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[摘要]目的初步评价在冠状动脉CTA扫描中智能期相技术自动选取最佳期相与手动选取最佳期相的一致性。方法对100例疑诊冠心病患者行冠状动脉CTA，检查时开启智能期相技术，自动获取一组最佳期相轴位图像，同时手动选取一组最佳期相轴位图像，比较两组期相选择的一致性（期相差≤±2%为一致，期相差＞±2%为不一致）。记录患者体重指数、心率、CT值、客观噪声、辐射剂量。对最佳期相图像进行三维后处理及主观评分。结果83例（83%）智能最佳期相与手动选取一致；17例不一致，其中8例重建图像的主观评分差异较小，能满足诊断要求，9例智能期相失败（其中3例高心率，2例房颤，4例早搏）。在9例智能期相失败的患者中，每例至少有一支血管的重建图像不能达到诊断要求，而经手动选取最佳重建期相进行三维重建后，达到图像质量要求。结论智能期相技术选择最佳期相与手动选取最佳期相具有较好的一致性，可有效简化重建流程，提高工作效率，同时获得较高质量的冠脉CTA重建图像。

[关键词]冠状血管；心脏成像技术；图像重建；辐射剂量；图像质量

引言

冠状动脉CTA（Coronary Computed Tomography Angiogram，CCTA）检查在临床工作中操作简便并具有较高的诊断准确性，现广泛应用于冠心病检查[1-4]。随着CT技术的不断发展，高时间分辨率宽体探测器CT结合智能期相技术使CCTA检查更加简便，但对全新智能期相识别技术的准确程度尚未见相关报道。因此本研究对智能期相技术自动选取最佳期相与手动选择的一致性进行评估，从而初步了解在CCTA检查中使用智能期相技术的可靠性。

1 材料与方法

1.1 一般资料

自2016年12月5日～23日对我院100例临床疑诊冠心病患者行CCTA扫描，其中男性43例，女性57例，平均年龄（62.59±13.53）岁。扫描时对患者心率及心律未作要求。记录患者身高、体重，计算体重指数（Body Mass Index，BMI），BMI=体质量/身高2（kg/m2），并记录检查时患者心率。

1.2 仪器与方法

采用GE Revolution CT机，扫描范围覆盖全部心脏区。根据心脏体积轴位扫描Z轴扫描范围选择120、 140和160 mm的准直宽度。重建层厚0.625 mm，间隔0.625 mm。迭代重建（ASIR-V）权重选择60%[5-6]。重建矩阵为512×512。管电压120 kV，自动管电流调制技术，电流选择范围200～700 mA。预设噪声指数（Noise Index，NI）为22。机架旋转速度0.28 s/rot。开启智能期相功能，可直接自动选取扫描期相宽度中的最佳期相进行轴位图像重建，同时开启冠状动脉追踪冻结技术（Snapshot Freeze，SSF），以提高时间分辨率至29 ms[7-8]。采用自动门控技术，在扫描前记录10 s的心电图，根据心率情况选择相应期相范围进行扫描（表1）。

表1 自动门控技术根据心率自动选择的扫描期相

注射对比剂碘普罗50 mL（370 mg I/mL，流率5 mL/s，之后注入生理盐水40 mL（流率5 mL/s）。采用对比剂跟踪技术，感兴趣区（Region of Interest，ROI）设定为气管分叉层面的升主动脉。ROI内CT值增加达到150 HU后自动触发并延时6 s开始扫描。

1.3 图像后处理

检查时开启智能期相技术自动获取一组最佳期相的轴位图像，同时利用原始数据按照2%的期相间隔进行图像重建，由两位具有5年CCTA诊断经验的医师从中手动选取一组最佳期相的轴位图像。两组最佳期相比较，期相差≤±2%为一致，期相差＞±2%为不一致。选择期相一致的，直接将所选期相经冠状动脉追踪冻结技术SSF处理后传至ADW4.6工作站；不一致的，分别对两组最佳期相图像进行冠状动脉SSF处理后传至ADW4.6工作站。应用最大密度投影（Maximum Intensity Projection，MIP）、曲面重建（Curved Planar Reformation，CPR）和容积重建（Volume Rendering，VR）进行三维图像后处理。

