Cardiac CT Angiography

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1 Cardiac CT Angiography

2 SIEMENS SOMATOM Sensation 64 CT
Heart anatomy Atherosclerosis SIEMENS SOMATOM Sensation 64 CT Heart scan method Calcium score Post processing

3 心臟解剖 心臟外形 心臟腔室 右心房-上、下腔靜脈 右心室-肺動脈 左心房-右上、右下、左上、左下肺靜脈
左心室-主動脈(左前竇、右前竇、後竇) 心臟位於胸腔的下中縱膈內，是中空的肌性器官。近似前後略扁的圓錐體，心尖指向左前下方，心底朝後上方，心臟長軸斜行與人體正中矢狀面約成45度

4 Coronary Arteries 佔體重0.5％，血流量佔心臟總輸出量5％ 開口位置 分佈類型-左優勢型、均衡型、右優勢型 冠狀動脈分支
左冠狀動脈 左室前支（前降支） 迴旋支 右冠狀動脈

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11 動脈粥狀硬化（atherosclerosis）
低密度脂蛋白膽固醇（LDL）進入內皮細胞 單核球也會穿過內皮細胞，然後變性為巨噬細胞，吞噬了氧化的LDL，而形成泡沫細胞。 平滑肌細胞穿過內彈性纖維層，並和泡沫細胞、低密度脂蛋白膽固醇，形成動脈粥狀硬化斑，或稱粥狀腫，使得血管腔變窄 為什麼會發生動脈粥狀硬化呢？首先我們得先瞭解動脈的構造，血管壁最內層是內皮細胞，與血液接觸。往下依序是內皮下間質，內彈性纖維層、血管平滑肌、外彈性纖維層，而最外層則是血管外膜。 血中低密度脂蛋白膽固醇過高時，會穿過內皮細胞，聚積於內膜下方，再受到自由基的氧化。此外，血液中的單核球也會穿過內皮細胞，然後變性為巨噬細胞，吞噬了氧化的低密度脂蛋白膽固醇，而形成泡沫細胞。這些泡沫細胞的堆積造成內皮細胞往血管內腔突起，使血管內壁變成不平滑，因此循環中的血球更容易聚積，分泌細胞激素來促進內皮細胞變性、泡沫細胞的生成更多，也刺激內彈性纖維層下方的平滑肌細胞增生。然後平滑肌細胞穿過內彈性纖維層，並和泡沫細胞、低密度脂蛋白膽固醇，形成動脈粥狀硬化斑，或稱粥狀腫，使得血管腔變窄。而粥狀腫裡面隨著年齡的增長，可以出現鈣質的沈積，這是為何老年人照胸部X光可以看到主動脈鈣化陰影的原因。

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13 SIEMENS SOMATOM Sensation 64

14 STRATON x-ray tube Up to 0.33 s gantry rotation speed for cardiac and whole-body imaging High-speed, high-resolution submillimeter volume scanning (up to 87 mm/s) Premium image quality for all patient sizes Elimination of cooling delays

15 Detector configuration
4 × 1.2 mm 32 × 0.6 mm 32 × 0.6 mm 24 × 1.2 mm

16 Z-Sharp Technology Double focus-alternating 4,640 times per second
Result in an oversampling in z direction Reduce slice width， up to 64 slices per rotation Without a corresponding increase in dose 32 × 0.6 mm

17 心電監控與螺旋掃描同步技術 前瞻性心電觸發（prospective ECG-triggering）
回顧性心電門控技術（retrospective ECG-gating）

18 Cardiac CTA 適應症 1. 無症狀但為心肌梗塞高危險群的患者 2. 有症狀需評估冠狀動脈狹窄程度者 3. 運動心電圖異常的患者
1.    無症狀但為心肌梗塞高危險群的患者 2.    有症狀需評估冠狀動脈狹窄程度者 3.    運動心電圖異常的患者 4.    懷疑冠狀動脈異常的患者 5.    先天性心臟病的患者 6.    已知有冠狀動脈疾病，追蹤治療效果 7.    冠狀動脈繞道手術術後追蹤

19 Cardiac CTA禁忌症 1. 對顯影劑過敏患者 2. 腎功能異常患者（肌肝酸＞1.6） 3. 心跳速率過快
1.    對顯影劑過敏患者 2.    腎功能異常患者（肌肝酸＞1.6） 3.    心跳速率過快 4. 不適合服用β-阻滯劑者 5. 無法配合閉氣者

20 Cardiac CTA scan methods
Used Test Bolus Used Bolus Tracking

21 Heart Scan- use Test Bolus
Patient prepare（ECG、IC、breath……） Inderal ，Nitrolingual Spray Topo CaSc Test Bolus CorCTA

22 Patient Preparation --- Connecting ECG
Red White Black

23 Test bolus 10 ml contrast 50 ml saline flush 5 ml/s flow rate
Start test scan at end of breath hold command. Acquire every 2 sec. Delay = duration of breath hold command + test bolus time (i.e., time to max opacification of aortic root. Use Dynamic Evaluation) + 2 sec (arbitrary – to ensure complete clearance of contrast from RV)

