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1、1心电门控技术在冠状动脉中心电门控技术在冠状动脉中的应用的应用2冠心病现状 由卫生部心血管病防治研究中心编写的中国心血管由卫生部心血管病防治研究中心编写的中国心血管病报告病报告20052005是我国发布的第一部中国心血管病权威是我国发布的第一部中国心血管病权威报告，年报揭示了我国心血管病的危险因素呈明显增报告，年报揭示了我国心血管病的危险因素呈明显增长态势，人群高血压、血脂异常、肥胖、糖尿病患病长态势，人群高血压、血脂异常、肥胖、糖尿病患病率均增加。这些危险因素都是冠心病的主要影响因素率均增加。这些危险因素都是冠心病的主要影响因素, ,因此每年新发心肌梗死因此每年新发心肌梗死5050万人，现患
2、心肌梗死万人，现患心肌梗死200200万人万人冠心病已经成为威胁我国人民健康的主要疾病冠心病已经成为威胁我国人民健康的主要疾病 。 （2010年中国人群冠心病死亡年中国人群冠心病死亡趋势预测ChenJunEuro.JEpi.200621(suppl):36 ）3CT血管造影对冠脉的价值CT冠状动脉成像（冠状动脉成像（CT coronary angiography，CTCA），作为一种非侵入影像技术，），作为一种非侵入影像技术，随着成像成随着成像成功率和图像质量的提高功率和图像质量的提高，临床应用，临床应用越来越广泛。越来越广泛。是一项有潜力的冠状动脉疾患检查方是一项有潜力的冠状动脉疾患检查方法
3、。无创性法。无创性冠状动脉造影对冠状动脉造影对CT 设备硬件的基本要求是薄层、快速设备硬件的基本要求是薄层、快速( 时间分辨率高时间分辨率高) , 故国内外用故国内外用64 层及层及以上以上CT 临床应用研究较多。国内外较多文献已将其与导管法冠状动脉造影作对照研临床应用研究较多。国内外较多文献已将其与导管法冠状动脉造影作对照研究究,认为该方认为该方法能部分替代导管法冠状动脉造影法能部分替代导管法冠状动脉造影, 基本满足冠状动脉疾患初步诊断的需要。基本满足冠状动脉疾患初步诊断的需要。 CTCA正在逐步成为无创性心脏冠脉检查诊断模式，前景非常广阔，甚至可以作正在逐步成为无创性心脏冠脉检查诊断模式，
4、前景非常广阔，甚至可以作为体检项目。为体检项目。4冠冠脉脉5678910影响冠脉成像的因素影响冠状动脉影响冠状动脉CT成像的图像质量主要包括：成像的图像质量主要包括：（l）心脏搏动伪影：冠脉运动伪影是图像质量差的最主要原因。表现为血管不连续或心脏搏动伪影：冠脉运动伪影是图像质量差的最主要原因。表现为血管不连续或 阶梯样走行，边缘模糊；阶梯样走行，边缘模糊；（2）心率（）心率（HR）和心律改变：和心律改变：Beck等研究认为当患者心率为（等研究认为当患者心率为（598）次）次min时，可时，可获得较好的冠脉图像，运动伪影少，获得较好的冠脉图像，运动伪影少，HR70次次min，则图像质量明显下降。
5、患者则图像质量明显下降。患者检查前可酌情服用检查前可酌情服用受体阻滞剂以控制心率（贝他乐可）；受体阻滞剂以控制心率（贝他乐可）；（3） 血管壁严重钙化：减慢心率后，冠脉血管壁严重钙化是影响图像质量的主要因素，血管壁严重钙化：减慢心率后，冠脉血管壁严重钙化是影响图像质量的主要因素，严重钙化影响了病变程度和范围的评价；严重钙化影响了病变程度和范围的评价；11（4）呼吸伪影：）呼吸伪影：MSCT冠脉成像检查的屏气时间约冠脉成像检查的屏气时间约30 s，较长的屏气时间病人如不能较长的屏气时间病人如不能耐受会产生呼吸伪影；耐受会产生呼吸伪影；（5） 血管直径：直径血管直径：直径2.0 mm的小血管和末梢
6、血管由于受心搏的影响及对比剂充盈的小血管和末梢血管由于受心搏的影响及对比剂充盈欠佳，图像质量一般难以满足影像学诊断的需要；欠佳，图像质量一般难以满足影像学诊断的需要；（6）图像重建的心动周期：由于各支冠状动脉的运动速率不同，以右冠状动脉最快，）图像重建的心动周期：由于各支冠状动脉的运动速率不同，以右冠状动脉最快，左冠状动脉回旋支、左主干及左前降支次之，因此影像重建时固定选择心动周期左冠状动脉回旋支、左主干及左前降支次之，因此影像重建时固定选择心动周期某个时点不能提供最佳的影像质量。研究显示左前降支、左回旋支、右冠状动脉某个时点不能提供最佳的影像质量。研究显示左前降支、左回旋支、右冠状动脉分别在
