基于80 kV 冠状动脉CTA 前瞻性单时相扫描在体检者中的应用价值

汤化民，苟 杰，银文杰，林 伟，贺 倩，张波莉，杨 帆

（四川省成都市第一人民医院放射科，四川 成都 610041）

冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）已成为我国第一大死亡原因，准确判断急性冠状动脉（简称冠脉）事件风险、制订预防策略至关重要［1-2］。CT冠状动脉血管成像（coronary computed tomography angiography，CCTA）已成为冠心病的主流检查方式。随着科技进步，多种降低辐射剂量技术的发展，尤以前瞻性单时相扫描最为显著［3-4］，但其对心率及心律要求高，结果特异度不如回顾性多时相扫描［5-6］，临床应用受限。对于体检者，主要目的为通过筛查发现问题，更侧重于结果敏感度，对特异度要求相对较低。本研究使用80 kV 管电压，探讨前瞻性单时相CCTA检查在体检者中的应用价值。

1 资料与方法

1.1 研究对象 招募健康志愿者，于2019 年9 月在我院行CCTA 检查。纳入标准：年龄≥35 岁；体质量指数（body mass index，BMI）＜28 kg/m2。排除标准：①心律不齐，心率在静止休息15 min 后仍>80 次/min。②心脏或胸部手术史。③肾、甲状腺功能异常。④服用二甲双胍者。⑤血管情况差，无法耐受高压注射。⑥过敏体质。共45 例纳入研究，随机分为传统回顾性多时相扫描组（传统组）23 例和前瞻性单时相扫描组（前瞻组）22 例。本研究经我院伦理委员会批准，所有研究对象均签订知情同意书。

1.2 仪器与方法 使用Siemens 第2 代双源CT，探测器2×128×0.6 mm，球管旋转时间280 ms，时间分辨率75 ms，重建层厚0.75 mm，层距0.5 mm，参考管电流130 mAs（依据CARE Dose4D 自动调整），管电压均为80 kV。在吸气屏气时沿上-下方向进行扫描，ROI 置于升主动脉根部，触发扫描阈值为120 HU。2组均使用Strength 迭代重建，迭代系数4。

传统组：螺距由设备依据心率自动调节。在30%～80%时相采集数据，重建时相以设备自动判定最佳舒张、收缩期时相为基础，由图像后处理医师择优决定。前瞻组按心率采用固定时相扫描方案：①心率＜65 次/min，采集70%时相；②心率>80 次/min，采集45%时相；③心率65～80 次/min，由高年资技师根据经验判断，采集75%或40%时相。2 组均使用碘帕醇（碘浓度370 mg/mL）固定对比剂注射方案，以流率4 mL/s 注入对比剂40 mL，后以相同流率注射30 mL生理盐水，总碘量为1.48 g。

1.3 图像质量评价 使用Siemens Syngo.vio 工作站进行后处理。图像重建、测值及主观评分均由一名高年资医师完成。

1.3.1 客观评价 参照原媛等［7］提出的方法对图像进行客观评价：①冠脉需测量升主动脉、左主干、前降支远段、左旋支远段、右冠脉近段、后降支远段管腔及邻近脂肪CT 值。②解剖结构需测量右心室、左心室、室间隔中部及右心膈角区脂肪CT 值。当右心室CT 值>140 HU 时，认为能够显示解剖结构，具有诊断意义。

将上述各区域CT 值测量结果的SD 值定义为图像噪声，换算成CNR。血管CNR［8］=（血管CT 值-邻近脂肪CT 值）/血管噪声。解剖结构CNR=（心室腔CT 值-右心膈角区CT 值）/心室腔噪声。右心膈角区受心脏搏动干扰较小，测值相对稳定。

