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[成果]
gkls126718
R81
应用技术
公布年份:2011
成果简介:一、多排CT检查在冠心病诊治的临床应用研究 1.主要性能指标 1.1 自2004年引进北京地区第一台64排CT设备以来,累及完成冠状动脉CT血管造影检查愈6万例,根据公开报道,目前是世界上单中心完成的最大病例样本。 1.2 自2004年以来,发表多排CT与冠心病诊治方面的论文23篇,其中4篇为SCI论文。 1.3 连续5年举办了国家级和省级医学继续教育学习班“心血管影像诊断学新进展”,累及培养国内外进修生500余名,进行了相关研究结果的推广应用。 1.4 出版相关专著1本《心血管病64排CT诊断学》以最详实的方式从扫描技术、诊断效能、优势到局限性客观阐述了多排CT在心血管中的应用,对该技术的合理应用起到了指导性作用,填补了国内空白。 1.5 培养研究方向为多排CT心血管病应用的博士研究生5名,硕士研究生11名。 2.临床研究应用领域 2.1 冠状动脉多排CTA血管成像标准的建立 在总结完成大量病例的基础上,建立了涵盖从诊断、扫描、护理等多方面内容的多排CT冠状动脉成像标准化检查方案,该方案已经被亚洲心血管影像学会(ASCI)接受,并参与亚洲指南制定。 2.2 冠状动脉多排CTA个性化扫描的合理应用 随着人们对大剂量辐射危害性的认识,放射实践中严格遵循ALARA原则已成为业界内的共识。不能片面追求图像质量,而应该是在保证诊断要求的基础上,通过合理运用现有的技术手段,尽量降低患者所接受的辐射剂量。在同一扫描模式下图像质量与辐射剂量有时呈矛盾关系,因此需要平衡两者的关系。要改变固定的扫描模式,针对不同患者的个体条件如心率、体质量指数(BMI)等来确定合适的扫描方案和扫描参数,从而实现个性化合理扫描。 CT扫描辐射剂量相关的因素主要包括管电压、管电流和曝光时间、间隔或螺距、准直宽度以及Z轴扫描覆盖范围等。MSCT心脏成像时由于采用亚毫米薄层及小螺距重叠扫描,其辐射剂量显著高于全身其他部位的检查。对于冠状动脉CTA检查,降低辐射剂量的途径主要包括降低管电压和管电流、增大螺距、ECG电流调制技术、前瞻性心电门控序列扫描模式以及采用前置滤线器、噪声滤波等综合技术措施。受检者接受的辐射剂量除了取决于不可变因素如CT设备固有性能和受检者个体条件外,更重要的是取决于可变因素包括扫描参数的设置和技术操作因素。因此,人为技术力量的介入和干预能够成为减少CT扫描辐射剂量的有力手段,降低对每一位患者扫描过程中的辐射剂量不但可能,而且可行。从而使冠状动脉CTA的个性化扫描得以实现并加以应用。 目前常用的CT检查技术是回顾性心电门控螺旋扫描,即在整个心动周期采集数据,根据扫描时实际心率选择合适的时相重建图像,以减少心脏的运动伪影,并在一定程度上纠正心率变化对图像质量的影响。但是回顾性心电门控技术是以高辐射剂量为代价的,因此在回顾性心电门控螺旋扫描中,合理运用扫描参数以降低辐射剂量显得尤为重要。 另一方面,前瞻性心电门控的序列轴扫模式已开始受到重视并被越来越多地应用于冠状动脉CTA检查。序列轴扫模式采用步进—点射结合ECG触发扫描技术,在R-R间期内固定时相触发扫描,于下一个心动周期移床,再在下一个心动周期采集。根据不同机型探测器大小和排数的差异,每次采集覆盖范围也不同。由于采用非螺旋扫描模式,结合前瞻性心电门触发,可显著降低辐射剂量。有文献报道,与常规扫描相比,在保证诊断所需的图像质量的前提下,采用该技术的辐射剂量降低了80%左右。前瞻性心电门控序列轴扫模式的局限性是扫描不连续,易受心律不齐的影响而且不能进行心功能评价。该技术对于患者的心率和心律要求较高,扫描时应该严格地选择病例,扫描过程中一旦出现心率突然加快可能导致检查失败。 2.3 开展心脏“一站式”检查的研究 同时显示冠状动脉的狭窄程度以及由此造成的心肌缺血的程度和范围对于冠心病治疗方法的选择至关重要,目前临床上尚没有任何一种成熟的检查方法可以同时对冠状动脉的形态学和病理生理学改变进行综合评价。