7、分别在70%、60%、 40 或或30的心电相位窗上显示最佳；的心电相位窗上显示最佳；（7）对比剂的应用：对比剂的用量建议）对比剂的应用：对比剂的用量建议8020 ml，延迟时间延迟时间1235 s，注射速度为注射速度为3.55.5 mls可能获得较好的冠脉图像质可能获得较好的冠脉图像质12部分解决方法 在在CTCACTCA中，利用心电门控制技术在中，利用心电门控制技术在心脏运动最慢的时期采集图像数据，可心脏运动最慢的时期采集图像数据，可以实现抑制心脏运动伪影的目的，心电以实现抑制心脏运动伪影的目的，心电门控制技术分为前瞻性心电门控和回顾门控制技术分为前瞻性心电门控和回顾性心电门控两种。性心电
8、门控两种。13心电信号14前瞻性心电门控技术 前瞻性心电门控技术就是利用心电信号控制CT扫描，该技术早已经在EBCT和其他成像技术中应用。基本原理是在扫描过程中，同步检测患者的心电信号，通过心电信号对心脏运动期相的标记，选择适当的扫描起始时点，实现获得心脏特定期相的图像或消除心脏运动伪影的目的。15 在心电信号控制下，每个心动周期进行一次扫描，扫描模式与传统CT一样，X线发射为间断式、检查床运动为步进式。通常以心电信号的R波为参考点，确定扫描的开始时间。当检测到R波峰时，开始计数延迟时间，延迟时间结束触发扫描，扫描时间结束移床，移床距离为准直器宽度，重复上述过程完成整个心脏扫描。16确定触发扫
9、描延迟时间根据成像目的不同，可选择在心脏运动的收缩期或舒张期扫描。扫描延迟时间根据心电信号代表的心脏运动期相进行估算。一般事先根据病人心率推测R-R间期时间，舒张期（ms）=R-R间期-收缩期；收缩期（ms）=549-（2*HR）HR为心率。计算出以R波为参考点的扫描延迟时间。通常将扫描起始点选择在心脏运动的舒张中末期，这时心脏运动最慢。可以最大限度消除心脏运动伪影。17延迟时间大约为收缩期加上舒张早期时间，这一时间使扫描时间点正好落在舒张中末期，延迟时间可以使R-R间期的莫以固定时间点，即自上一个R波之后或下个R波之前某一绝对时间点，也可设定为相对值，即R-R间期的百分比数。最好为相对值，在
10、扫描过程中，病人屏气可能是心率加快，R-R间期缩短，如果固定，可能会跨越舒张和收缩两个期相造成运动模糊甚至解剖结构错位。影响图像质量。18前瞻性心电门控优缺点优点：患者受辐射剂量低是最大优点。因为是心电同步间断式扫描，移床时不产生X线。缺点：1.简短扫描，容积数据采集不连续。影响三维重建质量。2.容积覆盖速率慢，总扫描时间长，病人心率因屏气而加快，图像易受心率变化影响。193.时间分辨率有限，最高是全周扫描时间的时间分辨率有限，最高是全周扫描时间的一半，对连续运动的心脏及冠脉来说，扫描一半，对连续运动的心脏及冠脉来说，扫描时间可能跨越时间可能跨越2个个R-R间期，造成图像解剖结间期，造成图像解
11、剖结构紊乱及伪影。构紊乱及伪影。20回顾性心电门控技术回顾性心电门控技术图像重建采用螺旋连续扫描，同步记录患者新店新号，心电新号对应着相应的扫描数据，患者一次屏气完成整个心脏容积的数据采集，然后根据心电信号选择R-R间期特定时相的扫描数据重建出相应的图像。21区别前瞻：心电控制扫描。丢失心电不能扫描。回顾：伴随扫描同步记录心电信号，不干 涉扫描，丢失心电不影响扫描，但 不能重建出对应时相的图像，扫描失 败。22回顾性门控图像重建可根据患者心率选择单节段和多节段重建。前者只利用一个R-R间期内特定数据段；后者采用同一时相2个以上R-R间期，不同排列的探测器上的扫描数据。前者重建一幅图像的数据来自
12、同一个R-R间期和同一探测器排，没有时相差异和空间错位，最小的运动伪影和最高的空间分辨率，但是时间分辨率有限，且易受心率影响。23多节段重建时间分辨率高，有效抑制运动伪影，但不同R-R间期的数据节段易出现时相差，结构模糊。且不同探测器排的数据组成同一层面，空间分辨率低。目前，当患者心率低于设定时，采用单节段。高时采用多阶段，从而确保Z轴分辨率。24重建时间窗选择回顾门控重建中，选择最优化的图像重建窗，可有效抑制心脏的运动伪影。重建窗的宽度反映了数据采集的持续时间，即时间分辨率；重建窗在R-R间期的位置反映了数据采集在心动周期的时段，即心脏运动的期相。一般选在心脏舒张的中末期（最慢），可最大限度
13、的避免运动伪影。25由于左右冠脉及不同节段分布在心脏表面的不同区域，心脏各结构运动时相不一致。不同时相影响相应的冠脉节段显示。对某一支或某一节段，总存在一个运动最慢的时相。左冠前降支：R-R间期60-70%左冠旋降支：R-R间期50-60%右冠：40-50%总体：35-75%26回顾性心电优缺点优点：1.扫描得到整个心脏容积的连续数据， 重见灵活，可根据时间窗任意时相重建。2.可选择单多节段重建，实现时间分辨率最优化，使心脏运动伪影最小。3.病人屏气时间短，心率变化小。27缺点：1.辐射剂量大，高分辨率、低螺距重叠扫描，辐射剂量相当高。与传统的插管法剂量相当。2.图像质量易受心率变化影响。28