1.4 图像质量评价

采用美国心脏病协会推荐的冠状动脉15分段法，评价血管直径＞1.5 mm的节段。由两位具有10年以上放射科工作经验的医师根据4分制进行评估。1分：差，无法满足诊断要求；2分：一般，冠状动脉造影剂浓度、伪影或噪声对血管影响较大，尚能满足诊断要求；3分：良好，图像质量较好，冠状动脉无伪影，噪声或对比剂浓度对图像略有影响，能满足评价血管的诊断要求；4分：优，冠状动脉轮廓清晰，图像质量优异。

于主动脉根部中央密度均匀区域，标注圆形ROI，面积190～200 mm2，测量其CT值作为图像信号，标准差（Standard Deviation，SD）即图像的客观噪声，并计算信噪比（Signal-to-Noise Ratio，SNR），SNR=CT值/SD。

1.5 辐射剂量

根据剂量报告记录剂量长度乘积（Dose Length Product，DLP），计算有效剂量（Effective Dose，ED），ED=DLP×0.014[9]。

1.6 统计学分析

应用SPSS 20.0统计软件进行数据分析。采用Mann-Whitndy U检验比较智能及手动选择期相后重建图像的主观评分结果。两位评分者之间的一致性采用 Kappa分析：κ＜0.40为一致性较差，0.40≤κ＜0.75为一致性中等，κ≥ 0.75为一致性较好。

2 结果

2.1 一般情况

对所有患者均顺利完成CCTA检查。患者平均BMI为（25.45±3.96）kg/m2，平均心率（66.02±13.41）次/min，4例心动过速（HR＞100次/min），房颤4例，早搏5例。ED为（2.59±0.77）mSv。

2.2 图像质量

100例患者图像的平均噪声为（27.08±5.59） HU，平均SNR为16.89±3.76。智能期相及手动选择期相重建图像的主观评分见表2～3。左冠状动脉前降支的平均主观评分为3.52，左旋支为3.43，右冠状动脉主干为3.77。

2.3 智能期相及手动期相选择

83例智能期相技术自动选择的最佳期相与手动选取的最佳重建期相完全符合，两者一致率达83%（83/100），且重建图像质量好（图1）。17例期相差超过±2%，其中8例重建后图像评分差异较小（表2），图像主观评分无统计学差异（P=0.149），且均能满足诊断要求。9例智能选择的期相图像经重建后至少有一支血管的图像主观评分不能达到诊断要求（表3，图2），但经手动选取的期相重建图像达到诊断要求（图3），其智能与手动选择期相后重建图像主观评分存在统计学差异（P＜0.001）。上述9例患者中，3例高心率，2例房颤，4例早搏（图4）。观察者两者主观评分一致性中等（κ =0.67）。

表2 智能期相及手动选择期相的一致性及各冠脉分支主观评分 (分)

表3 9例智能期相失败患者的智能期相及人手动期相

3 讨论

运动伪影是影响CCTA检查成功率及图像质量的重要因素。既往研究表明，冠状动脉各个分支的运动模式不尽相同，处于相对静止的期相也并不相同，只有合理选择扫描中最佳期相进行三维重建，才能得到优质的CCTA图像[10-12]。本研究中使用的GE Revolution CT拥有0.28 s的高转速、16 cm的宽体探测器，可使心脏扫描全部在一个心动周期内完成，而其所具有的智能期相技术可在扫描期相中以1%的期相间隔自动进行筛选，直接重建出最佳期相；据此同时采用冠状动脉追踪冻结技术SSF可进一步提高时间分辨率，对可能产生的运动伪影加以校正。这些新的技术为CCTA检查获取较高的图像质量提供了充分的技术保证[13-15]。

本研究中利用智能期相技术自动选择的最佳期相与手动选取的最佳期相的一致率达到83%，且冠脉各分支也分别获得了较好的主观评分，其中左冠前降支的平均得分为3.52，左旋支3.43，右冠3.77。8例智能选择的最佳期相与手动选择的最佳期相具有差异，但图像的主观评分差异较小，能满足诊断要求。二者合计，本组智能期相技术的临床成功率达到91%。