冠脉CTA除了可以对冠脉形态进行分析,而且随着双能CT、320排CT应用于临床,其还可以提供有关心肌灌注及活性等方面的信息,真正实现“一站式”检查。 双能CT,其主要工作原理是应用物质在不同能量条件下显示不同的衰减特性的康普顿效应和光电效应原理,通过两个球管呈90°角安装于同一个机架内,在双能条件下能够提供两个能量图像的最佳配比来实现心肌灌注、活性的成像。目前文献报道的多项研究标明,与核医学心肌代谢显像比较,双能CT分析心肌灌注缺损具有一定的准确性。最新推出的320排螺旋CT,探测器宽度达16cm,可以在一个心动周期完成全心信息的采集,使心脏扫描时扫描时间进一步缩短、辐射剂量及对比剂用量明显减少,从而使得CT心肌灌注的临床应用成为可能。另外,采用回顾性心电门控触发的冠脉CTA扫描,可以重建不同时相的图像,用于心功能的分析,结合心肌缺血部位、范围及冠脉管腔狭窄程度,可更全面地评估患者的心脏损害情况。 冠脉CTA“一站式”检查其临床意义在于,较之以往的冠脉CTA扫描,其在结合了双能等技术之后,一次检查可提供更丰富的信息,在一定程度上,为患者的诊疗提供了方便,节约了成本,为影像科医师的诊断提供了更可靠的依据,更为心内科医生及时制定进一步诊疗计划提供了更详实的资料、更确实的指征。 2.4 冠状动脉CTA受检患者指征的范围扩大 冠状动脉CTA并非适用于每一位有检查诉求的患者,合并有心房纤颤问题的患者就往往被纳入不宜应用冠状动脉CTA检查之列。心房纤颤是最常见的一类心律失常,可继发于冠心病、瓣膜病、高血压等疾病,随着年龄的增长其发生率不断增高,在80岁以上年龄段发生房颤的几率近10%。近年来对于房颤的关注不断加强,然而对于房颤患者冠心病的筛查目前仍需进行传统的冠状动脉造影检查,无创的冠状动脉CTA检查对于房颤患者仍是相对的禁忌。由于心动周期之间的差异会导致图像重建后产生严重的运动伪影,对于房颤患者的检查通常受到一定程度的限制。 完成单位已对房颤患者的冠状动脉CTA成像进行了系列研究。2007年首次在国内使用64排螺旋CT对房颤患者进行冠状动脉造影检查,并评价了64排螺旋CT对于房颤患者冠心病筛查的有效性。在国内外率先总结了房颤患者64排螺旋CT个性化扫描方案及图像后处理策略:首先,针对不同平均心室率及心室率波动程度与图像质量间的相关性进行分析,并归纳出保证房颤患者检查成功的扫描参数包括心室率上限、心室率波动区间等。同时,总结有效的图像重建流程及方法,包括最佳重建期相的选取以及个性化心电编辑方法的应用等。2009年在国内外首先进行320排容积CT房颤患者冠状动脉成像的可行性及准确性研究,并率先总结出房颤患者320排容积CT扫描方案及图像重建流程,包括依据心率对曝光心动周期数的选择、曝光时相的确定、重建扇区数的选择以及重建过程中多种重建手段的个性化应用等。 基于本系列研究在国内外发表相关文章5篇,其中SCI文章两篇,分别发表于《AJR》、《ER》、《中华放射学杂志》、《中国医学影像技术》等杂志。其中,关于房颤患者64排螺旋CT冠状动脉成像的研究结果表明,冠状动脉各节段总体图像质量、右冠状动脉及远段冠脉血管图像质量与平均心室率、心室率波动程度均有显著相关性;平均心室率>100次/min及心室率波动程度>24次/min时图像质量差的冠脉节段数明显增加;对房颤患者冠状动脉图像进行个性化重建,可有效改善房颤患者冠状动脉的图像质量;与冠脉造影对照,房颤患者的64排螺旋CT冠状动脉图像诊断的敏感性、特异性、PPV、NPV分别为 86.4%,99.3%,79.2%,99.6%。关于房颤患者320排容积CT的冠状动脉成像研究结果表明,320排冠状动脉CT图像质量满足诊断率达96.8%,与传统冠状动脉造影对照,其诊断的敏感性、特异性、PPV、NPV分别为90.0%,99.3%,85.7%,99.5%。 通过本系列研究,拓宽了冠状动脉CTA这一无创检查手段的适应症范围,为心内科房颤射频消融患者以及心外科伴发房颤患者术前进行冠脉病变筛查提供了一种无创、可靠、便捷的检查手段。