双源CT头颈心一站式扫描对动脉粥样硬化的应用价值

王 涛，唐 滢，张小勇，周 鹏，王荣品*

(1.贵州省人民医院放射科，贵州 贵阳 550002；2.贵州省智能医学影像分析与精准诊断重点实验室，贵州 贵阳 550025；3.贵州省德江县人民医院放射科，贵州 德江 565200)

动脉粥样硬化(atherosclerosis， AS)最常累及冠状动脉、颈动脉及脑动脉，且是多数心脑血管事件发生的基础[1]。对AS患者进行冠状动脉及头颈部血管CTA检查有助于全面了解冠状动脉及头颈动脉情况，评估心、脑血管事件发生风险，具有重要临床意义。本研究探讨采用第三代双源CT头颈心一站式扫描模式对AS患者进行冠状动脉及头颈动脉一次性检查的可行性，及其相对于常规检查在辐射剂量、对比剂用量方面的优势。

1 资料与方法

1.1 一般资料 前瞻性收集2016年3月—2017年12月就诊于贵州省人民医院的120例成年AS患者，男76例，女44例，年龄37～95岁，平均(66.8±12.0)岁，随机分为2组，每组60例。A组男36例，女24例，年龄44～82岁，平均(67.2±11.8)岁；B组男40例，女20例，年龄37～95岁，平均(66.3±12.1)岁。A、B组患者体质量指数(body mass index， BMI)分别为(23.47±3.08)kg/m2和(24.64±4.78)kg/m2,心率分别为(84.13±10.84)次/分和(79.37±12.67)次/分。A组接受头颈心一站式扫描(图1)，B组于1周内分别接受冠状动脉CTA及头颈部CTA扫描。检查前均签署知情同意书，并经心电图及相关实验室检查排除严重心律不齐、严重心功能不全、肝肾功能障碍、甲状腺功能亢进及碘对比剂过敏者。

1.2 仪器与方法 采用Siemens Somatom Definition Force CT扫描仪。嘱患者扫描前5 min舌下含服硝酸甘油0.5 mg。先行剪影法扫描，开启管电压(CARE kV)和管电流自动调节功能(CARE Dose 4D)；而后以双筒高压注射器经肘静脉注入10 ml生理盐水，流率4 ml/s，随后以同样流率注射非离子型碘对比剂(碘帕醇，370 mgI/ml)，A组对比剂用量为40 ml，B组对比剂用量为1.0～1.5 ml/kg体质量，之后追加注入20 ml生理盐水冲管，分别进行不同模式扫描。对A组行头颈心一站式扫描，扫描过程中患者自由呼吸，扫描范围自心尖至头顶，采用回顾性心电门控扫描，层厚0.75 mm，层间距0.5 mm，探测器宽度38.4 mm，螺距3.2∶1.0，准直192×0.6 mm，ADMIRE全迭代重建算法，强度3级；根据患者心率自行选择扫描时相，心率<70次/分时以65%时相扫描，心率≥70次/分则以30%时相扫描。对B组采用常规方法分别扫描冠状动脉及头颈动脉，时间间隔<1周：冠状动脉CTA采用回顾性心电门控扫描，层厚0.75 mm，层间距0.5 mm，Kernel值B26，ADMIRE全迭代重建算法，强度3级；头颈动脉CTA采用剪影法，扫描范围自肺动脉主干至颅顶，层厚0.75 mm，层间距0.5 mm。

1.3 图像后处理 将所有重建图像均调入Siemens syngo.via 工作站，采用Neuro vascular及冠状动脉专用软件，剪影去骨并进行MPR、MIP及VR等后处理，用于图像分析与评估。

1.4 图像质量评价

1.4.1 主观评价 由2名高年资影像学诊断医师采用双盲法对图像质量进行评分：同时满足血管边缘锐利、血管内对比剂显影清楚、冠状动脉及头颈动脉二级以上分支显示清楚时记3为分，满足其中2项记为2分，出现管腔边缘模糊、错层中断伪影记为1分。2名医师评分不一致时，经协商达成共识。

1.4.2 客观评价 分别测量左冠状动脉主干、右冠状动脉中段、颈总动脉近分叉处、颈内动脉C1段、大脑中动脉M1段血管内CT值(即SI血管)及噪声[CT设备自动生成，以标准差(standard deviation， SD)代表噪声]、脊柱旁肌肉CT值(即SI肌肉)，测量选取的ROI面积均>2/3血管截面；分别计算各动脉SNR及CNR，其中SNR=SI血管/SD，CNR=(SI血管-SI肌肉)/SD，取平均值作为最终SNR及CNR。

1.5 辐射剂量评价 记录CTA检查的扫描时间、扫描长度、剂量长度乘积(dose-length product， DLP)。根据不同病变部位转换系数计算有效剂量(effective doseage， ED)，转换系数K1(胸部)=0.014、K2(颈部)=0.005 9，K3(头部)=0.002 1。A组ED(即EDA)=K1×1/3DLP+K2×1/3DLP+K3×1/3DLP。对B组分别计算冠状动脉及头颈动脉ED(即EDc及EDh)后，相加获得B组ED(即EDB),EDc=K1×DLP，EDh=K2×1/2DLP+K3×1/2DLP，EDB=EDc+EDh。

