專利名稱：一種減少冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的心電門控采集圖像方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種減少冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的心電門控采集圖像方法。
背景技術(shù)：
自從1984年EBCT應(yīng)用到臨床對(duì)心臟病的檢查，人們一直認(rèn)為冠狀動(dòng)脈在一個(gè)心動(dòng)周期(一個(gè)心跳)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)是心臟舒張中期，此點(diǎn)位于心電圖p波附近，70％～80％心動(dòng)周期，并且將心電圖80％心動(dòng)周期固定化地應(yīng)用于采集圖像的時(shí)相，寫入EBCT計(jì)算機(jī)采集圖像的軟件中不能更改。實(shí)際中，因?yàn)楣跔顒?dòng)脈隨著心臟跳動(dòng)，運(yùn)動(dòng)速度很快，而且冠狀動(dòng)脈管腔發(fā)育迂曲而細(xì)小，成像十分困難。應(yīng)用EBCT掃描患者心臟時(shí)發(fā)現(xiàn)，大部分患者冠狀動(dòng)脈圖像有運(yùn)動(dòng)偽影，冠狀動(dòng)脈成“弧形”，而非“圓點(diǎn)狀”，造成檢查的失敗，有運(yùn)動(dòng)偽影的冠狀動(dòng)脈節(jié)段不能進(jìn)行診斷。如何消除冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)或搏動(dòng)偽影，是醫(yī)學(xué)影像學(xué)研究人員的首要任務(wù)。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明需要解決的問題就在于提供一種減少冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的心電門控采集圖像方法。
為解決上述問題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案本發(fā)明減少冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的心電門控采集圖像方法，它是在右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)進(jìn)行心電門控采集圖像。
本發(fā)明所述右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為30％-50％心動(dòng)周期。
優(yōu)選地，本發(fā)明右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為基礎(chǔ)心率小于50次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)是31％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為51～60次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為33％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為61～70次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為35％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為71～80次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為38％心動(dòng)周期，基礎(chǔ)心率為81～90次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為41％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為91～100次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為44％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率大于100次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為46％心動(dòng)周期。
對(duì)不同基礎(chǔ)心率患者EBCT心臟電影(cine study)圖像進(jìn)行研究，EBCT掃描方法是采用心臟電影掃描模式，對(duì)心臟每一層面在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)進(jìn)行連續(xù)掃描，一次檢查可以完成8個(gè)心臟不同層面的掃描，掃描過程覆蓋整個(gè)心動(dòng)周期(以下簡(jiǎn)稱為RR間期)；掃描層厚度8mm，兩層之間間隔4mm。每幀圖像采集時(shí)間為50毫秒，間隔6毫秒。在每一幅冠狀動(dòng)脈圖像上測(cè)量各支冠狀動(dòng)脈的空間位置，因而可以得到冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)在兩次圖像采集時(shí)間內(nèi)(56毫秒)的運(yùn)動(dòng)距離，因此冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度＝運(yùn)動(dòng)距離÷時(shí)間。
上述測(cè)量方法可以得到右冠狀動(dòng)脈在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)每間隔56毫秒的運(yùn)動(dòng)速度，連結(jié)各點(diǎn)即可形成一個(gè)運(yùn)動(dòng)曲線，表示冠狀動(dòng)脈在一個(gè)心跳過程中的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。根據(jù)患者基礎(chǔ)心率的不同分組，分別為＜50次/分鐘，50～60次/分鐘，61～70次/分鐘，71～80次/分鐘，81～90次/分鐘，91～100次/分鐘和＞100次/分鐘等7組，分別得到各組患者冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度曲線，發(fā)現(xiàn)了如下結(jié)果。
