静息态双能量冠状动脉CT造影成像诊断慢性心肌梗死的可行性研究

发布时间：2018-03-21 19:04

本文选题：体层摄影术　切入点：X线计算机　出处：《新疆医科大学》2016年博士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：目的:通过对静息态双能量冠状动脉CT造影(Dual Energy Coronary Computed Tomography Angiography,DE-CCTA)不同扫描方式及重建方式下,冠脉、心肌成像质量的综合评价及对比分析,寻找冠脉、心肌最优显示的增强扫描时机、低辐射剂量的扫描方式及虚拟单能量水平;通过与磁共振心肌钆造影剂延迟强化(Late Gadolinium Enhancement,LGE)成像的对比分析,探讨静息DE-CCTA诊断慢性心肌梗死(Chronic Myocardial Infarction,CMI)的能力,并采用CMR T1mapping技术与DE-CCTA碘图做比较,横向评估DE-CCTA心肌碘值定量评价CMI的能力;方法:1、连续收集2013年6月至2013年10月因体检或疑似冠心病于我院影像中心行DE-CCTA检查的患者135例,纳入其中100例并随机均等分至5个不同增强扫描触发阈值(Enhancement scanning triggering threshold,ESTT)组(100 HU、110HU、120HU、130HU、140HU);对5组图像冠脉及心肌的噪声、信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)、对比噪声比(Contrast to-Noise Ratio,CNR)、强化幅度以及心肌碘值、左心室强化幅度进行测量及统计学分析比较;2、连续收集2013年10月至2014年3月于我院影像中心因体检或疑似冠心病行DE-CCTA检查的68例患者,纳入其中的40例并随机分至常规剂量组及降剂量组,两组均采用双能量扫描模式,管电压均为100k V/140k V,管电流高限分别为常规剂量组165 m As/140m As、降剂量组115m As/98m As,全剂量曝光心动周期时间窗分别为常规剂量组30%-70%、降剂量组35%-70%,余心动周期曝光剂量分别为常规剂量组20%剂量曝光、降剂量组4%剂量曝光,图像重建方法分别为常规剂量组滤波反投影法、降剂量组正弦图确认的迭代重建算法,迭代系数选择3;对两组成像的辐射剂量进行比较,测量并比较两组主动脉根部以及左心室外侧壁心肌的图像噪声、SNR、CNR,以及前降支及左心室心肌成像质量的主观评分;3、连续前瞻性收集2013年10月至2014年3月在我院影像中心成功行单源DE-CCTA扫描的患者49例,纳入其中30例;在混合能量及(60-140)ke V(间隔10 ke V)9个单能量水平(结合40%迭代重建)分别测量并比较心肌(左室中部前壁、外侧壁、下壁、间隔壁)和冠脉(主动脉根部、左主干、前降支中段、右冠脉根近段)的SNR、CNR,以及心肌射线硬化伪影(Beam-hardening,BH)的客观测量值及主观评分,心肌BH定义为:BH1—基底部下壁相对于中部下壁CT值的减低,BH2—中部间隔壁相对于中部下壁CT值的增高;4、对3只猪CMI梗死模型同期进行静息DE-CCTA单期扫描检查及心脏LGE、对比剂注射前后T1mapping扫描检查;以LGE为金标准,分别计算并比较DE-CCTA混合能量图像、130ke V图像、最佳CNR单能量图像、碘图、130ke V与最佳CNR单能量联合评价、130ke V与碘图联合评价、对比剂注射前后T1mapping主观诊断CMI的各项效能指标;对心肌碘浓度、标化碘浓度(Normalized Iodine Density,NID)、对比剂注射前后心肌T1值对CMI的诊断行ROC曲线分析并进行比较;结果:(1)前降支增强扫描CT值及左心室的增强扫描CT值、增强扫描与平扫CT值的差值在不同ESTT组间的差异具有统计学意义(P均0.05);,两两比较结果显示ESTT为100HU时增强扫描前降支CT值(404.85±48.98)HU高于ESTT为130HU时(355.16±59.11)HU;ESTT为100HU时增强扫描左心室CT值(436.96±58.56)HU高于ESTT为130HU(386.04±66.40)HU、140HU时(370.34±65.89)HU;ESTT为100HU时左心室增强前后CT值的差值(391.09±62.59)HU高于ESTT为140HU时(328.77±64.33)HU;左心室外侧壁心肌的增强扫描CT值、增强与平扫CT值的差值以及前降支、左心室外侧壁增强扫描的噪声、SNR、CNR比在不同ESTT组间的差异均不具有统计学意义(P均0.05);(2)降剂量组有效辐射剂量(4.68±0.86)m Sv较常规剂量组有效辐射剂量(6.69±0.85)m