)在CAD的诊断中占主导地位，为诊断冠心病的金标准1。自从多层螺旋CT使用以来，冠状动脉CT成像已成为临床检查的重要手段2。,1HovlandA,JanlandK,WisethR.CoronaryangiographyinoctogenariansJ.TidsskrNorLaegeforen,2003;23（12）:1668-1670.2王锡明，武乐斌，李振家，等.64层螺旋CT在冠状动脉造影中的应用J.中华放射学杂志，2005；39（11）：1201-1204.,心脏形态心脏功能心肌评估冠脉成像,冠心病的无创性检查影像表现,胸部平片,超声心动,核素检查,CT、MRI,冠状动脉各级分支15段分段法3,RCA近段中段远段后降段LCA主干LAD近段中段心尖段第1对角支第2对角支LCX近段顿缘支远段侧后支后降支,美国心脏病学会,3AustenWG,EdwardsJE,FryeRL,etal.Areportingsystemonpatientsevaluatedforcoronaryarterydisease.ReportoftheAdHocCommitteeforGradingofCoronaryArteryDisease,CouncilonCardiovascularSurgery,AmericanHeartAssociation.Circulation1975,51(supple5):5-40,5,13,14,15,多层螺旋CT冠脉成像优点,其最大特点就是无创，风险小，病人容易接受；可以重复多方位观察腔内外情况；可以显示DSA无法显示的斑块，并对斑块性质作出评判；发现解剖变异，避免血管造影时的误操作；观察心肌有无梗死及室壁瘤形成；检查费用相对较低；适用于健康体检筛选，避免不必要的有创检查；还可为临床提供一些隐性患者。,一、适应证与相关准备,1.冠状动脉疾患的筛选对临床症状表现：不典型胸痛典型缺血性心绞痛症状心电图异常的受检者对进行冠状动脉造影检查犹豫的受检者2.各种血管重建术的术前定位经皮腔内血管成形术（PTCA）冠状动脉搭桥术（CABG）,3.术后复查用于PTCA及CABG等术后复查，创伤小，易耐受，检查方便。4.其他方面的检查（1）其他非冠心病的心脏手术及瓣膜置换术前了解心脏的功能情况，排除冠状动脉狭窄性疾患。（2）心脏梗死受检者稳定期的复查，了解冠状动脉解剖情况及受损害的血管数目，判断预后，指导治疗。,一、适应证与相关准备,（3）选择性冠状动脉造影前行CT冠状动脉造影，可以起到提示参考作用，特别是冠状动脉起源异常的受检者，可以减少选择性冠状动脉造影操作的危险性。,一、适应证与相关准备,冠脉CT检查的适应证,冠状动脉CTA检查与DSA检查的结果一致，箭头所示的回旋支的软斑块导致的官腔狭窄约70%。,冠状动脉CTA检查搭桥术（CABG）可以清晰显示桥血管。,一、适应证与相关准备,冠脉CTA的禁忌症,对含碘造影剂过敏II-III度房室传导阻滞，失代偿性心功能不全严重心律不齐显著心动过缓病史心源型休克严重肝、肾功能不良部分植入式心脏起博器患者部分植入式心脏除颤器患者能否作冠状动脉CTA检查取决于其ECG信号是否可以满足成像要求，以及X线是否对这些仪器的功能产生影响。,（二）相关准备1.心理干预由于受检者的心率高会影响图像质量，消除受检者的紧张情绪十分重要，检查前需要和受检者简单介绍检查的过程和可能出现的正常反应，例如对比剂注药后会出现发热的症状等，以及呼吸屏气的重要性和需要屏气的次数和检查大体时间，消除受检者的畏惧心理，有利于对心率的控制。,一、适应证与相关准备,2.心率控制通常256层CT以上机型基本不用控制心率，对于心率高于90次/分的可以适当控制；64层CT的机型心率需要以控制在低于70次/分以下。,一、适应证与相关准备,对于基础心率过快的受检者可使用受体阻滞剂，如倍他乐克等，服用方法：于检查前1020min口服12.550，建议酌情逐渐加量服用，并对低血压受检者时刻监测血压，测量心率下降后再进行检查；对于硝酸甘油的服用，有学者称可以扩张血管，提高斑块的显示，但也有学者提出会影响冠状动脉正常状态的观察。