本系列研究是以64排螺旋CT所采用的回顾性心电门控技术、320排容积CT的前瞻性容积扫描技术、多扇区重建及心电编辑功能等技术理论为依据,大胆进行了对于心房纤颤患者64层螺旋CT冠状动脉成像的尝试性研究,在进一步扩大了冠状动脉CTA应用范围的同时,使得一部分抗凝治疗中的房颤患者在接受心脏外科手术或射频消融术治疗前无创、快速的完成术前冠心病筛查成为可能。 二、心血管MRI检查在冠心病诊治的临床应用研究 1.主要性能指标 1.1 自2000年引进国内第一台心血管病专用MR设备(Siemens Sonata)以来,累及完成心脏MR检查4000例,根据公开报道,目前是世界上单中心完成的最大病例样本。 1.2 连续5年举办了国家级和省级医学继续教育学习班(心血管影像诊断学新进展),累及培养进修人员200余人次,进行了相关研究结果的推广应用。 1.3 自2000年以来,发表MRI与冠心病诊治方面的论文23篇,其中4篇为SCI论文。 1.4 出版相关专著1本“《心血管疾病磁共振成像》”以最详实的方式从扫描技术、诊断效能、优势到局限性客观阐述了MRI在心血管中的应用,对该技术的合理应用起到了指导性作用,填补了国内空白。 1.5 培养研究方向为MRI心血管病应用的博士研究生5名,硕士研究生8名。 2.临床研究应用领域 2.1 标准化MR心脏扫描方案的建立 该方案发表于中华放射学杂志2007,11,1263-1267.近年来,心脏磁共振技术在我国各级医院大量引进并投入临床应用,心脏MRI技术得以迅速推广。但同时,心脏MR检查的应用不均衡、不规范、医师对心脏临床相关知识和诊断水平不足以及对辐射剂量重视不够等已成为突出问题。在此背景下,我科室及时起草并出台了“标准化MR心脏扫描方案”。“方案”总结了近年来国内外的大量循证医学证据和专家们的临床经验,经过反复讨论和同行评议历时一年完成。该“方案”对于指导临床实践,强化适应证选择、规范操作、加强质量控制以及保护受检者等方面将具有重要价值,从而帮助放射科医师和技师更好地利用大型设备资源,为广大患者服务。该“方案”对MR冠心病成像技术进行系统阐述,内容包括:心脏基本扫描平面及心肌节段划分;心功能分析;心肌灌注成像;心肌活性成像;冠状动脉成像。 2.2 MR新领域—冠状动脉成像的开展 无创性冠状动脉成像是冠心病诊断的研究热点之一。目前MSCT因成像速度快,准确性高已经在临床普遍应用;与其相比,MRI具有无X线电离辐射、无需注射含碘对比剂的优点。但冠状动脉解剖结构细小、走行迂曲、位置深埋、周围有心包脂肪包裹,是MRI在人体器官中要求最高、难度最大的部位,所以冠状动脉MRI面临的问题除心脏、呼吸运动伪影外,还需要有足够的空间分辨力和与周围组织的对比。迄今为止,它的成像及应用尚处于研究阶段。我们自2000年起,开始研究冠状动脉MRI成像技术,在国内处于领先地位。特别是在2010年,我们进行了全心冠状动脉磁共振成像研究,与DSA对照评价其诊断冠状动脉狭窄的准确性,证明全心冠状动脉磁共振成像对检测冠状动脉狭窄具有中度敏感性和较高的阴性预测值。该研究为国内首次报道,并在北美放射学年会上获奖。 文章发表为: (1)戴沁怡,张兆琪,贺毅等。1.5T全心冠状动脉磁共振成像诊断冠状动脉狭窄的初步研究 中华放射学杂志,2011,4 (2)张兆琪 对比增强磁共振冠状动脉成像的初步研究 中国医学影像技术 2003 另外,近年来随着MR成像技术对颈动脉斑块的大量研究,已证明其可以准确地评价斑块成分。人们遂亦将MRI冠状动脉硬化斑块的研究寄希望于冠脉管壁成像。同样,冠状动脉走行迂曲、管腔细小、易受呼吸心跳运动影响等诸多自身特点,使这一成像技术十分复杂,受干扰因素较多。由于技术上的限制(高空间分辨率及运动补偿等),冠状动脉斑块成像远远未达到颈动脉斑块成像的水平,目前仍处于技术可行性的探索阶段,仅有少数文章发表。我们采用2D横截面黑血管壁成像技术进行冠脉管壁成像,通过与血管内超声(intravascular ultrasound,IVUS)对照,评价磁共振黑血冠状动脉管壁成像评价冠状动脉斑块的可行性及准确性。