第一，冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度與基礎(chǔ)心率有關(guān)，心率越快，冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度越快；其次，右冠狀動(dòng)脈(RCA)的運(yùn)動(dòng)速度快于左側(cè)回旋支(LCX)，更快于左側(cè)前降支(LAD)冠狀動(dòng)脈；第三，RCA和LCX因?yàn)榉謩e生長(zhǎng)于心臟的右側(cè)和左側(cè)房室間溝，因此運(yùn)動(dòng)形態(tài)和方式相同，而LAD運(yùn)動(dòng)方式不同；第四，以上各組患者冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度在心動(dòng)周期內(nèi)的最慢運(yùn)動(dòng)點(diǎn)位于心電圖標(biāo)記的T波附近，即心臟收縮末期及舒張?jiān)缙冢@一點(diǎn)是共同的，即適用于所有患者；而傳統(tǒng)的80％RR間期僅適用于基礎(chǔ)心率＜70次/分鐘的患者；第五，將患者的基礎(chǔ)心率與冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度最慢點(diǎn)做統(tǒng)計(jì)學(xué)回歸分析，得到回歸方程為Y＝0.3755×X，Y指冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度最慢點(diǎn)，即最佳采集圖像的時(shí)間；X指病人的基礎(chǔ)心率，通過應(yīng)用此回歸方程，即可找到不同心率患者CT或MRI采集圖像的最佳時(shí)機(jī)，具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于＜50次/分鐘的心率患者，采集圖像最佳點(diǎn)是31％RR間期；對(duì)于51～60次/分鐘，為33％RR間期；對(duì)于61～70，為35％RR間期；對(duì)于71～80，為38％RR間期，對(duì)于81～90，為41％RR間期；對(duì)于91～100，為44％RR間期；對(duì)于＞100基礎(chǔ)心率，為46％RR間期。
傳統(tǒng)的觀念認(rèn)為冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期中的舒張中期，即70％～80％RR間期(心電圖的P波附近)，運(yùn)動(dòng)速度最慢，但是經(jīng)臨床應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，對(duì)于基礎(chǔ)心率較快的患者，冠狀動(dòng)脈(主要是右冠狀動(dòng)脈)的運(yùn)動(dòng)偽影仍然很明顯。冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影嚴(yán)重影響了診斷，運(yùn)動(dòng)的層面不能做出診斷，對(duì)于冠狀動(dòng)脈鈣化斑塊不能準(zhǔn)確定量(采用積分法)計(jì)算，對(duì)于CT血管造影(CTA)圖像，不能觀察冠狀動(dòng)脈管腔的狹窄，不能評(píng)估管腔內(nèi)的病變，因而造成冠狀動(dòng)脈(主要是右冠狀動(dòng)脈和左側(cè)回旋支冠狀動(dòng)脈)檢查的失敗。
本發(fā)明主要解決了冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的難題，使得對(duì)每一個(gè)患者的檢查均獲得滿意的圖像質(zhì)量，基本消除了冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)偽影。本發(fā)明是在研究了冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)軌跡的基礎(chǔ)上，首次研究了不同基礎(chǔ)心率患者每支冠狀動(dòng)脈在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度，從而掌握了冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了每支冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢的時(shí)相。根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度曲線，得到了最佳采集圖像的時(shí)間，并有所有完整的數(shù)據(jù)和回歸方程。采用本發(fā)明的回歸曲線采集圖像，冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影基本被消除。
本發(fā)明不僅修改了傳統(tǒng)心電門控方法，更是更新了冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)規(guī)律的傳統(tǒng)觀念。本發(fā)明不僅可以應(yīng)用于臨床CT和MRI對(duì)冠狀動(dòng)脈血管造影成像，還使EBCT和多排螺旋CT(MSCT)對(duì)冠狀動(dòng)脈鈣化斑塊的定量更加準(zhǔn)確。
采用本發(fā)明的心電門控方法與傳統(tǒng)方法對(duì)照，使EBCT血管造影診斷冠心病的敏感性提高22％，特異性提高12％，準(zhǔn)確性提高13％；而因冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影導(dǎo)致的不可評(píng)估率降低26％。對(duì)于冠狀動(dòng)脈鈣化積分的變異性(viability，越高表示方法的準(zhǔn)確性或重復(fù)性越差)研究顯示，本發(fā)明的方法與傳統(tǒng)方法相比，觀察者間變異性降低3.7％，同一觀察者間變異性降低0.5％；而最重要的是降低了兩次掃描間的變異性約10％，圖像運(yùn)動(dòng)偽影降低53％的患者，這樣使EBCT能夠用來(lái)評(píng)估冠狀動(dòng)脈鈣化斑塊的進(jìn)展和愈后的情況。

圖1為正常心電圖，R-R之間表示一個(gè)心動(dòng)周期，T表示T波，即心臟收縮末期，P表示P波，即心臟舒張中期。
圖2為冠狀動(dòng)脈前降支(LAD)、回旋支(LCX)和右冠狀動(dòng)脈(RCA)在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度曲線。
圖3為根據(jù)冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度曲線，找到冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度曲線最慢的時(shí)相。