,一、适应证与相关准备,心脏成像原理心动周期-心脏的运动具有规律性,收缩期,收缩期,舒张期,心动周期的概念,一、适应证与相关准备,心脏成像原理心动周期-心脏的运动具有规律性,心脏在一个RR间期中，其运动的相对速度是不同的，只有在其相对静止的时间窗内（时间窗的位置称为时相）采集和重建，才能尽可能避免产生运动伪影，得到诊断用图像。,一、适应证与相关准备,3.呼吸训练检查前训练受检者做深吸气、屏气及呼气动作。呼吸训练时需要确定检查者是否能屏住气，可通过观察腹部的运动或者用手放到检查者胸前确定。一般经过训练，受检者的屏气时间可以大大延长，可在扫描过程中保持屏气不动。,一、适应证与相关准备,4.安装心电图电极冠状动脉CT扫描需与心电门控相结合，这样可获得清晰可靠的冠状动脉图像。心电极的安装可以使用三个电极，RA和LA电极分别置于右侧和左侧的锁骨陷凹处，LL电极置于左侧肋下缘肋间隙上。也有设备使用四个电极，RA和LA电极分别置于右侧和左侧的锁骨陷凹处，LL电极置于左侧肋下缘肋间隙上，RL电极置于右侧肋下缘肋间隙上。,一、适应证与相关准备,电极片需要在上臂上举后粘贴，并且需要避开骨头，否则会降低心电波形或得到不稳定的信号。,一、适应证与相关准备,冠状动脉CTA检查电极体表位置图,RL,三电极接法,四电极接法,一、适应证与相关准备,（一）常规平扫【扫描体位】受检者仰卧，头先进，两臂上举抱头，身体置于床面正中，侧面定位像对准人体正中冠状面。【扫描方法】1.定位像常规扫描胸部前后定位像和侧位定位像，双定位有利于将心脏图像定位到显示野中心。,二、检查技术,2.扫描范围根据检查的需要扫描的范围有所不同。（1）常规冠状动脉CTA扫描从气管隆凸下到心底，包括整个心脏。（2）CABG术后复查，搭静脉桥的，扫描范围从主动脉向下到心底，包括整个心脏大血管。（3）CABG术后复查有动脉桥的，扫描范围需要从锁骨向下到心底，包括整个胸骨，心脏大血管。,二、检查技术,冠状动脉扫描的不同计划线设置,二、检查技术,3.扫描参数（1）平扫小于等于2.5mm层厚，2.5mm间距，显示野25cm，120KVp，选择ECG前瞻门控扫描，显示野固定不动。平扫可以解决三个问题：第一，观察扫描范围是否合适，如果不合适，可在增强扫描时适当调整；第二，进行钙化积分的计算或者进行冠状动脉钙化的观察和评价；第三，观察检查者是否能配合屏气。,二、检查技术,（2）冠状动脉CT血管造影51mm层厚，0.51mm扫描间距。使用ECG门控扫描方式进行扫描（表3-18）,二、检查技术,表3-18冠状动脉CTA常规平扫参数,二、检查技术,冠状动脉扫描对比剂增强效果的演变（a.4层螺旋CT检查时对比剂的增强效果，右心房和心室内有大量对比剂的高衰减伪影b.16层螺旋CT扫描的心脏，由于使用了盐水推注，右心的高衰减伪影明显减少c.早期64层螺旋CT的心脏图像，由于使用的对比剂更少，扫描时间更短，右心被盐水冲刷的更明显d.现在认为的理想的心脏图像，左心强化明显，右心有适当强化，室间隔显示良好，肺动脉强化不明显）,（二）增强扫描,二、检查技术,（二）增强扫描,二、检查技术,生理盐水的使用可以增加冠脉的增强值以及增强持续的时间，同时可以减少肺动脉增强时间并减少上腔静脉的高衰减伪影，盐水推注可以代替部分对比剂的效果，减少对比剂总量的使用。,1.生理盐水的推注,二、检查技术,1.生理盐水的推注,二、检查技术,2.对比剂注射方案设定对比剂的浓度通常使用350370mg/ml，要达到理想的冠状动脉CTA检查的增强效果，需要使用双筒高压注射器，配合盐水的使用，有两种对比剂注射方案单流速三期和双流速：（1）单流速三期：单流速45ml/s的流速，第一期对比剂5060ml，第二期，盐水1620ml，第三期使用对比剂-盐水混合（混合比为60%：40%）。（2）双流速：双流速第一期45ml/s的流速注射,二、检查技术,5060ml的对比剂加盐水推注1620ml，第二期使用2.53.5ml/s的流速注射57ml对比剂加25ml盐水推注。增强根据扫描时间需要10s的对比剂团注，但是随后的肺循环可以用盐水代替并且使肺动脉的增强效果降低，最后需要强化右心并且盐水冲刷上腔静脉，单流速使用盐水和对比剂混合注射，将对比剂在针管中稀释，而双流速是将对比剂流速减少让对比剂在血管中稀释，方法不同但效果一致。