心脏冠状动脉CT血管成像技术规范化应用中国指南精选

25 10月

近年来CT设备成像能力进一步提升,标志性的进步体现在CCTA图像质量进一步提高,而患者的辐射剂量大幅降低。在此领域,国内外专家积累了一定的应用经验和医学研究证据,并发布了多篇专家共识或指南,但均缺乏详细的技术操作指南。

本指南力争实现在该领域有规范化操作标准可循,并进一步提高图像质量,降低辐射剂量,让患者获益。

本指南涵盖开展心脏冠状动脉CT工作的基本要求、心脏冠状动脉CT技术操作规范、图像质量和辐射剂量评价标准、总结与志谢等几部分内容,本文仅就心脏冠状动脉CT技术操作规范的部分内容展开,感兴趣读者可订阅中华放射学杂志2017年第10期。

心脏冠状动脉CT技术操作规范
01

CCTA检查流程和预约环节

CCTA的检查流程见图1。每个步骤的规范化操作可改善患者的配合度、优化扫描方案,进而提高检查成功率,并降低辐射剂量和对比剂用量。对于非急诊患者,推荐采用预约检查方式。急诊患者的检查实施”绿色通道” ,要求急诊科医师和患者家属在CT检查时全过程陪同,并对患者的监护和安全提供保障。

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图1 心脏冠状动脉CT血管成像(CCTA)检查流程图

预约时,需要确定以下事项:(1)了解有无CT增强检查禁忌证,可参考原专家共识;(2)确定患者预约检查时间;(3)告知患者检查时需要直系家属陪同,因为重症患者或者冠心病患者在检查过程中有可能出现风险,且存在注射对比剂的各种风险;(4)检查当日,无需空腹、禁饮食,除药品有特殊说明外(如治疗糖尿病双胍类药物,根据对比剂使用说明书需要在检查前后停药48 h),无需停止正在服用的药物。检查前12~24 h,避免服用提高心率的食品、饮料、药品等,如饮酒、咖啡类饮料、万艾可(伟哥)类药品;(5)询问患者的基础心率,如超过80次/min(bpm),有可能需要备用β受体阻滞剂,有无频发心律失常等情况,并给予解释;(6)根据每家医院的具体情况,向患者说明应做的检查前准备。

02

检查前准备(略)

03

扫描前工作(略)

04

扫描过程和推荐使用的规范化检查方案

1
CCTA扫描步骤和方案:

(1)定位像扫描:自胸廓入口至心脏膈面屏气行定位像扫描(正位或正侧位,由具体设备型号决定)。定位像扫描条件由设备嵌入,不做特殊修改。CCTA采集范围:上界自气管隆嵴下1~2 cm水平(根据患者体型调整),下界达心脏膈面(注意部分患者膈面抬高,CT采集范围需低于膈肌),左右各大于心缘两侧10~20 mm。CCTA增强扫描时,可以根据钙化积分扫描观察到的冠状动脉开口和远端水平,确定扫描范围更加精准。对于冠状动脉搭桥术后的患者,上界自胸廓入口开始,以显示桥血管全程。

(2)冠状动脉钙化(CAC)扫描:推荐CCTA前进行钙化积分扫描。但是对于冠状动脉支架植入术后和搭桥术后患者,因为有金属物的植入,不推荐行钙化积分扫描。扫描参数的设置与钙化积分的计算结果有关,应使用各CT设备推荐的默认参数设置进行钙化积分扫描。

(3)测试触发扫描延迟时间(循环时间):目前有两种方法,①对比剂团注测试法(test-bolus):使用小剂量(15~20 ml)对比剂团注测定循环时间,即峰值时间加4~6 s的经验值设置为扫描延迟时间;②团注追踪法(bolus-tracking):推荐在降主动脉内设置一个ROI检测区,设定一个CT阈值(推荐100~150 HU,按照产品说明书推荐),ROI内的CT值到达该阈值时启动扫描。前者由于需要注射2次对比剂,而且增加辐射剂量和耗时,故推荐采用后者。但是,对于左心室显著增大和左心功能不全(左心室射血分数<40%)患者,使用团注测试法可能更加准确。 (4)CCTA图像采集模式和参数:CCTA扫描参数设置需要依据患者体重、心率和心律以及前瞻性和回顾性心电门控等来设定(图2)。图2的采集模式选择,只是基本的推荐原则。由于不同CT设备具有不同成像能力和特点,需要根据具体情况选择扫描采集模式和扫描参数。为了控制辐射剂量,以下重点推荐的内容为"强制性"实施措施,一般推荐的内容为"非强制性"但是尽可能使用的措施。 心脏冠状动脉CT血管成像技术规范化应用中国指南精选

