心脑血管疾病已经成为人类健康的头号杀手，早期诊断和治疗对患者生存率和预后都有重要的临床意义。有研究表明，冠状动脉与头颈部血管的病变存在密切的联系^[1]，尤其是缺血性脑卒中的患者常伴随冠状动脉的病变^[2-3]。相比于数字减影血管造影技术(DSA)，CT血管成像(CTA)因其检查无创、操作简单、诊断准确性较高等优势，被广泛应用于冠状动脉和头颈部血管病变的诊断。近年来，CT硬件技术在“快”和“宽”两个大方向取得突破性进展，“快”和“宽”两大优势使得冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描成为可能^[4-5]。行冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描时，由于扫描范围较广，患者接受的辐射剂量相比于单个部位CTA较高。目前低辐射剂量研究在冠状动脉或头颈部CTA单个部位的研究已经比较深入，并取得了良好的研究结果^[6-7]。然而对于冠状动脉和头颈部CTA多部位“一站式”扫描低剂量的研究目前报道较少，因此，本文探讨低管电压技术在冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描的可行性。

1.一般资料：回顾性分析2018年1月至7月四川大学华西医院已完成冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描且正常体质量指数(BMI) (18 kg/m²≤BMI≤25 kg/m²)的患者80例，按不同的扫描参数分为A、B两组，每组连续抽取40例。A组患者男31例，女9例，年龄34~85岁，心率不齐7人。A组患者病史资料：脑梗死27例，夹层动脉瘤4例，短暂性脑缺血9例。B组患者男性28例，女性12例，心率不齐5人。B组患者病史资料：脑梗死30例，夹层动脉瘤6例，短暂性脑缺血4例。有以下情况的患者予以排除：有心脏疾病手术史的患者，严重心肾功能不全的患者。两组患者的一般资料列于表 1。

表 1(Table 1)

表 1 两组患者的一般资料(x±s) Table 1 General information of patients(x±s) 组别 例数 年龄 体质指数(kg/m2) 平均心率(次/min) A组 40 66.65±10.67 22.42±2.18 67.40±11.59 B组 40 67.75±10.48 21.92±2.08 74.03±11.46 注：A组.扫描参数为管电压80 kV、冠状动脉CTA管电流550 mA、头颈部CTA管电流500 mA；B组.扫描参数为管电压100 kV、冠状动脉CTA管电流450 mA、头颈部CTA管电流400 mA

表 1 两组患者的一般资料(x±s) Table 1 General information of patients(x±s)

2.仪器设备与扫描方法：采用美国通用160 mm宽体探测器CT(Revolution CT)，患者体位采取仰卧位，脚先进，双手上举置于头侧。先行冠状动脉CTA扫描，间隔约1 s再行头颈部CTA扫描，完成冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描时间约4 s。两组冠状动脉CTA扫描参数：所有患者均采用前瞻性心电门控轴扫，若患者能配合屏气，在屏气状态下行冠状动脉CTA扫描，对于不能配合屏气的患者，在自由呼吸状态下行冠状动脉CTA扫描。A组管电压80 kV、管电流550 mA，B组管电压100 kV、管电流450 mA。心率齐的患者冠状动脉心动周期均采集收缩期(40%~55%)和舒张期(70%~80%)，心率不齐的患者采用心电门控触发扫描，开启心脏冻结(SSF)技术。两组头颈部CTA扫描参数：A组管电压80 kV、管电流500 mA，B组管电压100 kV、管电流400 mA，螺距0.984 :1，扫描方向从足侧向头侧。CTA图像重建层厚和间隔均为0.625 mm，X射线管旋转时间0.28 s，迭代重建技术ASIR-V选择50%，冠状动脉重建视野(FOV)为20，头颈部CTA重建FOV为22。对比剂注射方案：采用高压注射器经肘正中静脉注射对比剂碘帕醇(370 mgI/ml)，总量50 ml，流速5 ml/s，对比剂注射完毕后注射30 ml生理盐水。采用阈值触发技术，在升主动脉设置监测感兴趣区(ROI)，阈值200 HU，达到阈值后3 s开始扫描。

3.图像质量主观评价：分别由两名工作10年以上心胸组和神经组医生按4分法分别参考冠状动脉和头颈部CTA的VR和CPR图像进行综合评分，主要评分标准为：4分，冠状动脉和头颈部血管各分支血管管壁连续且显示清晰，无搏动伪影，图像能很好的满足诊断要求；3分，冠状动脉和头颈部血管各分支血管管壁欠锐利，无搏动伪影，图像质量能满足诊断要求；2分，冠状动脉和头颈部血管各分支血管管壁模糊，冠状动脉主干分支有搏动伪影或头颈部血管有吞咽伪影，图像质量较难满足诊断要求；1分，冠状动脉和头颈部血管各分支血管管壁显示不清，血管搏动伪影严重，图像质量完全不能满足诊断要求。以主观评分≥3分视为图像质量可以满足诊断要求。当主观评分不一致时，由两名诊断医生协商解决。

