黄 涛，马隆佰

（广西壮族自治区人民医院CT 室，广西 南宁 530021）

冠状动脉粥样硬化性心脏病（简称冠心病）是一种常见的心血管系统疾病，严重威胁人类的健康，早期诊断和治疗对患者至关重要。随着MSCT 技术的快速发展，冠状动脉CTA 以其无创、准确、快速等优点广泛应用于临床，并被公认为诊断冠心病首选的非侵袭性检查方法［1］。冠状动脉CTA 能清楚显示血管细节，对探查硬化斑块、评估动脉支架等具有较高的应用价值，且在动脉狭窄检测方面也具有极高的敏感度和特异度［2-3］。但其检查过程中电离辐射安全问题越来越受到重视，且需注射较大剂量的碘对比剂，可能会导致患者甲状腺功能亢进或减低［4］，甚至会引起对比剂肾病的发生［5］。因此，低辐射剂量及低对比剂剂量的冠状动脉CTA 双低扫描技术成为临床研究的热点［1，6-7］。本文结合近几年文献，针对双低扫描技术在冠状动脉CTA 的临床研究及进展进行综述。

1 降低辐射剂量的策略

影响冠状动脉CTA 检查辐射剂量的因素包括设备和人为两大因素。临床研究中在设备硬件条件相对固定情况下，主要通过优化扫描参数、改变扫描方式及采用新的重建技术等方法降低辐射剂量。

1.1 优化扫描参数

1.1.1 管电压 管电压决定X 线的穿透力，CT 辐射剂量与管电压的平方成正比，因此，采用低管电压技术是减少辐射剂量的有效方法。YIN 等［8］采用100 kV 与120 kV 管电压行冠状动脉CTA 检查对比研究，结果显示2 组图像质量评分、图像噪声及SNR 差异均无统计学意义，而有效辐射剂量100 kV组较120 kV 组下降34.9%。SCHUHBAECK 等［9］采用80 kV、50 mAs 结合前瞻性心电门控技术及迭代重建技术对21 例患者行冠状动脉CTA 研究，所获得的冠状动脉图像可满足临床诊断需求，而患者接受的有效辐射剂量＜0.1 mSv。目前，国内外学者多采用100 或80 kV 的管电压行冠状动脉CTA 低剂量扫描研究，而另有学者［10］尝试将70 kV 管电压应用于体质量＜100 kg 及心率＜60 次/min 的患者中，结果同样可获得满足诊断要求的图像质量，而平均有效辐射剂量为（0.30±0.03）mSv。但降低管电压会降低X线的穿透力，加重图像的线束硬化伪影，引起血管壁模糊，因此，在临床工作中设置扫描参数时，应根据患者的体型设置适当的管电压。目前，有些机型配置了智能最佳管电压扫描技术，可根据患者体型，参照预设图像质量水平自动选择较低的管电压进行扫描，在其他条件不变的情况下，可有效降低辐射剂量。一项对体质量指数（body mass index，BMI）为20～30 kg/m2患者的冠状动脉CTA 检查研究［11］指出，智能最佳管电压扫描技术有助于操作者更合理、准确地选择最佳管电压。

1.1.2 管电流 管电流决定X 线的强度，采用较低的管电流可减少X 线的输出量，进而减少辐射剂量。自动管电流调制技术（automatic tube current modulation，ATCM）是系统根据人体在Z 轴方向的厚度和不同组织的X 线衰减系数自动调整管电流，包括X-Y 轴调制、Z 轴调制及两者相结合的调制方式，以获得最佳的X 线强度分布，在保证图像质量的同时提高X 线的利用率，降低扫描辐射剂量。薛水培等［12］研究ATCM 技术应用于冠状动脉CTA 检查中，与对照组固定管电流相比，ATCM 组辐射剂量下降约50%，而图像质量无明显下降。在冠状动脉CTA 检查中，对心率较低且心律相对平稳者，可采用心电门控管电流调制技术进行扫描，其根据扫描时心动周期的不同时相采用不同管电流，在选定时相内根据预设管电流全剂量曝光，而在选定时相外采用较低的管电流扫描，从而降低辐射剂量。HAUSLEITER 等［13］采用低管电压结合心电门控管电流调制技术行冠状动脉CTA 检查研究，结果显示心电门控管电流调制技术可减少37%～40%的辐射剂量，联合使用低管电压技术后可使辐射剂量进一步下降53%～64%，而图像质量方面对冠状动脉的评估并未受到影响。