表1 2组CTA扫描长度、时间及DLP、ED比较(±s，n=60)

表1 2组CTA扫描长度、时间及DLP、ED比较(±s，n=60)

组别扫描长度(m)扫描时间(s)DLP(mGy·cm)ED(mSv)A组0.84±0.091.30±0.12146.03±13.050.88±0.32B组0.89±0.074.08±0.69435.04±134.144.62±1.64t值-1.351-2.831-6.743-4.056P值0.6210.006<0.001<0.001

1.6 统计学分析 采用SPSS 18.0统计分析软件。计量资料以±s表示，计数资料以百分率表示。2组间患者年龄、BMI、心率、客观及主观图像质量评价指标、辐射剂量指标比较采用独立样本t检验，患者性别比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2组间患者性别(χ2=0.57，P=0.45)、年龄(t=0.686，P=0.496)、BMI(t=1.265，P=0.211)及心率(t=1.148，P=0.346)差异均无统计学意义。

A组图像质量评分为(2.88±0.37)分，主观评分为3分54例、2分4例、1分1例；B组图像质量评分为(2.78±0.51)分，主观评分为3分、2分、1分者分别为50例、7例及3例。2组间图像质量评分差异无统计学意义(t=0.596，P=0.283)。A组2例冠状动脉图像出现严重伪影；B组2例冠状动脉图像存在严重锯齿状伪影，1例血管边缘模糊、变形。2组头颈动脉CTA图像质量均良好，可满足诊断要求。

A组动脉血管SNR及CNR分别为28.04±6.23和13.21±4.85，B组分别为24.61±9.07和11.39±3.67，2组间SNR及CNR差异均无统计学意义(t=0.828、0.761，P=0.104、0.089)。

2组间CTA扫描长度差异无统计学意义(t=1.351，P=0.621)，但与B组相比，A组扫描时间更短，且DLP及ED明显减低，差异均有统计学意义(P均<0.05)，见表1。

3 讨论

AS是全身性、系统性血管病变，心脑血管粥样硬化是导致心源性死亡及脑卒中的重要原因[2]。头颈动脉AS程度及斑块易损性与冠状动脉病变严重程度相关[3-4]。对AS患者行冠状动脉及头颈部血管检查以全面评估病情，实属必要。通过大螺距、前瞻心电门控双源CT扫描可一次性完成冠状动脉及头颈动脉CTA扫描，在一定程度上替代传统血管造影[5]。

既往受限于CT探测器宽度及扫描速度，需分别扫描获得冠状动脉及头颈动脉CTA图像，存在扫描时间长、辐射剂量大的弊端[6],且对患者心率要求较高。近年来，随着宽体探测器及智能心电门控的出现，即使不控制心率，也能获得较高质量的冠状动脉图像[7]。本研究采用的第三代双源CT探测器宽度为38.4 mm，Turbo Flash大螺距模式螺距为3.2∶1.0，一次扫描可覆盖全心及头颈部，并能有效避免心率和呼吸的影响。本研究结果显示，与传统扫描方法(B组)相比，头颈心一站式扫描(A组)可有效缩短扫描时间，降低患者辐射剂量，与汪芳等[8]的结论相似，验证了第三代双源CT头颈心一站式扫描的可行性。此外，本研究发现A组图像质量评分与B组差异无统计学意义，但B组7例主观评分为2分、3例主观评分为1分，而A组中主观评分2分及1分者仅为5例和2例，原因可能为A组采用大螺距扫描方案，患者无需屏气，而B组图像质量受呼吸伪影的干扰较大。

不同扫描方式冠状动脉CTA辐射剂量有较大差别，非螺旋扫描前瞻性门控辐射剂量低，而螺旋扫描回顾性门控辐射剂量高[9-11]。采用双源CT设备[12]、大螺距扫描模式[13]、低管电压及迭代算法[14]均能有效降低冠状动脉CTA的辐射剂量。ADMIRE全迭代重建算法更有利于低管电压扫描，从而减少辐射[15]。本研究采用前瞻性门控扫描，根据患者心率自行选择扫描时相，且应用管电流及管电压自动调节技术、ADMIRE全迭代重建算法，使得ED降至(0.88±0.32)mSv，明显低于常规扫描模式。

研究[16]报道，在低管电压条件下降低对比剂的碘浓度对CTA图像质量无明显影响。本研究头颈心一站式扫描采用单次注射对比剂大范围扫描，对比剂用量仅为40 ml，在一定程度上降低了单位时间碘浓度，在短的扫描时间内，也获得较为满意的图像质量。今后将着眼于进一步优化后处理算法和改善重建方法，降低对比剂用量。

本研究的不足：①2组患者个体差异可能对辐射剂量结果产生一定影响；②头颈心一站式扫描仅采集单时相冠状动脉数据；③未分析患者不同心率对图像质量及检查成功率的影响。

综上所述，第三代双源CT头颈心一站式扫描可作为检查AS患者冠状动脉及头颈部血管病变的手段，且可在获得较高质量图像的前提下有效缩短检查时间并降低辐射剂量，值得临床推广应用。