Influence of the cardiac phase on the prevalence of motion artefacts in computed tomography performed to detect coronary calcification

Hintergrund und Ziele Die Mehrzeilen-Detektor-Computertomographie (MDCT) mit retrospektivem EKG-Gating wird im Rahmen der Risikoevaluation für kardiale Ereignisse zum Nachweis koronarer Kalzifizierungen eingesetzt. Das Auftreten von Bewegungsartefakten kann die Quantifizierung von Koronarkalk beeinträchtigen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen der zur Rekonstruktion verwendeten kardialen Phase und dem Auftreten von Bewegungsartefakten in Koronararterien untersucht. Methoden Es wurden 50 konsekutive Patienten evaluiert, die mittels MDCT (16 x 1,5 mm Kollimation, 370 ms Rotation) zum Nachweis von Koronarkalk untersucht wurden. Die mittlere Herzfrequenz betrug 60+/-10 Schlägen/Minute. Für alle Patienten wurden 9 Datensätze (3.0 mm Schichtdicke, 1,5c mm Tischvorschub) zu unterschiedlichen, äquidistanten Zeitpunkten im Bereich von 10 – 90% des R-R-Intervalls rekonstruiert. Die Schnittbilder aller Datensätze wurden hinsichtlich des Auftretens von Bewegungsartefakten getrennt für Ramus interventricularis anterior (RIVA), Ramus circumflexus (RCX) und rechte Koronararterie (RCA) evaluiert. Für das jeweilige Gefäß wurde die Herzphase ermittelt, die im Durchschnitt aller Patienten die wenigsten Bewegungsartefakte aufwies. Ergebnisse und Beobachtungen Im Durchschnitt aller Patienten traten Bewegungsartefakte in der Rekonstruktion bei 60% des Herzzyklus, was der mittleren Diastole entspricht, am seltensten auf. Insgesamt zeigten zu diesem Zeitpunkt 93,6% aller Schnittbilder, auf denen die Koronararterien abgebildet wurden, die geringsten Bewegungsartefakte. Der Zeitpunkt 60% des Herzzyklus zeigte für den RIVA bei 80% der Patienten die optimale Bildqualität, für den RCX bei 76% und für die rechte Koronararterie bei 82% aller Fälle. Praktische Schlussfolgerung Zusammenfassend findet sich die optimale Herzphase zur Detektion von Koronarkalk mittels 16-Zeilen CT in dieser Studie bei 60% des Herzzyklus. Diese Information kann besonders bedeutend sein, wenn eine EKG-Modulation des Röhrenstroms zur Senkung der Strahlenexposition geplant ist.Background and Objectives Multi-detector Computed Tomography (MDCT) with retrospective ECG gating is used for the detection of coronary calcification in the context of risk stratification. Motion artefacts can occur and may influence the ability to visualize and quantify calcium. We investigated the relationship between the cardiac phase used for reconstruction and the prevalence of motion artefact in the coronary arteries. Methods 50 consecutive patients scanned by 16-slice MDCT (16x1.5 mm collimation, 370 ms rotation) for the detection of coronary calcification were evaluated. The mean heart rate was 60±10/min. No beta-blockers were given for the MDCT scan. In all patients, 9 MDCT data sets (3.0 mm slice thickness, 1.5c mm increment) were reconstructed starting at 10% to 90% of the cardiac cycle. Each data set was evaluated concerning the presence of motion artefact in each cross-section for the left anterior descending coronary artery (LAD), left circumflex coronary artery (LCX), and right coronary artery (RCA). The number of cross-sections in which an artery was discernible without motion artefact divided by the total number of cross-sections in which the vessel was present constituted the percentage of vessel visualized free of motion artefacts. Results and Observations Most frequently, data sets reconstructed at 60% of the cardiac cycle yielded least motion artefact for all coronary arteries. For all patients, 93.6% of all vessel cross-sections were free of motion artefact at 60% of the cardiac cycle. The LAD was visualized completely free of motion in 80% of patients, the LCX in 76%, and the RCA in 82%. Practical Conclusions In summary, optimal visualization of all coronary arteries in 16-slice MDCT for coronary calcium detection is most frequently achieved at 60% of the cardiac cycle. This information is important when ECG-correlated tube current modulation is planned to reduce radiation exposure