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第一部分不同重建算法联合辐射剂量降低方案对冠脉钙化积分的影响背景和目的:冠心病发病率和病死率均居心血管疾病首位,对其早期诊断显得尤为重要。对于临床症状不明显的冠心病病人来说,冠状动脉钙化(Coronary artery calcium,CAC)积分是一项预测其未来心血管病风险的重要的无创性检查。目前常用1990年Agatston等人提出的Agatston评分(Agatston score,AS)定量评估CAC,但标准扫描重建方案所得的AS图像噪声大,辐射剂量高,这限制了 AS在人群筛查中的应用。本研究通过体模实验和临床实验两部分,评估不同的重建算法联合低剂量扫描方案对冠脉钙化积分的影响,并试着提出解决IMR算法联合低剂量扫描方案低估AS的方法。材料与方法:使用256排CT对嵌入不同比例羟基磷灰石圆柱体的胸部体模进行扫描。使用不同的扫描方案(120 kV,20-80 mAs)对体模进行扫描,然后使用不同的重建算法及算法水平(FBP,iDose4 1-7)、IMR 1-3)对所有的原始数据进行重建。在后处理工作站上测量AS,图像噪声并计算图像的信噪比(Signal-to-noise ratio,SNR)及对比噪声比(contrast-to-noise ratio,CNR),评估不同扫描及重建方案对AS及图像质量的影响;对标准扫描重建方案和低剂量扫描重建方案的AS进行线性回归分析,以回归方程的斜率作为校正因子;前瞻性入组40名冠状动脉有钙斑的病人,使用剂量降低方案(120 kv,50 mAs)对病人进行扫描,扫描完成后分别使用FBP、iDose44和IMR2进行重建,在后处理工作站上测量AS,应用体模实验中得出的校正因子对AS进行校正,并根据AS对病人进行风险分层,比较不同重建算法及校正因子对AS及风险分层的影响。结果:在体模实验中,相同的扫描方案下,iDose4和IMR组的SNR和CNR均高于FBP组(P值均小于0.05)。iDose4组(iDose4 1-7)与FBP组的AS无显著差异(P值均大于0.05),而IMR(IMR 1-3)组的AS均低于FBP组(P值均小于0.05);120kV管电压和50mAs管电流为低剂量扫描重建方案,其AS的校正因子为1.14;在临床实验中,iDose4组及IMR组的AS均低于FBP组((367.92 ±514.81,334.67 ± 462.06 vs.379.16±525.35,P 值均小于 0.05),经校正因子校正后,IMR组和FBP组的AS无显著差异(P=0.979),IMR组和FBP组风险分层的一致性从0.81提升到了 0.85.结论:1.低剂量扫描方案联合IMR2重建算法低估了病人的冠状动脉AS及风险分层;2.使用校正因子能够降低该影响并提高与FBP重建算法风险分层的一致性,校正因子为1.14。第二部分动态CT心肌灌注成像对冠状动脉慢性完全性闭塞患者的评估背景和目的:冠状动脉慢性完全性闭塞(Coronary chronic total occlusion,CTO)是冠状动脉性心脏病中最严重的病变。成功进行经皮冠状动脉介入治疗(percutaneous coronary intervention,PCI)手术能够改善CTO患者预后及生活质量。而PCI术前有效的评估CTO患者的心肌灌注功能及存活情况能帮助临床医生更客观的评价CTO患者的获益与预后。冠状动脉侧支循环(coronary collateral circulation,CCC)是冠状动脉分支间的吻合血管,能够为阻塞支冠脉供血区供血,从而影响CTO患者的心肌灌注功能及心肌存活情况。目前导管室常使用Rentrop分级评估CTO患者的CCC,但Rentrop分级不能精确评估CCC在维持心肌灌注中的作用。动态 CT 心肌灌注成像(CT myocardial perfusion imaging,CT-MPI)可准确反映心肌血流动力学变化,从而定量评价心肌灌注分布及心肌存活状态。