心臓ct編 - uminjsrthokkaido.umin.jp/wp-content/uploads/2013/12/ogura2.pdfpugliese f, mollet nra,...

日本放射線技術学会北海道部会CT専門委員会セミナー

Sapporo Medical University Hospital

札幌医科大学附属病院放射線部

小倉圭史

心臓CT編

かわるものかわらないもの



Helical CT登場SDCT

1990

1999

2002

2004

2007

MDCT登場4DAS

16DAS

64DAS

ADCTDSCT 2009

HDCT

CT装置の変遷

心電図同期撮影

心臓CTが一般的に



列数の違いによる画質の違い

4列 64列8列



著者誌名年撮影法

患者数

観察

丌可能率感度特異度ＰＰＶＮＰＶ

Achenbach NEJM 1998 EBCT 125 25% 92% 94% 78% 98%

Nieman Lancet 2001 CT-4 35 27% 83% 90% 81% 97%

Achenbach Circ 2001 CT-4 64 32% 85% 76% 59% 98%

Ropers Circ 2003 CT-12 77 12% 92% 93% 79% 97%

Mollet JACC 2004 CT-16 128 7% 92% 95% 79% 98%

列数の違いによる診断精度



慢性虚血性心疾患の診断と病態把握のための検査法の選択基準に関するガイドライン（2005年改訂版）



冠動脈病変の非侵襲的診断法に関するガイドライン（2009年改訂版）



心臓CTにおいてかわるものかわらないもの

多列化回転速度空間分解能時間分解能撮影方法造影方法診断精度被ばく線量

身体的条件呼吸管理心拍数管理




目次

・心臓の静止位相

・再構成方法と時間分解能

・撮影方法と被ばく低減技術



心臓の動き

拡張中期から後期では、左心室の動きが比較的少ない



心位相による違い 0%~90% 10%間隔

0% 10% 20% 30%

40% 50% 60% 70%

80% 90%

低心拍の場合、拡張中期に集約される



収縮期と拡張期での画像の違い

40% 75%

心拍数 55bpm ハーフ再構成

拡張中期で画像を作成した方が良い



心臓の動きと時間分解能

収縮期収縮期拡張期

急速充満期

減速充満期

心房収縮期

Temporal Resolution

急速駆出期

緩除駆出期

心拍数が低い場合



収縮期収縮期拡張期

減速充満期

急速充満期

心房収縮期

Temporal Resolution

急速駆出期

緩除駆出期

心拍数が高い場合

心拍数が高くなると、減速充満期(slow filling)の時間が短くなる

心臓の動きと時間分解能



0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

35- 40- 45- 50- 55- 60- 65- 70- 75- 80- 85- 90- 95- 100-

心拍数と画質

3.0±

0.0

3.0±

0.0

3.0±

0.1

3.0±

0.3

2.9±

0.3

2.8±

0.4

2.6±

0.6

2.3±

0.8

2.2±

0.6

2.0±

0.9

1.0±

0.0

2.8±

0.5

2.4±

0.8

2.5±

0.7

ns P=0.061 P=0.009

P<0.001

ns

近藤武先生

３点：Excellent２点：Acceptable１点：unacceptable



心臓の静止位相

• 心臓は周期的に運動しており、拡張中期付近で動きが減速する

• 画像再構成は拡張中期(緩徐充満期)に作成が質の高い画像になる

• 心拍数が高くなると拡張中期の時間が短くなり、時間分解能が不足する。

• 可能な限り65bpm以下では撮影することが望ましい



Prospective gating scan

Retrospective gating scan

心電図同期撮影の種類




Prospective gating scan

事前に撮影する心拍位相を決定し、その部分のみを曝射する撮影方法再構成法はハーフ再構成

Retrospective gating scan

心電図データを取得しながら撮影し、得られた全心位相データから、任意の心位相の画像を再構成する方法画像再構成法はハーフ再構成、時間分解能の高い分割再構成が可能



1枚の画像に含まれる時間

カメラのシャッタースピードと同じ

時間分解能

けっして、撮影にかかる時間ではない！！



1) Sway at 25 mm/sec

simulated as heart beat

80bmp

2) Acquisition in fixed phase

Simulating model

250 msec

(0.25 sec)

500 msec

(0.5 sec)

750 msec

(0.75 sec)

100 msec

(0.1 sec)

60 msec

(0.06 sec)