4.图像质量客观评价：测量冠状动脉3支主干：右冠状动脉、左前降支和回旋支近开口处的CT值。在升主动脉根部发出左冠状动脉主干层面测量主动脉和胸壁脂肪的CT值和SD值，用于计算冠状动脉CTA对比噪声比(CNR)。将升主动脉根部、右冠状动脉、左前降支和回旋支的CT值分别记录为CT_(AA)、CT_(RCA)、CT_(LAD)和CT_(LCX)，冠状动脉CTA背景噪声和对比噪声比分别记录为SD₁和CNR₁。在两侧颈总动脉起始处、颈内动脉起始处、大脑中动脉M1段和胸锁乳突肌中份层面测量颈总动脉、颈内动脉、大脑中动脉及胸锁乳突肌的CT值及SD值，两侧CT值和SD值取平均值。将颈内动脉的CT值和胸锁乳突肌的SD值用于计算头颈部CTA对比噪声比(CNR)。将颈总动脉、颈内动脉和大脑中动脉M1段的CT值分别命名为CT_(CCA)、CT_(ICA)和CT_(MCA), 头颈部CTA背景噪声和对比噪声比分别命名为SD₂和CNR₂。测量时尽量避开软斑块和钙化斑块，头颈部血管和肌肉噪声选择两侧数据并计算平均值。图像对比噪声比(CNR)=(血管CT值－背景CT值)/背景SD。

5.有效剂量评价:患者扫描结束后，CT设备自动记录每位患者冠状动脉和头颈部CTA的有效剂量参数:CT剂量长度乘积(DLP)，根据DLP×W计算出患者的有效剂量(E)，单位为mSv。W为组织的权重因子，冠状动脉0.014，头颈部0.0031。两组冠状动脉CTA的E分别记录为E_A1和E_B1，头颈部CTA的E分别记录为E_A2和E_B2。

6.统计学处理：采用SPSS 19.0软件进行统计分析。两组患者等级资料图像质量主观评分比较采用Mann-Whitney U秩和检验。计量资料(BMI、平均心率)、客观图像质量指标(CT值、SD值、CNR值)、E以x±s表示，比较采用t检验。P < 0.05为差异有统计学意义。

1.两组间一般资料的比较：A组与B组间患者的年龄、BMI、平均心率差异均无统计学意义(P>0.05，表 1)。

2.患者图像质量的比较：A组患者图像质量主观评价均>3分，图像质量满足诊断要求。A组冠状动脉CTA图像质量主观评分为4分和3分的例数分别为23例和17例，B组图像质量主观评分为4分和3分的例数分别为29例和11例，差异无统计学意义(P>0.05)。A组头颈部CTA图像质量主观评分为4分和3分的例数分别为27例和13例，B组图像质量主观评分为4分和3分的例数分别为32例和8例，差异无统计学意义(P>0.05)。两组图像质量客观评价：冠状动脉各主干分支、头颈部血管主干分支(颈总动脉、颈内动脉)的CT值和头颈部CTA背景噪声(SD₂)值差异有统计学意义(t=4.737、6.552、3.359、2.165、2.685、4.617，P < 0.05)，两组冠状动脉背景噪声(SD₁)值、头颈部血管(大脑中动脉)的CT值和CNR差异无统计学意义(P>0.05，表 2)。

表 2(Table 2)

表 2 两组患者冠状动脉和头颈部CTA客观图像质量比较(HU, x±s) Table 2 Objective image quality comparison of coronary CTA and head and neck CTA between two groups(HU, x±s) 参数 A组 B组 t值 P值 CT(RCA) 488.37±52.94 431.75±53.91 4.737 < 0.001 CT(LAD) 502.37±60.95 426.45±40.71 6.552 < 0.001 CT(LCX) 476.10±79.34 425.85±51.57 3.359 0.001 SD1 22.11±3.20 21.04±1.74 1.855 0.067 CNR1 19.82±5.47 18.71±3.65 1.077 0.285 CT(CCA) 458.33±92.64 412.15±98.37 2.165 0.033 CT(ICA) 451.10±92.64 396.60±93.00 2.685 0.010 CT(MCA) 407.45±88.59 379.80±97.44 1.328 0.188 SD2 17.92±2.68 15.23±2.53 4.617 < 0.001 CNR2 22.12±6.50 23.97±8.35 -1.106 0.272 注：A组.扫描参数为管电压80 kV、冠状动脉CTA管电流550 mA、头颈部CTA管电流500 mA；B组.扫描参数为管电压100 kV、冠状动脉CTA管电流450 mA、头颈部CTA管电流400 mA；RCA.右冠状动脉; LAD.左前降支; LCX.左回旋支; CCA.颈总动脉; ICA.颈内动脉; MCA.大脑中动脉; SD1.冠状动脉背景噪声；CNR1.冠状动脉对比噪声比；SD2.头颈部血管背景噪声；CNR2.头颈部血管对比噪声比