本研究拟以冠状动脉造影(Coronary angiography,CAG)及SPECT心肌灌注成像(SPECT myocardial perfusion imaging,SPECT-MPI)为金标准,讨论动态 CT-MPI定量参数对CTO患者心肌灌注功能评估的价值以及CT-MPI定量参数和基于延迟双能量 CT(dual-energy CT,DECT)扫描的细胞外容积(Extracellular Volume,ECV)对CTO患者侧支循环的评价意义。材料与方法前瞻性入组21名本院心内科就诊CAG证实为CTO病变且完成SPECT-MPI心肌灌注的患者。所有患者均在双源CT上行动态CT-MPI扫描,延迟7 min后行双能量扫描。在后处理工作站上测量并计算每个心肌节段的CT-MPI定量参数包括:心肌血流量(Myocardial blood flow,MBF)、心肌血容量(Myocardial blood volume,MBV)、开始时间(Time to start,TTS)、达峰时间(Time to Peak,TTP)、血管外细胞外容积(Extravascular Extracellular Volume,EEV)、流量提取乘积(Flow Extraction Product,FE)、灌注毛细血管血容量(Perfusion Capillary Blood Volume,PCBV)及心肌血流量比值(Ratio of Myocardial blood flow,rMBF),同时计算基于DECT的ECV。以SPECT-MPI为金标准,比较灌注正常及异常心肌节段、不同缺血程度心肌节段、存活与梗死心肌节段各个参数的差异,采用ROC曲线下面积(area under curve,AUC)比较参数的诊断效能并得到最佳截断值。以Rentrop分级为标准将CTO心肌节段分为CCC良好组和不良组,比较两组各个参数间的差异,对于有统计学意义的参数分析其和Rentrop分级之间的相关性。采用Kolmogorov-Smirnov检验评价数据的正态性。符合正态分布的变量,两组计量资料平均值的比较采用独立样本t检验,多组计量资料平均值的比较采用方差分析,多个均数间的多重比较采用LSD-t检验;不符合正态分布的变量采用Mann-Whitney U秩和检验来比较各组间的差异。使用受试者工作特征(ROC)曲线下面积(AUC)评估CT-MPI诊断准确性。采用Spearman相关性分析评价Rentrop分级和定量参数的相关性。P<0.05被认为有统计学差异。结果:1.共纳入21名CTO病人25条CTO冠脉357个心肌节段,其中男性16名女性5名,平均年龄为60.71岁。2.357个心肌节段中灌注正常组共235心肌节段,灌注异常组共122心肌节段,灌注异常组的MBF、rMBF、MBV、FE、PCBV及EEV均低于正常组,而TTS及TTP高于正常组(P值均小于0.05),其中MBF的AUC最大,为0.809最佳截断值为74.5 ml/100ml/min灵敏度和特异度分别为0.78和0.73。3.随着心肌缺血程度加重,MBF及rMBF的值不断降低,但是,中、重度缺血组的MBF和rMBF无显著差异(P值分别为0.722和0.709)。当鉴别梗死及存活心肌时,MBF与rMBF的AUC分别为0.836和0.872,两个参数的最佳截断值分别为67.5 ml/100ml/min和78.13%,灵敏度均为0.83,特异度分别为0.74和 0.79;4.CCC良好组的MBF、MBV、FE及EEV明显高于CCC不良组(P值均小于0.05),但Spearman相关性分析结果显示,MBF、MBV、FE及EEV与Rentrop分级间均无明显相关性(|r|均小于0.3);5.CCC良好组与CCC不良组基于DECT的ECV无明显差异(P=0.904)。结论:1.CT-MPI定量参数对CTO患者心肌灌注及缺血程度均有较好的诊断价值;2.CT-MPI定量参数与Rentrop分级相关性差;3.基于DECT的ECV不能很好的预测CTO患者的CCC。