彩色光譜成像,架PCI精準診斷之橋

2020-11-25 騰訊網

心臟支架植入術後複查：你不可不知的IQon光譜CT檢查

近年來，隨著支架技術越來越成熟，越來越多的冠心病病人會選擇冠狀動脈內支架植入術（PCI），來解決動脈粥樣硬化斑塊導致的冠脈狹窄，以達到改善心肌供血的目的。

然而，仍有一部分病人在植入支架後會發生冠狀動脈支架內再狹窄（ISR）、冠脈血栓形成等併發症。

因此，準確評價支架內再狹窄對PCI術後隨訪具有重要意義。PCI術後一般建議介入治療後6-9個月內進行複查冠狀動脈造影（CAG）或冠狀動脈CT血管成像（CCTA）檢查。

由於CCTA無創、耗時短的優點，在PCI術後無明顯胸痛病人複查中具有更好的安全性和經濟性，從而被廣泛應用。

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常規CT在支架清晰成像上的技術進步和尚存的問題

隨著多層螺旋CT的發展，CCTA掃描和成像模式有了很大突破，包括轉速加快、探測器加寬、高清算法的應用、低劑量檢查方案等，為臨床工作提供了很大的幫助。

CCTA評價冠脈支架的主要限制是CT設備在時間解析度、空間解析度和鈣化及金屬支架偽影問題，導致支架和管腔內顯示欠清。

圖1：常規CT（飛利浦iCT，8cm寬探測器，0.27s轉速）的傳統算法（左）和高清算法（右）在支架的顯示對比

圖2：SCCT指南：冠狀動脈CT血管造影檢查

結合美國心血管計算機斷層掃描學會（SCCT）指南及對疾病檢測的臨床需求，目前常規CCTA在冠脈支架評價上仍面臨很多挑戰：

在支架金屬偽影抑制、支架內膜增生狹窄顯示能力上仍需提高。

尤其鈣化斑塊嚴重、直徑小於3mm的支架評估不佳。

輻射劑量、對比劑使用危害。

CCTA僅能顯示解剖信息，不能反映病變心肌的血流動力學特徵。

2

IQon光譜CT多參數成像在PCI術後的創新性應用

IQon光譜CT有別於常規CT，獨特的立體雙層探測器設計，實現了對X線不同能級的區分。

在獲得常規CT圖像的同時，可以獲得多參數能量成像，如虛擬單能級成像、碘密度圖、有效原子序數圖、虛擬平掃圖等。

因其突破了常規CT僅依靠CT值和解剖結構成像的局限，在提高冠脈支架圖像質量、精準分析支架再狹窄、心肌功能評估、提高輻射安全性和造影劑安全性等方面已得到很好的應用。

圖3：支架再狹窄光譜多參數顯示：（A）常規CT圖像（B）虛擬平掃（C）單能級40keV (D) 單能級200keV (E) 無水碘圖（F）碘圖（G）去碘圖（H）強化組織圖（I）有效原子序數圖

1.提高診斷敏感性

來自日本Minamino 心臟病醫院提供的系列CT成像給了我們一個很好的案例，該系列圖對比了PCI術後病人複查後的常規CT冠脈成像、光譜多參數圖像。

圖4：常規CT冠脈成像、光譜低能級60keV、光譜高能級200keV對比（從左到右）

圖5：光譜有效原子序數圖、無水碘圖、DSA（從左到右）

▎圖像分析：

常規CCTA顯示LAD支架受金屬偽影幹擾和圖像分辨能力限制，難以評價支架和腔內情況；

光譜多參數圖像顯示：低能級（60keV）增強了冠脈血管顯示，高能級（200keV）抑制金屬偽影觀察支架，有效原子序數圖和無水碘圖對顯示支架腔內更敏感，發現了常規圖像漏診的支架內再發狹窄，結果與DSA一致。

盛京醫院和德國科隆大學為探討光譜參數在支架的作用，做了一項離體支架研究，分析了40-200keV能量區域的共161個單能級圖像，每一個能級都可以保持全薄層低噪聲，為臨床診斷提供了額外信息。

圖6：盛京醫院和德國科隆大學離體支架研究

光譜CT支架研究表明：光譜單能級圖像明顯優化支架內腔可視性，增加0.22mm的可視內徑，提升22%的支架再狹窄診斷準確性[1,2,3]。

對於伴有嚴重鈣化的冠脈管腔狹窄程度精準評估是常規CT面臨的難題，但通過IQon光譜CT可增加約50%的鈣化周圍可視管腔面積，36.7%的病人因此被重新分類，避免了不必要的過度治療[4,5]。