表 2 两组患者冠状动脉和头颈部CTA客观图像质量比较(HU, x±s) Table 2 Objective image quality comparison of coronary CTA and head and neck CTA between two groups(HU, x±s)

3.患者的有效剂量：A组患者冠状动脉CTA有效剂量(E_A1)为(1.16±0.20) mSv，B组患者冠状动脉CTA有效剂量(E_B1)为(2.37±0.77) mSv，差异有统计学意义(t=-9.591，P < 0.05)。A组患者头颈部CTA有效剂量(E_A2)(0.37±0.03) mSv，B组患者头颈部CTA有效剂量(E_B2)(0.71±0.17) mSv, 差异有统计学意义(t=-12.816，P < 0.05)。

CT设备日新月异的发展和超高端CT应用于临床后，使冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描成为可能。多项研究表明^{[4-5, 8]}，冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描图像质量不仅能符合诊断要求，而且具有优化CTA的检查流程、对比剂用量少等优势。冠状动脉和头颈部动脉联合评价的临床意义在于冠状动脉、颈动脉粥样硬化斑块和缺血性脑卒中事件的发生存在密切联系^[1-2]，且本研究收集的临床资料中A组27例、B组30例患者有脑梗死的病史。然而在冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描时，由于同时完成3个部位的血管成像，扫描范围大、且扫描范围内存在对X射线比较敏感的器官，如甲状腺和眼晶状体。低剂量扫描对于这类需要行大范围扫描的患者具有重要的意义。本研究基于宽体探测器CT在低管电压条件下对完成冠状动脉和头颈部CTA“一站式”的临床资料进行分析，从分析结果表明，使用80 kV管电压扫描患者总的有效剂量约为1.53 mSv，而常规100 kV条件下行冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描，B组患者总的有效剂量约为3.08 mSv，A组患者接受的有效剂量相较于B组降低了约50%。

降低辐射剂量的最有效的方法是降低管电压或管电流，因患者接受的辐射剂量与管电压的平方成正比，与管电流成线性正比关系，所以降低管电压比降低管电流能更有效降低辐射剂量^[9]。然而采用80 kV进行扫描，低管电压导致图像噪声增加，因此临床应用时A组管电流的设置稍高于B组。A组的冠状动脉CTA管电流设置为550 mA，头颈部CTA管电流设置为450 mA。A组图像质量主观评分均>3分，图像质量可以满足诊断要求。客观图像质量由于A组kV的降低，虽然提高了A组管电流，但图像的背景噪声(SD)值较B组仍有增加。然而80 kV管电压降低了X射线束能量，更接近碘对比剂K层电子的结合能，碘对比剂的衰减增加，图像血管内的CT值将更高，进而可以提高客观图像质量的对比噪声比^[10]。本研究结果显示，A组图像各主干分支血管的CT值高于B组，由于A组CT值的增高，尽管A组图像噪声有所增加，但A组客观图像质量的对比噪声比与B组相比差异无统计学意义。有学者采用迭代重建技术进行弥补图像噪声的增加^[11]，然而本研究已经采用目前临床上推荐的迭代算法术ASIR-V选择50%，是否可以再进一步提高迭代重建算法，需要进一步研究。

低剂量和低对比剂用量是近几年放射工作人员研究的热点，尤其是在冠状动脉CTA或头颈部CTA单部位成像取得了突破性的进展^[12-13]。本研究仅初步应用低管电压对冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描，并未采用低对比剂用量技术。主要原因在于50 ml的对比剂同时完成3个部位CTA成像，对比剂用量相对较低。研究结果中虽然A组患者冠状动脉和颈部动脉(颈总动脉、颈内动脉)各分支血管的CT值均高于B组，但是头部大脑中动脉M₁段的CT值差异无统计学意义。这是由于宽体探测器CT完成冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描需要约4 s，而大脑中动脉属末段成像血管，50 ml对比剂用量正好能维持大脑中动脉增强的CT值。因此，是否可以进一步降低对比剂用量仍需要进一步的研究。本研究同时也存在一些不足之处：①本研究样本量较少，研究结果可能存在偏倚。②由于未能收集到患者DSA检查结果，CTA诊断的准确性还有待进一步研究。③仅纳入正常体质量指数(18 kg/m²≤BMI≤25 kg/m²)的患者。

总之，80 kV管电压行冠状动脉和头颈部CTA“一站式”扫描，图像质量主观评分满足诊断要求，图像质量客观测量CNR值与常规扫描方法基本保持一致，而患者接受的辐射剂量降低约50%。