*:建议常规使用的管电压,同时推荐使用迭代重建技术以降低图像噪声。bpm:心率的单位(次/min);前瞻:前瞻性心电门控,本指南推荐前瞻性心电门控并使用较宽采集时间窗(包括收缩末期和舒张中期),利于观察冠状动脉管腔在心动周期中的运动;不建议使用回顾性心电门控

图2 基于患者体重和心率的个体化扫描模式的推荐流程图

重点推荐

(1)在所有心率≤65 bpm的患者中使用前瞻性心电门控轴扫模式进行图像采集(时间分辨力<150 ms的CT设备,心率限制可放宽至80 bpm);心率≤65 bpm且心律齐整和体重<90 kg的患者,可以尝试前瞻性大螺距螺旋扫描模式,辐射剂量更低。 (2)对于高心率(>90 bmp)和心律不齐患者,建议控制心率后再做CCTA检查。回顾性心电门控螺旋采集模式,并不能提高检查成功率,且辐射剂量过高,建议摒弃使用(除非有评估心功能等其他适应证)。必须使用时,管电流调制模式控制全剂量曝光时间窗在40%~75%的R-R间期。

(3)推荐所有具有迭代重建功能的CT设备使用该功能进行图像重建,使用时可降低一档管电压(如从120 kV降低到100 kV)。

一般推荐:

(1)推荐具备70或者80 kV管电压输出的CT设备,在体重≤60 kg患者中选用该管电压进行扫描。

(2)推荐在体重≤90 kg的患者中,如具备迭代重建功能,均可使用100 kV管电压进行扫描。

(3)宽体CT设备(16 cm探测器)如辐射剂量足够低,可以考虑使用前瞻性心电门控轴扫全期相模式扫描,用于有临床需求患者的心功能分析,其他设备不推荐常规使用。

2
根据设备确定采集模式和扫描参数:

需要根据所使用的CT设备,以及患者体重、心率和心律、心功能等情况,做出个体化的判断与选择。各厂家CT设备的采集模式和扫描参数见表1,仅做参考。

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3
关于特殊技术的应用:

(1)迭代重建(iterative reconstruction, IR)技术:迭代重建技术与传统的滤波反投影技术(filtered back projection, FBP)相比,可有效降低图像噪声,提高图像的信噪比(SNR)和对比噪声比(CNR),可以弥补由于选用低一档的管电压造成的噪声增加和图像质量下降,间接实现降低有效辐射剂量的目的。但是,迭代权重过大,过度减少噪声会导致真实的解剖细节丢失(尤其当迭代重建权重达到80%和100%)。推荐常规使用该技术,且迭代重建权重的选择在40%~60%之间。(2) “双低”技术:应用迭代重建技术,可以降低管电压、降低对比剂用量,称为”双低”技术。该技术降低辐射剂量30%~50%,降低碘用量近30%,而获得的图像质量并没有降低。因此,推荐具有迭代重建技术的医院常规使用”双低”技术。(3)运动校正算法:也称快速冻结技术(snap shot freeze, SSF)。该技术可在高心率患者中部分消除冠状动脉运动所导致的伪影。推荐在具有该技术的CT设备中常规使用。

4
对比剂注射方案:

(1)碘流率(iodine delivery rate, IDR)选择:碘流率为每秒所注射的对比剂碘量(g I/s),即流率=碘对比剂浓度(g I/ml)×对比剂注射流率(ml/s)。患者同等体重下,动脉血管的强化程度取决于碘流率,因此应根据受检者体重选择不同的碘流率,推荐方案见表2。

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技师应该准确把握患者体重,以及预估的采集曝光时间,确定合理化的对比剂用量。理想的冠状动脉强化标准是300~450 HU,低于300 HU强化程度不足,高于450 HU显影密度过高,不利于管腔与管壁斑块(钙化)的分辨。需要注意冠状动脉近心端与远心端显影密度一致。近年迭代重建技术的应用,因降低了管电压,血管的对比度(contrast)上升,故而碘流率下降30%左右即可达到同等强化效果。推荐使用办法可以参考表2推荐的碘流率×70%即可获得。