,二、检查技术,3.根据体重确定对比剂速率由于冠状动脉的强化保持在300350HU为最好的观察效果，可根据体重来选择对比剂注射速率。0.7ml/kg的对比剂总量然后选择10s的团注时间窗后，总量1/10就是流速。,二、检查技术,可以按照分段选择的方法，体重60kg，速率选择3.5ml/s，并适当减少对比剂的总量，可以减少对比剂渗漏，过敏以及肾功能损伤的风险。体重60kg且75kg，速率选择4ml/s，体重超过75kg，速率为5ml/s。,二、检查技术,4.扫描延迟时间冠状动脉CTA扫描延迟时间的确定非常重要，经验时间是延迟2530s启动扫描。通常选择测定靶血管内对比剂峰值变化来选择适当的扫描启动时间，方式有两种。如果要进行CABG术后复查，扫描范围增大的扫描时，需要提前计算好延迟时间23s启动扫描。,二、检查技术,1.小剂量同层扫描时间曲线测定法（Test-Bolus）：用1020ml对比剂使用心脏增强的速率进行由肘静脉注射，注药后延时812s开始在升主动脉层面连续扫描，测量升主动脉作为感兴趣区的随时间变化的。此时靶血管内对比剂的浓度由低向高迅速增加，连续扫描至目标血管的对比剂浓度下降到接近正常浓度时中止扫描。,扫描延迟时间的方法,二、检查技术,将所获得的连续图像用软件进行分析，得到靶血管的时间密度曲线及平均峰值时间。根据平均峰值时间适当增加34s，设定为扫描开始的延迟时间。,扫描延迟时间的方法,二、检查技术,冠脉CTA延迟时间设定（在升主动脉根部设置感兴趣区作为监测点观察得到的峰值曲线，并增加34s得到延时时间的计算）,二、检查技术,2.实时血流检测法（Bolus-Tracking）：设定升主动脉根部层面（气管隆突下1cm）作为连续曝光层面，并选择降主动脉作为观察感兴趣区，注射对比剂后，810s后，连续曝光采用实时观察感兴趣区对比剂CT值上升情况，当CT值达150HU预定值后，自动或手动触发扫描。,二、检查技术,Bolus-Tracking的方法实时监测达峰时间,二、检查技术,这两种方法都可以达到较好的增强效果，相比较，Test-Bolus检查时间长，还需要计算，但是优点是比较可靠和准确，同时小剂量的注射可以观察检查者是否能配合增强检查，是否会出现副反应。Bolus-Tracking简单，省时，但是只有一次机会，容易造成检查失败。,二、检查技术,（三）ECG门控扫描方式冠状动脉CTA检查由于需要扫描不停运动中的心脏，所以需要较高时间分辨力来“冻结”运动的心脏和冠状动脉，由于心脏是根据ECG进行的有节律的重复运动，所以根据ECG可以有效相对静止的心脏时相来进行扫描。常规扫描方式有两种，ECG前瞻门控扫描（序列扫描）和ECG回顾门控扫描（螺旋扫描）技术来完成检查。,二、检查技术,回顾性ECG门控扫描,64排CT单圈覆盖4cm,二、检查技术,前瞻性ECG门控扫描,64排CT单圈覆盖4cm,二、检查技术,前瞻性ECG门控扫描,256排CT单圈覆盖16cm,二、检查技术,三、图像处理,（一）心电编辑ECG回顾门控扫描由于记录了ECG信号和原始数据，所以当ECG信号不理想时，可通过对ECG信号进行编辑来补救一些图像质量较差的扫描。多层螺旋CT心电图编辑方法有消除（delete），忽略（disable），插入（insert），R波偏移（ShiftR-peak）等，对于有严重心率不齐的受检者，可联合使用多种心电图编辑技巧，最终获得理想的冠状动脉图像。,冠脉CTA心电图编辑（编辑前，由于心电图二联律，无法获得足够的数据重建图像，经过删除添加新的起搏点获得足够重建的数据，图像质量明显改善）,三、图像处理,（二）图像的显示和摄影平扫的窗宽为250350HU，窗位为3545HU，增强扫描的窗宽600800HU，窗为300400HU。总之，将增强的冠状动脉的CT值作为窗位，适当调整窗宽，达到冠状动脉为灰色，钙化为白色，软斑块为黑色。,三、图像处理,钙化,冠脉,软斑块,三、图像处理,（三）冠状动脉重建时相的选择心率决定冠状动脉的重建时相，通常来说，对于64层螺旋CT来说，由于有限的时间分辨力，心率小于65次/分，在舒张末期即75%80%时相，右冠状动脉和左冠状动脉都可以个得到很好显示，但当心率在7080次/分时，右冠状动脉的最好时相为45%50%，而左冠状动脉为75%。