圖4為傳統(tǒng)心電門控方法和本發(fā)明方法采集的圖像，箭頭所示分別為右冠狀動(dòng)脈有明顯的運(yùn)動(dòng)偽影和右冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影消失。
具體實(shí)施方式1、人體心臟EBCT電影掃描，EBCT掃描方法是采用心臟電影掃描模式，對(duì)心臟每一層面在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)進(jìn)行連續(xù)掃描，一次檢查可以完成8個(gè)心臟不同層面的掃描，掃描過程覆蓋整個(gè)心動(dòng)周期0％～100％RR間期；掃描層厚度8mm，兩層之間間隔4mm。每幀圖像采集時(shí)間為50毫秒，間隔6毫秒。在每一幅冠狀動(dòng)脈圖像上測(cè)量各支冠狀動(dòng)脈的空間位置，因而可以得到冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)在兩次圖像采集時(shí)間內(nèi)(56毫秒)的運(yùn)動(dòng)距離，因此冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度＝運(yùn)動(dòng)距離÷時(shí)間，56毫秒為一固定常數(shù)；如圖1正常心電圖，R-R之間表示一個(gè)心動(dòng)周期，T表示T波，即心臟收縮末期，P表示P波，即心臟舒張中期。
2、測(cè)量冠狀動(dòng)脈每幅圖像空間坐標(biāo)；3、計(jì)算冠狀動(dòng)脈在兩次掃描間隔56毫秒內(nèi)的運(yùn)動(dòng)距離，運(yùn)動(dòng)速度＝運(yùn)動(dòng)距離÷間隔時(shí)間(56毫秒)；建立一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度曲線，如圖2為冠狀動(dòng)脈前降支(LAD)、回旋支(LCX)和右冠狀動(dòng)脈(RCA)在一個(gè)心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)速度曲線。
4、根據(jù)運(yùn)動(dòng)速度做出一個(gè)完整心動(dòng)周期內(nèi)的運(yùn)動(dòng)曲線；根據(jù)基礎(chǔ)心率分組，做出運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)與基礎(chǔ)心率的回歸方程，找到冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度曲線最慢的時(shí)相。如圖3為根據(jù)冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度曲線，找到冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)速度曲線最慢的時(shí)相。
5、在右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)進(jìn)行心電門控采集圖像。如圖4為傳統(tǒng)心電門控方法和本發(fā)明方法采集的圖像，箭頭所示分別為右冠狀動(dòng)脈有明顯的運(yùn)動(dòng)偽影和右冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影消失。
權(quán)利要求
1.一種減少冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的心電門控采集圖像方法，其特征在于它是在右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)進(jìn)行心電門控采集圖像。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為30％-50％心動(dòng)周期。
3.權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于所述右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為基礎(chǔ)心率小于50次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)是31％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為51～60次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為33％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為61～70次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為35％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為71～80次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為38％心動(dòng)周期，基礎(chǔ)心率為81～90次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為41％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率為91～100次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為44％心動(dòng)周期；基礎(chǔ)心率大于100次/分鐘時(shí)，右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)為46％心動(dòng)周期。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種減少冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的心電門控采集圖像方法，它是在右冠狀動(dòng)脈在心動(dòng)周期內(nèi)運(yùn)動(dòng)最慢點(diǎn)進(jìn)行心電門控采集圖像。解決了冠狀動(dòng)脈運(yùn)動(dòng)偽影的難題，使得對(duì)每一個(gè)患者的檢查均獲得滿意的圖像質(zhì)量，基本消除了冠狀動(dòng)脈的運(yùn)動(dòng)偽影。
文檔編號(hào)A61B5/00GK1586394SQ20041005739
公開日2005年3月2日 申請(qǐng)日期2004年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月31日
發(fā)明者呂濱, 莊囡, 戴汝平 申請(qǐng)人:呂濱