注射对比剂前注意排空导管和注射器内空气。有条件的单位,可以使用加温箱等装置保持对比剂的温度与体温相近,特别是在冬天患者感觉更加舒适。

(2)注射期相技术的选择:①双期相技术:Ⅰ期,根据上述碘流率确定的注射流率,以及扫描时间(注射时间)确定注射对比剂总量(对比剂浓度和注射流率参考表2);Ⅱ期,注射生理盐水20~30 ml;②三期相技术:Ⅰ期,注射对比剂(总量取决于注射流率和扫描时间);Ⅱ期,注射对比剂 生理盐水共30 ml,比例为30%∶70%。多数高压注射器不能注射混合液,选用流率的方法为注射对比剂(2~3 ml/s)10 ml左右;Ⅲ期注射20~30 ml生理盐水,对比剂浓度和注射流率参考表2。

(3)延迟扫描:对于心脏内占位(如左心房黏液瘤与血栓鉴别)或者心房颤动患者(左心房耳部动脉期充盈不良)动脉期成像后建议行延迟扫描(延迟时间>30 s)。通过延迟扫描图像,可以观察占位病变的血供情况,心房颤动患者鉴别左心耳部是否血栓(延迟扫描范围仅包括左房耳即可)。

05

图像重建和后处理

1
原始图像重建:

建议使用最薄的层厚(0.500~0.625 mm)、尽可能小的重建视野(推荐使用17~20 cm,像素0.330~0.390 mm)重建图像,以保证在固定的512×512图像矩阵中,获得尽可能高的图像空间分辨力。观察心外结构,如肺野和纵隔,选用重建视野为30~36 cm(像素0.580~0.700 mm)。对于重建卷积核(reconstruction kernel),常规选择平滑算法的卷积核;而在PCI支架术后,应同时采用平滑算法和锐利算法卷积核的2组数据。选择锐利卷积核重建可提高图像对比度,减少支架壁硬化线束伪影,但会同时增加图像噪声。具有高清成像模式的设备,推荐使用高清模式观察支架。

在原始图像重建后,技师或值机医师一定严格审核检查质量,包括图像质量、扫描部位是否正确等,初步判定能否达到检查目的、满足临床要求,确保在患者下床前检查成功,图像质量评价标准以及检查失败的标准见后述。

2
图像重建时间窗:

依据采集窗范围,选择冠状动脉运动最弱的区域重建图像。基本方法是,心率<70 bpm的患者,重建时间窗为舒张中期(大致位于70%~75%的R-R间期);心率>70 bpm时,重建时间窗为收缩末期(35%~45%的R-R间期)。采用多宽的时间窗采集图像没有具体规定,以包括心脏的收缩和舒张期为宜。技师既要了解冠状动脉生理运动特点,又要熟悉设备时间分辨力,在高时间分辨力的设备条件下,舒张期重建机会更大。

3
心电编辑技术:

该技术主要用于回顾性心电门控扫描中,出现的房性或室性期前收缩,可选择删除或忽略期前收缩的信号,然后再通过R波调整期前收缩前后的时相采集点,可获得较好效果,推荐使用绝对值时相进行心电编辑。对于干扰信号影响了重建,可使用心电编辑技术重新编辑心电图。

4
三维重建和后处理:

主要包括最大密度投影(maximum intensity projection,MIP)、容积再现(volume rendering, VR)、曲面重建(curved planner reformation, CPR)及多层面重组(multi-planar reformation,MPR)等技术。MIP和CPR图像利于显示管腔的狭窄程度,CPR重组图像经血管中心,直观显示管腔和斑块关系,但是中心线必须准确。VR图像立体观察心脏和冠状动脉外形或心外结构,但不建议用于评估狭窄程度。在病变部位获取截面图像(cross-sectional image),利于观察斑块内成分、斑块与管壁及管腔的关系。上述图像应该结合起来进行评估。

5
摄片及光盘刻录:

建议尽可能参照经导管CAG的投照体位,CAG的参考投照体位如下。左冠状动脉采用:(1)左前斜位60°;(2)左前斜位60° 足位20°;(3)左前斜位60° 头位20°;(4)右前斜位30°;(5)右前斜位30° 足位20°;(6)右前斜位30° 头位20°。右冠状动脉采用:(1)左前斜位60°;(2)前后位;(3)右前斜位30°。但由于冠状动脉解剖走行存在个体差异,且狭窄病变多为偏心性,选择固定的投照体位可能无法准确地显示病变形态,因此CAG的投照体位可能因人而异。