,三、图像处理,（四）三维重组后处理由于冠状动脉走行不规律，所以三维重组对于冠状动脉的诊断非常重要。常规三维重组的方法有：1.整个心脏冠状动脉的VRT重组，用于显示冠状动脉的开口，起源，和大体解剖并帮助对冠状动脉进行命名。2.冠脉树的VRT和MIP，观察冠状动脉的走行狭窄以及钙化，也可使用薄层MIP来进行重组。,三、图像处理,3.曲面重组（CPR），这是观察冠状动脉狭窄情况的主要方法，配合横断位以及长轴位可以较准确的评估狭窄的程度。特别是对于50%的狭窄，与DSA相比，其准确性达到98%。,三、图像处理,冠脉CTA重建图像（a.显示整个心肌和冠脉的VRTb.显示冠脉树的VRTc.显示冠脉树的MIPd.显示前降支的CPRe、f.显示冠脉狭窄处的横断位测量）,三、图像处理,（五）心肌灌注成像心肌灌注成像的扫描方式同冠状动脉CTA，需要对比剂的总量超过50ml，通过对增强后的心脏反复扫描得到心肌灌注的数据，在CT工作站上使用心肌灌注软件进行分析，软件在确定左心室内外膜边界后可自动计算出各个心肌节段的透壁灌注指数（transmittalperfusionratio，TPR）。,三、图像处理,TPR定义为每个节段心内膜下1/3心肌的CT值与相应层面整个心外膜下1/3平均CT值的比较。并可根据TPR自动生成彩色心肌灌注图。,三、图像处理,心肌灌注成像（受检者58岁，男性，运动后胸痛就诊，有家族心血管病史，a.所示第二对角支狭窄b.所示后侧支狭窄C.所示钝圆支狭窄d.所示前降支狭窄，并且可以看出心肌灌注成像相对应的区域持续性缺血表现）,三、图像处理,（六）左心室的功能分析通过回顾性心电门控扫描，可以重建出心脏舒张期和收缩期的两个时相的图像，在CT后处理工作站，选出左心室容积最小的时相作为收缩期，左心室容积最大的作为舒张期，以主动脉瓣为界，选出左心室的容积，还需要人工确定左心室的边界。,三、图像处理,确定后可以计算出舒张末容积（EDV），收缩末容积（ESV），每搏输出量（SV）和射血分数（EF），与超声心动比较有较好的一致性，但超声心动简单且无需使用对比剂，作为常规临床应用方面有不可替代的作用。,三、图像处理,后处理软件自动计算出左心室的EDV和ESV，以及EF值,三、图像处理,四、冠状动脉CTA的质量控制,（一）对于心率过快采取的方法1.检查时心理紧张，扫描过程中出现心率不稳定，心跳突然加快，导致冠状动脉成像质量欠佳，因此需要检查前与受检者充分沟通，缓解紧张情绪。2.尽量缩短扫描时间，避免受检者因屏气时间过长和对比剂用量过大造成心率增快。3.应用受体阻滞剂可以适当降低心率。,四、冠状动脉CTA的质量控制,4.应用双扇区重建法，可以获得不同旋转时间的时间分辨力-心率曲线，根据小剂量试验和屏气训练时的心率变化预测受检者在检查中可能出现的心率，找到可能获得最高时间分辨力的球管旋转时间，以获得最佳扫描效果。,5.对于过快心率，可以使用变速扫描技术，即随心率的增快而增加螺距和床速，使扫描速度与心率匹配，得到最佳影像质量。6.为了获得清晰的横断面图像，冠脉成像均需要选择心脏舒张中期或收缩中末期进行成像。对于过快心率，需将扫描原始数据按心动周期的不同相位窗进行横断面重建，寻找显示最清晰的冠状动脉不同节段的最佳相位窗，然后对相应横断面进行三维重组。,四、冠状动脉CTA的质量控制,7.为了提高时间分辨力常常需要使用半扫描重建技术或多扇区重建技术，当扫描速度和心率达到最佳匹配关系时，应用多扇区重建算法能够得到最小的扇区角度，明显提高X-Y轴的时间分辨力，可以改善心率过快对图像质量造成的影响。,四、冠状动脉CTA的质量控制,（二）对于心律不齐造成图像质量的下降，采取的方法：1.使用绝对延迟方法重建，由于R波后紧邻时相为收缩期，受心律变化影响较小，进行收缩末期重建可获得错层伪影较小的图像。2.对冠状动脉进行分段分时相重建可以获得冠状动脉各个分支不同相位窗的清晰图像。,四、冠状动脉CTA的质量控制,3.使用横断面重建不同触发单位进行图像重建，可部分改善图像质量：百分比法是一种以心动周期