Good Image Quality Bad

Low Heart Rate High Heart Rate

心拍数は低く安定しているほうが高い時間分解能を提供できる

時間分解能と心拍の関係



回転速度:0.35秒ハーフリコン

60bpmの場合

1,000msec

120bpmの場合

500msec 心拍数の上昇に伴って

相対的な時間分解能

（実効時間分解能）が

低下

心電図同期再構成：ハーフ再構成

180°+ファン角



心電図同期分割式再構成法の原理

2つの心拍から同じ心拍位相における異なるView Angleのデータをつなぎ合わせて、１つの画像を作成する。

＋＝

0°

230°

2分割の場合

ハーフ再構成の半分の時間分解能が得られる

180°＋Fan Angle



心電図同期分割式再構成法の原理

＋＝

3分割の場合

ハーフ再構成の約３分１の時間分解能が得られる

＋

2つの心拍から同じ心拍位相における異なるView Angleのデータをつなぎ合わせて、１つの画像を作成する。



時間分解能は心拍数によってかわる

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

40 50 60 70 80 90 100 110 120

sec

bpm



複数の心拍からのデータにより画像を作成することで時間分解能は向上・・・・心臓が同周期で同位置を運動することを想定

心電図同期撮影分割式再構成の問題点

心臓は毎回同じように動いていない！



分割再構成の問題点

分割再構成ハーフ再構成

心電図同期撮影



• Prospective gating scan• 再構成位相を事前に決定し、曝射する方法• 時間分解能はハーフ再構成• 高心拍は対応していない

• Retrospective gating scan• 全心位相データを収集• 時間分解能はハーフ再構成、分割再構成• ある程度高心拍も対応• 分解再構成を使用するとき心臓のズレにより、ボケや偽病変を作成してします

• 丌整脈にもある程度対応

再構成方法と時間分解能



再構成方法と時間分解能

心拍数を落として、ハーフ再構成を使用することが理想


Sapporo Medical University Hospital日本アイソトープ協会ホームページより

1.Raff GL, Gallagher MJ, O’Neill WW, Goldstein JA. Diagnostic accuracy of noninvasive coronary

angiography using 64-slice spiral computed tomography. J Am Coll Cardiol 2005;46:552-557.

Retrospective gating: 13 ~18 mSv




TimeHelical scan

X線照射時間線量変調方式

TimeHelical scan

X線照射時間

線量一定方式 Retrospective gating

Prospective gating選択曝射方式

Time

Step & Shoot

Helical Scan

X線照射時間



撮影方法と被ばく線量

線量変調方式

線量一定方式

選択曝射方式

Retrospective gating

Prospective gating

Raff GL, Gallagher MJ, O’Neill WW, Goldstein JA. Diagnostic accuracy of noninvasive coronary

angiography using 64-slice spiral computed tomography. J Am Coll Cardiol 2005;46:552-557.

13 -18 mSv

Pugliese F, Mollet NRA, Runza G, et al. Diagnostic accuracy of non-invasive 64-slice CT coronary angiography in

patients with stable angina pectoris. Eur Radiol 2006;16:575-582.

6 mSv (male), 7 mSv (female)

平均2.8mSv(0.75-6.7mSv)

Earls JP, Berman EL, Urban BA, et al. Prospectively Gated Transverse Coronary CT Angiography versus Retrospectively

Gated Helical Technique: Improved Image Quality and Reduced Radiation Dose. Radiology 2008;246:742-753.



各社のProspective gating scan

Discovery CT 750HD (GE)

Brilliance iCT (Philips)

SOMATOM Definition Flash (Siemens)

Area Detector CT (Toshiba)

Step & Shoot

Step & Shoot

Step & ShootFlash Spiral

Flash scanOne Shoot



4mSv

DM screening

50-51bpm

Padding 100msec120Kv, 700mA

Step & Shoot Scan



Prospective gating scanの限界

診断丌能例が30％程度まで増える



撮影方法と被ばく線量

装置のアプリケーションの更新により、被ばく線量が低減されてきている

一定線量出力

ECGモジュレーション

Prospective gated scan

13-20mSv

6-13mSv

3-8mSv

1mSv前後

新Prospective gated scan



心臓CTの撮影方法は

撮影方法と被ばく低減技術

•被ばく線量低減

•高速化（時間分解能向上も含め）

が進化した



心臓CTにおいてかわるものかわらないもの

多列化回転速度空間分解能時間分解能撮影方法造影方法診断精度被ばく線量

身体的条件呼吸管理心拍数管理




まとめ

心臓CTの撮影方法は、CT装置の進歩とともに進化してきている。しかし、心臓の生理的動態は変わらない。

心臓の生理的動態を理解し、最適な撮影方法を選択することが望まれる

心臓ct編 - uminjsrthokkaido.umin.jp/wp-content/uploads/2013/12/ogura2.pdfpugliese f, mollet nra,...

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