1.1.3 扫描范围 CT 的辐射剂量与扫描范围成正比，扫描范围越大，辐射剂量则相应增大，扫描范围过小，则可能遗漏病灶，因此准确设定扫描范围可有效减少辐射剂量。MUENZEL 等［14］将53 例行冠状动脉CTA 检查的患者按扫描范围分为大视野组（>250 mm）和小视野组（≤250 mm），结果显示在不影响诊断前提下，小视野组有效辐射剂量从大视野组的4.8 mSv 降至3.9 mSv。曹希明等［15］采用前瞻性心电门控技术行小视野的冠状动脉CTA 检查研究，结果表明小视野扫描可在保证图像质量的同时明显降低辐射剂量。

1.2 扫描方式的选择

1.2.1 前瞻性心电门控扫描 该技术根据扫描前ECG 的波形预先设定曝光时相窗，采用“步进-点射”轴位扫描方式，仅在预先选定的时相曝光，而非整个心动周期扫描，从而降低辐射剂量［16］。HAUSLEITER等［17］将400 例心率较低且心律较稳定的患者随机分为前瞻性心电门控组和回顾性心电门控组，采用2种扫描方式行冠状动脉CTA 检查，结果2 组图像质量无明显差异，而前瞻性心电门控组扫描有效辐射剂量比回顾性心电门控组下降约69%。王良炯等［18］的研究也表明，前瞻性心电门控技术较回顾性心电门控技术辐射剂量显著降低，在低心率组（≤70 次/min）2 种扫描方式获得的图像质量均较好，而高心率组（70 次/min＜心率＜90 次/min）前瞻性心电门控扫描获得的图像质量与回顾性心电门控扫描有差异。因此，采用前瞻性心电门控扫描模式要求患者心率＜70 次/min 且心律平稳。EARLS 等［19］对2 124 例患者的回顾性研究认为，若无需评价心功能、心率＜70 次/min 且心率变异程度＜10 次/min 的患者，推荐使用前瞻性心电门控扫描模式。随着CT 技术的发展，CT 时间分辨力进一步提高，双源FLASH CT配置的自适应前瞻性心电门控扫描模式可用于高心率或心律不齐患者，该技术通过ECG 心率变化智能选择与之相适应的时相重建图像，并控制X 线管的曝光，心律不齐时暂停曝光，等下一个整齐的R 波到来时重新扫描，从而提高检查的成功率。XU 等［20］采用自适应前瞻性心电门控技术对心率在70～110次/min 的患者行冠状动脉CTA 研究，结果显示99.7%的冠状动脉节段满足诊断需求，而辐射剂量与回顾性心电门控扫描相比下降约57%。

1.2.2 前瞻性心电门控大螺距扫描 该技术是第2代以上双源CT 特有的螺旋式图像采集技术，由于采用大螺距（可达3.4）扫描模式，极大缩短了扫描时间，可在1 个心动周期内完成全心无缝隙成像，大幅度降低辐射剂量。ALKADHI 等［21］通过对比双源CT前瞻性心电门控大螺距扫描和前瞻性心电门控触发扫描的研究显示，2 组冠状动脉图像质量差异无统计学意义，而前瞻性心电门控大螺距扫描的辐射剂量更低。丁毅等［22］采用第3 代双源CT 对64 例心率≤60 次/min 患者随机行前瞻性心电门控触发扫描和前瞻性心电门控大螺距扫描，结果显示采用前瞻性门控大螺距扫描能够获得足够诊断信息的图像，且辐射剂量下降约62.7%。目前，该技术的研究尚存在局限性，多用于低心率且心律相对平稳的患者。