24 Test bolus 7s Scanning starts at 2s intervals Start test bolus injection Duration of breath hold command X Start breath hold command at the same time X = time to reach maximum contrast enhancement of aortic root So, if the breath hold command = 7 sec, and it takes X = 6 sec for the contrast in the aortic root to reach maximum intensity, the calculated delay = = 15 sec

25 This calculated delay is then used for the CTA as follow.
Start contrast injection Delay 15 s (calculated from above) Breath hold command starts CTA scanning starts

26 Heart Scan- use Bolus tracking
Patient prepare Topo CaSc PreMonitoring IV Bolus Monitoring CorCTA } Bolus tracking

27 CorCTA protocal Eff mAs 850 kV 120 Scan time – depend on region
Delay – calculated from test bolus Slice 0.75 mm (64 × 0.6 mm) Flow rate 5 ml/s Volume of contrast required = (scan time + 3 ) × contrast flow rate Saline flush 50 ml

28 Scan region (a) (b) Scan time = time taken to scan from point (a) to point (b). So, if it takes 12 sec to scan (a) to (b), volume of contrast =12 sec × 5 ml/sec = 60 ml (a) (b)

29 Post processing Calcium score Coronary artery MIP Coronary artery VRT
Circulation Quantitative Coronary Analysis (Assessment) Left Ventricular Analysis

30 Calcium Score

31 冠狀動脈鈣化（Coronary Artery Calcium）
由動脈粥狀斑塊組成 已被廣泛接受作為動脈粥狀硬化出現的標誌 CAC對評估冠狀動脈粥狀硬化的病變程度和範圍相當重要

32 冠狀動脈鈣化的算法 Agatston 算法 Volume 算法 Mass 算法

33 Agatston 算法 採用3mm厚度，自肺動脈分叉下緣向下連續掃20張，無間距 將CT值≧130HU，面積≧1 mm2的病變定義為鈣化
鈣化積分＝f鈣化密度因子 × 鈣化面積 1990年Agatston首次提出用BECT檢測冠狀動脈鈣化的定量算法來來評價粥狀硬化程度

34 f鈣化密度因子 130HU≦CT峰值 < 200HU時， f＝1 200HU≦CT峰值 < 300HU時， f＝2
400HU≦CT峰值時， f＝4

35 某支動脈的所有評分相加，構成該動脈的Agatston評分
一般將冠狀動脈分為LM, LAD, LCX, RCA四個部分進行積分計算，各血管的分支鈣化計入相應的血管 最後所有動脈的評分相加，構成總Agatston評分

36 Volume 算法 標記以mm3為單位 更準確的計算鈣化容積 所有CT值大於130的體素被用於最後鈣化斑塊的三維重建

37 Mass 算法 將冠狀動脈斑塊轉化為等效鈣斑塊Ca-HA（鈣氫磷灰石） 公式為：體積 × 密度 × 校正因子 校正因子＝0.744
單位：mg Ca-HA

38 CT計算鈣化分析的變異性 掃描時心臟位置的改變 冠狀動脈搏動假影 影像noise 操作者的變異性 Partial volume effect
各種鈣化積分算法的重複性和可靠性 重複性 可靠性 Agatston Score + Volume + + Mass (mg) + + +