1.3.2 主观评价 以美国心脏病学会制定的冠脉15节分段法为基础，传统组评分采用Likert 分级法［9-10］：4 分，图像质量最佳，血管光滑、清晰，边缘锐利；3分，血管周围伪影较少；2 分，血管周围有伪影，但可作诊断；1 分，最差，有严重伪影或血管不显影（图1～3）。前瞻组图像质量以Likert 分级法为基础，如存在错层伪影，则在Likert 的4 级评分中减去0.5 分，分为4、3.5、3、2.5、2、1.5、1 分7 个等级，评分≤1.5 分为扫描失败（图4～6）。

1.4 辐射剂量 通过剂量长度乘积（dose length product，DLP）×0.014，估算有效剂量（effective dose，ED）（单位mSv）。

1.5 统计学方法 采用SPSS 19.0 软件进行统计学分析，比较2 组一般资料及上述CCTA 相关资料。年龄、体质量、BMI、心率各项指标、ED、客观图像质量评分等以表示，行配对t 检验。性别、主观评价结果行χ2检验。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 2 组一般资料比较（表1） 传统组扫描心动周期次数多于前瞻组，其余基本信息差异均无统计学意义（均P>0.05），2 组一般资料均衡性好。因本研究针对体检者，不适用药物控制心率，故扫描前对心率进行了限制，但实际扫描中，部分自愿者心率仍>80次/min，具有不可控特点。

2.2 2 组图像质量客观评价比较 除前降支远段2组CT 值差异无统计意义（P>0.05）外，前瞻组冠脉各段及左心室CT 值均大于传统组，前瞻组强化程度更高（均P＜0.05）。2 组右心室平均CT 值均未达到140 HU（表2）。前瞻组右冠脉近段及左心室的CNR优于传统组（均P＜0.05），其余各部位差异均无统计学意义（均P>0.05）（表3）。

表2 2 组冠脉不同节段管腔及心室CT 值比较（HU，）

表2 2 组冠脉不同节段管腔及心室CT 值比较（HU，）

表3 2 组冠脉不同节段及心室与邻近脂肪的CNR 值比较（）

表3 2 组冠脉不同节段及心室与邻近脂肪的CNR 值比较（）

2.3 2 组图像质量主观评价比较（表4） 前瞻组冠脉各段及整体图像质量主观评分与传统组比较，差异均无统计学意义（均P>0.05）。其中前瞻组1 例扫描失败（图6）。

表4 2 组冠脉各段及整体图像质量主观评分比较（分，）

表4 2 组冠脉各段及整体图像质量主观评分比较（分，）

注：整体得分为对应各段血管评分均数。

2.4 2 组检查结果比较（表5） 2 组冠脉发育变异、管壁软斑及钙化灶、壁冠状动脉情况差异均无统计学意义（均P>0.05，图1～5）。2 组结果敏感性相似。

表5 2 组各种冠脉异常情况统计 例

2.5 2 组ED 比较 传统组与前瞻组ED 分别为（2.04±1.19）、（0.39±0.19）mSv，差异有统计学意义（t=6.227，P ＜0.001）。前瞻组ED仅为传统组的19.1%，即单时相扫描可将辐射剂量减少约80.0%。