1.2.3 宽体探测器扫描 探测器的宽度影响Z 轴的覆盖范围，也决定扫描层厚，同时探测器的几何效率与其宽度有关，宽体探测器可提高探测效率。目前，GE 公司推出的Revolution 256 宽体CT 机，探测器具有16 cm 的Z 轴覆盖范围，且球管转速达0.28 s/r，结合冠状动脉追踪冻结技术，即采用1 个心动周期内邻近时相的图像信息来描绘血管的运动路径和方向，确定靶时相中血管的确切位置［23］，减小冠状动脉的运动伪影，缩短重建时间窗，进一步提高时间分辨力，使高心率或心律不齐患者的冠状动脉CTA 检查成为可能。刘元芬等［24］运用Revolution 256 CT 将79例患者按低、正常、高心率分为3 组，在自由呼吸状态下完成冠状动脉CTA 检查，结果3 组图像均达到诊断标准，高心率组图像质量和辐射剂量与正常心率患者相同。管延芳等［25］对100 例6 个心动周期内心率变化>20 次/min 患者的冠状动脉CTA 研究也证实，宽体探测器CT 绝对时相单心动周期扫描在心律不齐患者的冠状动脉CTA 检查中具有可行性。

1.3 迭代重建技术的应用 既往CT 图像重建算法为解析重建算法，以滤波反投影（filtered back projection，FBP）为代表，此算法简单且速度快，一直作为常规算法应用于临床。但FBP 不能消除因光子涨落引起的量子噪声，还会将不同方向的散射线当作正常穿透人体的射线进行计算，导致层面内像素噪声增加，难以实现辐射剂量大幅下降。迭代重建技术是采用矩阵代数建立精准的数学模型，可选择性地识别并抑制线束硬化噪声、散射噪声、泊松噪声及运动噪声，并通过多次迭代重建，获得较好的图像质量，成为降低辐射剂量的主要方法之一［26］。近年来，迭代重建技术在降低图像噪声、减少辐射剂量方面的应用有了进一步提高。WANG 等［27］将100 kV 管电压结合迭代重建技术应用于BMI>30 kg/m2肥胖患者的冠状动脉CTA 检查中，相比于120 kV、FBP 算法，辐射剂量降低50%，而2 组冠状动脉图像质量评分、图像噪声、SNR 及CNR 差异均无统计学意义。ODA等［28］采用80 kV 对18 例患者分别采用迭代算法和FBP 算法重建图像，有效辐射剂量为（4.7±0.4）mSv，与FBP 相比，迭代算法重建图像的噪声明显降低，而CNR 高于FBP 算法，且图像质量评分更高。

2 降低对比剂碘用量的策略

随着冠状动脉CTA 检查的广泛应用，碘对比剂引起的不良反应和并发症也越来越受到人们的重视。不良反应包括特异质反应和物理/化学反应［29］，其中特异质反应，如血管性水肿、荨麻疹等与对比剂的剂量无关；而物理/化学反应则与对比剂的剂量有关，包括一些轻微反应，如发热、恶心、呕吐，重度不良反应，如喉头水肿、窒息、休克等［30］。另外，对比剂肾病是碘对比剂的并发症之一，严重时可导致患者肾衰竭［31］。研究［31-32］表明，对比剂肾病的发生率与对比剂剂量存在相关性，减少对比剂剂量可降低其发生率。因此，在冠状动脉CTA 检查中，应尽可能减少碘对比剂用量，最大限度降低对患者造成损害的风险。