CCTA三维重建和摄片体位推荐参照CAG投照角度,但是CCTA图像不同于CAG,以能最清晰显示病变的最佳角度为准,摄片序列如下(图3-18)。建议按左主干、前降支(包括较粗大的对角支)、回旋支(包括较粗大的钝缘支)和右冠状动脉(包括较粗大的后降支和左室后支)顺序进行三维重建和摄片,并作出文字标记。推荐摄片的窗宽设置为600~900 HU,窗位设置为250~350 HU。对于CT对比度高、钙化多或有支架的患者,窗宽适当放宽,窗位适当提高。因横断面图像过多,建议仅对上述三维重组图像和有意义的垂直截面图像进行摄片(2~4张胶片),推荐对所有横断和三维图像刻入光盘(标准DICOM 3.0图像),并给予患者,以便存储、会诊,减少不必要的重复检查。有PACS系统的单位,采用标准图像格式存储于PACS系统中。

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图3~7 容积再现(VR)图像。图3主要观察左主干、前降支和对角支,采用左前斜位60° 足头位60°(LAO 60° CRA 60°)。图4主要观察左主干、前降支和右冠状动脉近段,采用左前斜位0° 足头位60°(LAO 0° CRA 60°)。图5主要观察前降支近中段和和回旋支,采用左前斜位130° 足头位30°(LAO 130° CRA 30°)。图6主要观察右冠状动脉近中段,采用右前斜位30° 足头位0°(RAO 30° CRA 0°)。图7主要观察右冠状动脉远段和后降支、左室后支,采用右前斜位120° 头足位60°(LAO 120° CAU 60°)

图8~10 仅保留冠状动脉的VR血管树图像。图8可以同时观察左、右冠状动脉及其部分分支血管,采用左前斜位30° 足头位40°(LAO 30° CRA 40°)。图9类似CAG的”蜘蛛位” ,可以同时观察左右冠状动脉及其部分分支血管,利于观察左主干、前降支和回旋支分叉,以及右冠状动脉开口和近段,采用左前斜位120° 足头位70°(LAO 120° CRA 70°)。图10主要观察左前降支的中远段、右冠状动脉全程,采用左前斜位30° 头足位10°(LAO 30° CAU 10°)

图11~13 曲面重组(CPR)图像。图11为沿左冠状动脉开口至前降支末梢的中心线所做的CPR图像,主要观察左主干和前降支的全程,利于显示管腔狭窄和斑块的关系。图12为沿左冠状动脉开口至回旋支(或粗大钝缘支)末梢的中心线所做的CPR图像,主要观察左主干和回旋支的管腔情况。图13为沿右冠状动脉开口至后降支或左室后支末梢的中心线所做的CPR图像,主要观察右冠状动脉的全程

图14~17 最大密度投影(MIP)图像。图14为仅保留冠状动脉的MIP图像,该序列图像利于显示钙化斑块的存在,但钙化斑块容易遮挡管腔,利于观察非钙化斑块导致的管腔狭窄。本图主要用于观察左前降支的中远段和对角支、右冠状动脉近段和远段(包括后降支),采用左前斜位10° 足头位60°(LAO 10° CRA 60°)。图15为仅保留冠状动脉的MIP图像,主要用于观察右前降支全程和后降支、左室后支,采用左前斜位30° 头足位0°(LAO 30° CAU 0°)。图16采用薄层(10 mm)MIP技术,主要用于显示左主干和左前降支的近中段,以及对角支。图17采用薄层(10 mm)MIP技术,主要用于显示右冠状动脉

图18 血管轴面图像(cross-sectional images)。对于有病变的冠状动脉血管,CPR图像用于展示血管腔及其狭窄所在的斑块,斑块局部采用垂直长轴的横断面图像,利于显示斑块与管腔和管壁的关系,甚至对斑块导致的”血管重构” ,以及依据斑块内部强化是否均匀等情况判定”餐巾环征” (一种易损斑块的CT征象)十分必要。从左至右,依次显示右冠状动脉(RCA)、前降支(LAD)和回旋支(CX)的血管狭窄和斑块及其横断面图像(多个小图)

本文来源:中华放射学杂志, 2017,51(10) : 732-743.

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