证明冠状动脉黑血管壁成像可以发现冠状动脉近中段的粥样硬化斑块,同时能够相对评价狭窄段血管面积和管腔面积,为磁共振冠脉斑块成像研究推进了一步。 该研究为国际首次发表,文章发表为: (1)He Y,Zhang Z*,Dai Qinyi,et al.Accuracy of magnetic resonance imaging to identify the coronary artery plaque:a comparative study with intravascular ultrasound (IVUS).JMRI 2011(revised)(IF 2.675) (2)张兆琪,贺毅,戴沁怡.磁共振黑血序列冠状动脉管壁成像评价粥样硬化斑块初步研究结果与血管内超声对照研究 磁共振成像 2010,2,94-97. 2.3 心脏“一站式”检查的开展 心肌活性(Myocardial viability)即心肌的存活能力,指细胞结构完整、具有代谢活性及收缩能力或收缩潜力的心肌。目前所有的存活心肌检查方法,包括被视为检测心肌活性金标准的PET检查,均由于过低的空间分辨率而难于区分心内膜下心肌梗死及心外膜下的存活心肌,即难以反映心肌梗死的透壁程度。而心肌梗死的透壁程度与血运重建后节段性室壁运动的恢复密切相关。MR对比增强心肌活性检查可清晰显示心内膜至心外膜间心肌梗死的透壁程度及梗死区存活心肌的范围。心肌梗死表现为心肌信号增强,MR成像空间分辨率较高,可显示和分析心肌增强的透壁程度,可分为以下三种类型:①透壁增强:全层心肌增强,可为均匀增强或中央低或无增强的边缘增强,反映微循环阻塞;②非透壁增强,心内膜下心肌或心内膜下至中层心肌增强,心外膜下至中层或心外膜下心肌无增强,后者属存活心肌;③混合型增强,同一心肌段内透壁和非透壁增强并存。MR心肌活性检查的目的,就是在急慢性冠状动脉事件发生后,准确判断急性及陈旧性心肌梗死的同时,明确梗死区域内及周边是否存在存活心肌并确定存活心肌的大小及范围,为血运重建治疗做出指导。有效并准确地评价存活心肌对选择治疗方案、决定是否进行血运重建治疗具有重要的临床指导意义。MR心肌活性检查正在成为临床工作中一项极具发展潜力并不断成熟的方法,有望使无创、无辐射、无对比剂、诊断精确性高、区域分辨率好、临床指导性强的心脏“一站式”检查在不远的将来成为可能。 针对磁共振心脏成像,本科室开展了相关的临床研究,并于此项技术在国内应用早期在核心期刊发表多篇论著,研究结果显示,如果以75%的透壁强化程度为标准,对比增强MR心肌活性检查对所有室壁运动异常心肌收缩功能改善的阳性及阴性预测值和对其中室壁无运动及矛盾运动收缩功能改善的阳性及阴性预测值均较高。此后,在发表原创论著及总结临床实践经验的基础上,本科室组织科内人员编辑撰写了磁共振心血管成像及诊断方面的专著,并出版成书,受到业内人士好评。通过多年临床实践与科研工作,我们认为MR对比增强心肌活性检查可准确反映心肌梗死的透壁程度,做出心内膜下心梗的准确诊断并判断其程度,以此预测血运重建术后的心功能改善情况,此项技术应用于临床,协助治疗方案制定和评估治疗效果,其价值受到相关临床科室肯定。 有一点值得指出的是,对比增强MR心肌活性检查所显示的大面积延迟增强区域内,常能够观察到信号减低的区域。如果延迟增强图像中出现了这种信号减低区,就涉及到了其与存活心肌的鉴别问题。本科室进行的相关动物实验表明,这一位于延迟增强区域中心或紧贴在心内膜下的信号减低区即为“无再灌注区”或“无复流区”。它并非存活心肌,而代表着重度的无可恢复的心肌坏死。其与存活心肌的影像学鉴别诊断要点如下:第一,“无再灌注区”周围常有高强化区环绕且常位于心内膜下,在连续的短轴层面上可以很好地观察到这一征象。第二,在首过成像当中,这一区域没有首过强化。第三,如果上述表现不明显,仍难与存活心肌相鉴别,可在延长延迟扫描时间后再次进行延迟扫描,如延迟至30 min~40min,这时由于组织间隙的渗透作用,“无再灌注区”将会出现延迟强化。针对冠心病心肌活性成像研究,本科室曾成功申报并完成多项课题研究工作,结题成果以论文及摘要形式刊登并于多次国内外学术会议进行发言及展板交流。