2.1 降低对比剂的用量 采用低管电压扫描可减少患者的辐射剂量，同时由于管电压的降低，X 线的平均光子能量更接近碘原子K 层的电子能级（33.2 keV），光电效应增大，从而提高血管内碘对比剂的CT 值，增强与周围组织的对比［33］，使得减少对比剂用量成为可能。MEYER 等［34］对3 组患者行冠状动脉CTA 检查研究，将30 例BMI＜26 kg/m2患者分为2 组，15 例采用第2 代双源CT 检查、80 kV，15 例采用第3 代双源CT 检查、70 kV；另选择15 例BMI 26～30 kg/m2的患者，采用第2 代双源CT 检查、100 kV；80、100 kV 的2 组，对比剂总量80 mL，70 kV组，对比剂总量45 mL。结果显示，70 kV 组图像SNR显著高于另外2 组，而辐射剂量更低，3 组图像质量 评分差异均无统计学意义。WANG 等［35］将138 例BMI≤25 kg/m2且心率≤70 次/min 的患者分为A、B 2 组，采用前瞻性心电门控扫描，其中A 组70 kV，对比剂总量30 mL；B 组120 kV，对比剂总量60 mL；结果表明，在选定的非肥胖人群中，70 kV 及30 mL 的对比剂总量行前瞻性心电门控冠状动脉CTA 检查可保证图像质量和较高的诊断准确率。

2.2 降低对比剂的浓度 临床工作中为使冠状动脉达到最佳强化效果，提高检查成功率，常采用高浓度对比剂，但对患者会增加潜在危害。随着低电压技术和迭代重建技术的应用，越来越多的研究采用低浓度对比剂完成冠状动脉CTA 检查，以最大限度地保护患者。ZHENG 等［36］将100 例BMI≤25 kg/m2且心率≤65 次/min 的患者随机分为A、B 2 组，行冠状动脉CTA 检查，A 组采用100 kV、碘浓度370 mg/mL 对比剂、FBP 重建图像；B 组采用80 kV、碘浓度270 mg/mL对比剂、迭代重建技术重建图像，结果显示2 组图像噪声、SNR 及CNR 差异均无统计学意义，表明采用270 mg/mL 的低碘浓度对比剂可维持冠状动脉强化而不影响图像质量。另外一项采用低浓度对比剂的冠状动脉CTA 研究［37］，对照组、试验组分别采用碘浓度为370、270 mg/mL 的对比剂，结果表明在低管电压条件下，试验组采用低浓度对比剂仍能保证图像具有较高的对比度，得到较好的图像质量。

2.3 个体化应用 血管的强化程度与患者的体质量呈负相关［38］。冠状动脉CTA 检查时，如患者体质量较大，对比剂用量过少则不能保证血管内碘浓度维持在一个平台期，可能会导致冠状动脉显影不充分或远端强化不足；如患者体质量较小，对比剂用量过大则可能造成对比剂在上腔静脉处高浓度聚集而产生线束硬化伪影，影响对冠状动脉的观察，增加对患者的潜在危害。因此，临床工作中应根据患者体质量个体化使用对比剂。李莉明等［39］对61 例患者行个体化低对比剂剂量研究，按患者体质量计算对比剂总量，分为0.7、0.5 mL/kg 体质量2 组，结果表明，采用128 层双源CT 行冠状动脉CTA 检查，对比剂剂量取0.5 mL/kg 体质量时，既可获得满足诊断的图像，又可最大限度地降低对比剂用量。

3 总结与展望

冠状动脉CTA 是诊断及筛查冠心病首选的非创伤性检查方法，冠状动脉CTA 双低扫描技术可在获得满足临床诊断需求的图像质量的前提下，大幅度降低辐射剂量和对比剂剂量。在临床工作中，应根据患者自身情况，结合CT 设备的不同技术特点，优化扫描参数，寻找最佳扫描方式，进行个性化扫描，最大限度地降低对患者的潜在危害。