3 讨论

目前在多数医院CCTA 已是冠心病患者首选的检查方式，但其辐射剂量与设备等级有明确相关性：CT 越高端，技术越先进，辐射剂量越低［11］。前瞻性单

时相扫描为冠脉常规体检提供了一种可选方案。为进一步降低扫描辐射剂量，本研究采用80 kV 扫描，为保证图像质量，限制健康志愿者BMI＜28 kg/m2。

图1 男，47 岁，传统组，冠状动脉（冠脉）评分4 分 图1a，1b 分别为VR 及MPR 图。各段血管显示清楚，边界锐利。左前降支近段见钙化灶及软斑形成（蓝箭） 图2 男，61岁，传统组，整体评分3.7 分 图2a～2d 分别为VR、球状图、MIP 及MPR。球状图因曲度拉伸过大，血管失真较严重，仅用于展示解剖结构。左主干、前降支、右冠脉为4 分（蓝箭）；左旋支为3 分。冠脉主要分支管壁见多处钙化及软斑（黄箭）。左旋支开口于右冠状窦，经升主动脉根部后方绕行（绿箭），左冠脉主干开口于主动脉根部（橘箭） 图3 女，63 岁，传统组，整体评分2.8 分 图3a，3b 分别为VR 及MPR 图像。左主干、前降支、右冠脉近段为4 分（蓝箭）；左旋支远段及右冠脉远段为1 分（黄箭） 图4 女，64 岁，前瞻组。整体评分3.5 分 图4a，4b 分别为MIP 及MPR 图像。图像出现明显错层伪影干扰（蓝箭），但各节段血管清楚、边界锐利 图5 男，40 岁，前瞻组，整体评分3 分图5a，5b 分别为VR 及MPR。右冠脉开口于左冠脉状窦（蓝箭、红色示踪线） 图6 男，40 岁，前瞻组。整体评分1 分，扫描失败。图像受严重错层伪影及搏动伪影干扰（黄箭）。但左前降支及窦房结支依然显示清楚（蓝箭）

3.1 前瞻性单时相扫描利弊及时相确定 基本原理：根据心电图结果，预先判定“最佳时相”，行定点单时相扫描。优点：辐射剂量极低。本研究前瞻组较传统组辐射剂量下降约80%，与文献［6］报道相似。缺点：心率存在不可控性，变异越大，前瞻性预测的时相越难与最佳时相保持一致，存在图像质量下降、甚至扫描失败风险［6，8］。

李敏等［12］使用320 排容积CT，提出前瞻性单时相CCTA 检查最佳重建时相为：心率＜70 次/min 为65%～80%时相；70～80 次/min 为70%～85%时相；81～90 次/min 为70%～90%时 相；>90 次/min 为35%～50%时相。Siemens 公司提供了时相选择参考方案［13］：心率＜65 次/min 时，最佳时相通常位于舒张期；心率>80 次/min 时，最佳时相可能位于收缩期；心率介于65～80 次/min 时，最佳时相在舒张期及收缩期均有可能。基于上述认识，本研究最终采用人工预判，据心率情况行固定时相扫描。

3.2 图像质量评价结果分析 本研究中与心率相关的各项指标中，前瞻组扫描心动周期次数明显低于传统组，这与单时相扫描的方式有关：单时相为轴位扫描，其辐射剂量极低。同时，受限于我院设备探测器配置，单次扫描无法完全覆盖心脏，需多次扫描，故图像易出现错层干扰。

3.2.1 客观评价结果 冠脉除前降支远段外，其余冠脉各段前瞻组强化程度更高。引入脂肪CT 值行CNR 对比，除右冠脉近段和左心室，其他节段结果几乎一致。单时相扫描血管强化程度与传统组相似或更好。CT 值与CNR 结果间差异原因有：①前瞻组扫描心动次数少、时间短，对比剂循环时间短、心脏内对比剂浓度高。②单时相扫描易受心脏搏动、错层伪影干扰，周围脂肪组织测值更易受容积效应干扰。

2 组右心室平均CT 值均未达到140 HU，心脏解剖结构显示不佳。本研究主要目的是进行冠脉疾病筛查，其余结构未优先考虑，因此采用较低剂量的对比剂注射方案。文献［7］报道，采用个体化3 期扫描对比剂注射方案能提升心脏解剖结构显示能力，值得进一步探讨。

3.2.2 主观评价结果 2 组主观评分差异无统计学意义，但前瞻组1 例扫描失败。在80 kV 情况下，前瞻组ED 较传统组低约80%。如扫描失败，行第2 次传统扫描的总辐射剂量，理论上可控制在5 mSv 左右，仍较既往100～120 kV 辐射剂量低［5］。但对比剂用量可能达70 mL，需优化设计对比剂使用方案。

综上所述，虽然单时相扫描存在不足，但单时相配合80 kV 扫描方案能有效降低辐射剂量。对以筛查为目的、对结果特异性要求相对较低的体检人群，在保证设备可靠性前提下，应用单时相扫描，能够提高冠心病早期检出率，为临床预防提供有力支撑。