Sv显著降低,差异有统计学意义(P0.01);降剂量组CNR较常规剂量组主动脉CNR升高(54.79±10.35、43.66±10.79)、心肌CNR升高(20.58±4.04、16.93±3.60),差异有统计学意义(P均0.05);主动脉及心肌的噪声、SNR、主观评分在两组间差异无统计学意义(P均0.05);(3)混合能量左室壁各节段心肌CT值及DE-CCTA碘图左室壁各节段心肌碘值差异具有统计学意义(P均0.05),存在BH现象,其中心尖部前壁的CT值及碘值[(63.86±22.84)HU,(1.46±0.53)mg/ml]、心尖部心肌的CT值及碘值[(60.95±23.88)HU,(1.53±0.38)mg/ml)]、基底部下壁的CT值及碘值[(57.98±22.52)HU,(1.55±0.46)mg/ml]均较左室壁CT值、碘值的均值降低[(73.43±24.52)HU,(1.87±0.57)mg/ml],中部间隔壁的CT值及碘值[(88.71±23.92)HU,(2.31±0.44)mg/ml]均较左室壁均值升高(P均0.05);与混合能量相比,心肌BH的客观测量值及主观评分均在(90-140)ke V单能量水平得到改善(P均0.05),其中130 ke V为改善心肌BH的最佳虚拟单能量水平(BH1客观测量值:3.77HU vs 11.04HU;BH2客观测量值:2.76HU vs 19.49HU);与混合能量相比心肌及冠脉的噪声在(90-140)ke V+40%ASi R图像得以降低,心肌及冠脉的SNR、CNR均在70 ke V+40%ASi R得以升高(P均0.05),其中70 ke V+40%ASi R是改善心肌及冠脉SNR、CNR的最佳虚拟单能量图像(左室中部下壁心肌SNR:6.19±2.13 vs3.98±1.38;左室中部下壁心肌CNR:13.32±3.85 vs 10.54±3.06;前降支SNR:15.92±7.50 vs 12.93±5.88;前降支CNR:27.33±6.47 vs 16.79±5.36);(4)在DE-CCTA混合能量图像、最佳CNR单能量图像、130ke V图像及碘图诊断CMI的各项指标中,碘图的灵敏度最高(82.61%),130ke V图像特异度最高(96.43%),最佳CNR单能量图像具有相对较高的诊断灵敏度及特异度(71.74%、87.5%),其诊断符合率(80.39%)、约登指数(0.59)、Kappa值(0.6)均为最高;在最佳CNR单能量图像与130ke V图像二者评价结果同时阳性才算阳性的条件下,CMI的诊断特异度及阳性预测值均为100%,在心肌碘图与130ke V图像二者评价结果同时阴性才算阴性的条件下,CMI的诊断的灵敏度升高(84.78%);梗死与远离梗死区正常心肌间碘浓度、NID、对比剂注射前后T1值的差异均具有统计学意义(P均0.05);以LGE为金标准,心肌碘浓度、NID、对比剂注射前心肌T1值、对比剂注射后心肌T1值鉴别梗死与远离梗死区正常心肌的ROC曲线分析显示:当选择2.45mg/ml为诊断界值时,心肌碘浓度诊断CMI的特异性及敏感性分别为96.3%,97%,ROC曲线下面积为0.99(95%CI:0.98-1);当选择0.16为诊断界值时,NID诊断CMI的特异性及敏感性分别为96.3%,97%,ROC曲线下面积为0.99(95%CI:0.96-1);当选择1143.55ms为诊断界值时,对比剂注射前T1值诊断CMI的特异性及敏感性分别为100%,87.5%,ROC曲线下面积为0.98(95%CI:0.95-1);当选择503.4ms为诊断界值时,对比剂注射后心肌T1值诊断CMI的特异性及敏感性分别为95.2%,83.3%,ROC曲线下面积为0.92(95%CI:0.84-1)结论:(1)不同扫描触发阈值对于DE-CCTA冠脉及心肌的同时显示具有影响。选择主动脉根部为监测点时,130HU、140HU是DE-CCTA检查同时显示冠脉和心肌的最佳扫描触发阈值;(2)联合应用低管电流、电流自动调节、Minidose及迭代重建技术能够在保证图像质量的前提下,有效地降低辐射剂量,因此在临床实际操作过程中对于一些心率较慢的患者,我们可以适当采用低剂量的DE-CCTA扫描,以期为临床医师提供更多的诊断信息;(3)BH可影响DECT混合能量及低水平虚拟单能量图像心肌CT值的均匀性及碘图心肌碘值的均匀性,DECT虚拟单能量重建联合迭代重建技术能够显著改善心肌BH,并优化冠脉、心肌显像,其中130 ke V+40%ASi R及70 ke V+40%ASi R可分别提供心肌BH及心肌、冠脉SNR、CNR的最优改善效果;(4)静息态DE-CCTA能够为CMI的诊断提供多种联合评价的手段,DE-CCTA不同虚拟单能量图像及碘图在CMI的主观诊断方面具有不同的优劣势,多种虚拟单能量图像及碘图的结合分析,能够综合提高CMI的主观诊断水平,心肌碘浓度及NID能够对CMI进行可靠的定量诊断,静息态DE-CCTA是CMI“一站式检查”的一种可行性的方法,并具有巨大的临床应用潜力。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：新疆医科大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R542.22;R816.2

【参考文献】