39 鈣化積分的臨床意義 冠狀動脈鈣化積分被用來反應冠狀動脈上的鈣總量 冠脈鈣化的追蹤 鈣化積分與其他因素的結合

40 CT尚未發現冠狀動脈鈣化說明在未來2～5年發生冠脈意外的可能性低
無鈣化（0分），微小鈣化（1~10分），輕度鈣化（11~100分），中度鈣化（101~399分），廣泛鈣化（>400分） 歐美國家>50歲患者，以400分為閥值

41 CAC危險因子 血中脂肪量過高 壓力過大 糖尿病 更年期 高血壓 年齡 抽菸 家族史 缺少運動 藥物 肥胖
醫學界流行病學的長期觀察顯示，罹患粥狀動脈硬化危險因子有以下幾個： 血中脂肪量過高：血液脂肪主要包括膽固醇和三酸甘油脂，這兩種物質若長期偏高，會不利於動脈血管，因為這些過高的脂肪較易沈積在血管內壁形成斑塊，造成動脈硬化狹窄。在臨床上，只能依賴驗血來偵測個人血中脂肪含量是否過高。 糖尿病：糖尿病人的脂肪代謝會出現問題，血液中運送脂肪的蛋白質（稱做脂蛋白）會受到糖化及氧化影響而產生變性，在運送過程中脂肪容易沈積在血管內壁形成脂肪斑塊。 高血壓：因為高血壓使血管壁承受較大的壓力，長期下來動脈壁較易損傷，也較易吸附膽固醇，形成脂肪斑塊並造成動脈硬化狹窄。 抽菸：抽菸與冠狀動脈心臟病形成的關係非常密切，香菸中的尼古丁、一氧化碳等會損傷動脈內壁，受傷的動脈內壁會卡住膽固醇，引起血小板堆積形成脂肪斑塊。同時，抽菸也會引起冠狀動脈收縮痙攣，減少血流量。 缺少運動：運動可以增加高密度脂蛋白，減少低密度脂蛋白，幫忙身體把多餘膽固醇從膽道與腸道排出體外，避免過剩膽固醇沈積在血管內壁。此外，運動可以促進血液循環，增加血管彈性，降低血壓，消耗過剩熱量，使身體脂肪比重減少，肌肉比重增加，而減輕體重。因此缺乏運動的人很容易得到粥狀動脈硬化。 肥胖：肥胖或體重過重的人，心臟負荷加重，血脂肪不正常的機率也較高，因而增加粥狀動脈硬化風險。 過大壓力：人會因為壓力而增加腎上腺素的分泌，於是引起血壓升高、心跳加快，傷害動脈血管內壁。 更年期：一般而言，更年期前婦女得冠狀動脈硬化的機率比同齡層男性低很多，但更年期後婦女得粥狀動脈硬化的比率便提高很多，接近同齡層男性。 年齡：身體機能會隨著年齡老化，血管硬化也不例外，如果再加上其他危險因子，就更容易發生冠狀動脈硬化。 家族史：有冠狀動脈硬化家族史的人，危險性會增加。 藥物：少數藥物如果長期服用，會直接影響脂肪代謝或引起高血壓。 針對這些動脈硬化危險因子，除了年齡、更年期及家族史外，大部分是可以控制及矯正的。首先，健康生活型態的建立是最重要的：正確飲食習慣、拒吸二手菸或戒除抽菸惡習、持續且適量的運動、以及樂觀的生活態度。其次，一旦發現有慢性病纏身，則治療不可免，須服藥以及定期檢查，且須與醫師密切配合。最後，定期作與動脈硬化有關的檢查是有其必要的。

42 MIP 冠脈雙出口RCA、LM LAD近中段 LAD中遠段 .對角枝D1長軸 左迴旋枝LCX RCA近中遠段 銳緣枝AM 後降枝PDA

43 VRT

44 Circulation - QCA

45 Circulation - LVA

46 Arterial and Venous Bypasses
Interna Mammaria Artery - Bypass

47 Parietal Coronary Artery
某一段動脈配淺層心肌覆蓋 冠狀動脈未走於脂肪組織內 表面有心肌覆蓋 該段血管較二側正常走行的血管略細 該段血管稍模糊 心肌橋（Myocardial Bridge）

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51 冠心病4種不同類型表現 心絞痛（angina pectoris） 心肌梗死（myocardial infarction）
慢性冠心病（chronic coronary heart disease） 心臟性猝死（sudden cardiac death，SCD） 冠心病的危害是心肌缺血，嚴重性取決於冠狀動脈粥狀硬化部位，血管狹窄程度，阻塞發生速度與側支循環建立與否

52 心絞痛（angina pectoris） 心肌短暫缺血引起 陣發性胸骨後或心前區疼痛或壓迫感，常放射至左肩、左臂持續數分種，可自行緩解
穩定型 勞累後或心肌耗氧量增加時 變異型 多發生於休息或安靜時，冠狀動脈經痙孿引起 不穩定型 也發生在安靜時，臨床上以進行性加重，發作頻率何持續時間不斷增加為特徵。由斑塊破裂或糜爛併發血栓形成、血管收縮、微血管栓塞所導致

53 心肌梗死（myocardial infarction）
冠狀動脈急性阻塞，明確出現心肌缺血性壞死 一般發生在左心室 心內膜下心肌梗死（subendocardial infarct） 梗死區域局限於左心室壁近腔面1/3～1/2 心內膜下心肌發生多發性缺血性壞死 壞死病灶呈薄層，延心內膜下分佈 透壁性心肌梗死（transmural infarct） 絕大多數心肌梗死屬此類 梗死呈片塊狀，較深，由心外膜直到心內膜下

54 慢性冠心病（chronic coronary heart disease）
或稱慢性缺血性心臟病 通常為缺血性心肌損傷所致進行性心力衰竭

55 心臟性猝死（sudden cardiac death，SCD）
突發胸悶，胸痛，在數分鐘或數小時內死亡，或突然暈倒猝死 原因 動脈粥狀硬化 先天性血管結構異常 主動脈瓣狹窄 二尖瓣脫垂 心肌炎，心肌病……….