不同于以往的自动期相选择方法，智能期相技术不是根据心电图的变化选择重建期相图像。而是通过对图像结构进行处理，识别出冠状动脉的各个分支，对不同期相各层面中血管的形态和边缘锐利程度进行评估，通过对冠状动脉各分支各期相的图像质量评估，选取相对兼顾各个分支的最佳期相[16]。因此，在受到房颤早博等因素干扰时，由于冠状动脉各个分支相对静止的时间重合较短，易造成智能选择最佳期相失败，使重建后图像不能满足诊断要求。本组共有9例智能选择最佳期相失败，其中4例为早搏患者，其R波接近于扫描期相范围的中心区域，3例为高心率患者（HR＞100），2例房颤。本组智能期相选择失败者经手动选取不同冠脉分支的最佳期相后进行图像重建后，均获得了较好的重建图像，达到诊断要求。本研究结果提示，对于较高心率及或伴有心律不齐患者，仍须手动选择冠状动脉各个分支的最佳期相进行图像重建，以确保得到最优的图像质量。

本组9例智能期相选择失败者中，有7例血管分支管径较细且CT值较低，智能期相选择的最佳相位经三维处理后，部分节段不能达到诊断要求。以上结果提示，除异常心率的影响外，在CCTA扫描中，保证血管充盈良好，达到理想强化效果，有助于提高智能期相技术的准确程度。

本研究仅对智能期相技术自动选取最佳期相与手动选择的一致性进行了初步评估，心律不齐及心率较快的患者数量较少，在这部分患者中智能期相技术选择最佳期相的准确性还有待进一步研究。

在常规CCTA扫描中，为减少运动伪影的影响，保证图像质量，须对原始数据按不同期相进行重建，并从中挑选出最佳期相进行图像后处理，既占用存储空间，又严重影响工作效率。本研究结果表明，在正常心率及窦性心律的患者中采用智能期相技术选择的最佳期相与手动选取最佳期相具有较好的一致性，不需要进行全期相重建，扫描后即可直接获得最佳重建期相，既可有效节省图像存储空间，又能将工作人员从繁重的期相挑选工作中解脱出来，利于简化重建流程，提高工作效率，适合在CCTA检查中推广应用。

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Coincidence of Selecting Optimal Cardiac Phase Between the Smart Phase Technique and Manual Selection in Coronary CTA Examination

ZHONG Zhaohui, CHEN Jianghong, YUAN Yuan, WANG Zhenchang, ZHANG Tingting, ZHANG Jingdong
Department of Radiology, Beijing Friendship Hospital, Capital Medical University, Beijing 100050, China

Abstract:ObjectiveThis study tried to evaluate the coincidence of selecting optimal cardiac phase between the smart phase technique and manual selection in coronary CTA (CCTA) examinations.MethodsA total of 100 patients with suspected coronary artery disease who underwent CCTA examinations were included in this study. Smart phase technique and manual selection were used to select a group of axial images with optimum cardiac phase for each patient. The optimum cardiac phases selected by these two ways (coincidence: phase difference ≤±2%; noncoincidence: phase difference ＞±2%) were compared. The body mass index, heart rate, CT value, objective noise, dose-length product values were recorded.ResultsThe results of auto selection of 83 cases (83%) were in accordance with the manually selected results. Among the 17 cases with differences between the auto and manual selection, 8 cases only had subtle differences which could meet the diagnostic requirement, while 9 cases failed to meet the diagnostic requirement (3 cases with high heart rate, 2 cases with atrial fibrillation and 4 cases with premature beats). In the 9 cases with failed diagnostic requirement, each had at least one major coronary branch reconstruction that failed to meet the diagnostic requirement. However, after manual selection, the images could be used for diagnosis.ConclusionThe selecting optimal cardiac phase between the smart phase technique and manual selection was in good coincidence with CCTA examinations. Smart phase technique could greatly simplify 3D reconstruction work flow, increase ef ficiency and provide good coronary CTA reconstruction results.

Key words:coronary vessels; cardiac imaging techniques; image reconstruction; radiation dose; image quality

基金项目：科技北京百名领军人才培养工程（Z141107001514002）；北京市医管局“使命”人才计划（SML20150101）。

通讯作者：陈疆红，副主任医师，主要研究方向为医学影像诊断。

冠状动脉CTA扫描中采用智能期相技术与手动选取最佳期相的一致性

引言