2.一站式心肌功能評估

心肌灌注檢查是診斷心肌缺血的靈敏指標，也是評價冠狀動脈支架治療效果的可靠依據。換言之，狹窄情況並不能代表和評價心肌血供，評價支架狹窄最好同時評價心肌功能。

現行的心肌灌注評估方式首選核醫學，其次是核磁，而這兩種設備都不是急診必備，需要預約。CT心肌灌注由於其輻射劑量較大，操作複雜難以常規開展。

IQon光譜CT多參數能量圖像判斷冠脈斑塊性質及狹窄程度的同時，可以利用能量信息分析靜態心肌灌注信息，並且因其成像技術利於避除硬化束偽影[6]，所以可以準確評估心肌是否缺血，並常規化使用。實現了心臟血管評估與心肌評估的同步化，重新定義了一站式檢查。

一例肥胖（BMI：35.7kg/m2）病人慾進行雙低檢查，現以注入35ml造影劑，3.5ml/s流速，前門控掃描，有效輻射劑量1.3mSv。獲得以下圖像：

圖7：常規圖像軟組織窗和調整窗寬窗位之後對支架和心肌的顯示

圖8：光譜高能級（150keV）、低能級（50keV）、無水碘圖、有效原子序數圖

圖9：光譜40keV、碘密度圖、有效原子序數圖對心內膜下心肌灌注缺損的顯示；DSA圖

▎圖像分析：

常規CCTA圖像即使在調整窗寬窗位之後，對於支架和腔內也難以明確判斷，低能級（50keV）提升冠脈造影劑顯示效果，高能級（150keV）抑制金屬偽影顯示支架，有效原子序數圖和無水碘圖清晰顯示了支架內再發狹窄，在40keV、有效原子序數和碘密度圖上顯示了LCX供血區域心內膜下心肌灌注缺損，這在常規圖像上是難以顯示的。

且常規CCTA在肥胖病人應用低輻射劑量和低劑量造影劑時，檢查時會帶來圖像噪聲的加大和冠脈顯示欠佳，而光譜圖像均保持了更低的噪聲水平，帶來更好的圖像質量。

在臨床實踐中，IQon光譜CT一站式完成了從黑白成像到彩色成像、從單一參數到多元參數的功能實現，多管齊下，讓冠脈支架病變完美呈現。

3

總結和展望

IQon光譜CT匠心獨具的設計，使光譜CCTA評價PCI術後具有以下特點：

相較於傳統CCTA，提供了多參數光譜信息，對於CCTA支架內再狹窄的診斷準確性評估，尤其直徑小於3mm支架評估帶來了幫助；一站式CTA評估及心肌血供評估，為冠脈疾病診斷帶來新的思路。

每一次檢查，均能提供常規圖像信息和光譜多參數信息：不改變傳統檢查流程，不產生任何額外步驟和輻射劑量，同時獲得常規圖像和光譜圖像，能夠前瞻式和回顧式光譜分析，使光譜檢查臨床常規化開展具有了堅實的基礎。

參考文獻：

[1]Hickethier T, Baessler B, Kroeger JR, et al. Monoenergetic reconstructions for imaging of coronary artery stents using spectral detector CT: In-vitro experience and comparison to conventional images. J Cardiovasc Comput Tomogr. 2017;11(1):33-9.

[2]Zhang D, Xie Y, Wang Y, et al. Initial Clinical Experience of Virtual Monoenergetic Imaging Improves Stent Visualization in Lower Extremity Run-Off CT Angiography by Dual-Layer Spectral Detector CT. Acad Radiol. 2019.

[3]Bratke G, Hickethier T, Bar-Ness D, et al. Spectral Photon-Counting Computed Tomography for Coronary Stent Imaging: Evaluation of the Potential Clinical Impact for the Delineation of In-Stent Restenosis. Invest Radiol. 2019.

[4]Rajiah P, Abbara S, Halliburton SS. Spectral detector CT for cardiovascular applications. Diagnostic and interventional radiology (Ankara, Turkey). 2017;23(3):187-93.

[5]Van Hedent S, Grosse Hokamp N, Kessner R, et al. Effect of Virtual Monoenergetic Images From Spectral Detector Computed Tomography on Coronary Calcium Blooming. J Comput Assist Tomogr. 2018;42(6):912-8.

[6]Fahmi R, Eck BL, Levi J, et al. Quantitative myocardial perfusion imaging in a porcine ischemia model using a prototype spectral detector CT system. Phys Med Biol. 2016;61(6):2407-31.

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