冠状动脉CT成像(coronary computed tomo-graphy angiography，CCTA)因其操作简便、无创已经成为冠状动脉病变筛查的重要手段^[1-2]。但是心率一直是CCTA成像质量的重要影响因素之一^[3]，心率过快会造成冠状动脉产生运动伪影^[4-5]，影响图像质量。随着设备的更新，快速心率的CCTA检查已成为现实，但国内外鲜有受检者不同心率下CCTA成像质量的研究。本研究对不同心率体探测器CT单个心动周期CCTA检查的成像质量和辐射剂量进行研究。

1.一般资料：本研究为回顾性研究。连续选取泰达国际心血管病医院2016年11月至2017年4月临床疑似冠状动脉病变行CCTA检查患者821例，检查前均不给予降心率药物。根据心率不同，将受检者分为6组：A组(心率≤65次/min)132例；B组(心率66~75次/min)244例；C组(心率76~85次/min)145例；D组(心率86~95次/min)101例；E组(心率96~105次/min)101例；F组(心率106~135次/min)98例。病例排除标准：体质量指数(BMI)≥28、心律不齐、心脏起搏器植入术、冠状动脉旁路移植、瓣膜置换术、支架植入史、冠状动脉弥漫性钙化、严重肾功能不全、心功能不全、碘禁忌证、硝酸甘油禁忌证、冠状动脉开口变异。本研究已通过医院伦理委员会批准，所有受检者均签署检查知情同意书。

2.检查方法：使用美国GE公司Revolution 256排宽体探测器CT扫描仪，检查前受检者使用胸前4导联检测心电图，舌下含服硝酸甘油0.5 mg。右侧肘正中静脉留置20 G留置针，使用双筒高压注射器，对比剂使用碘海醇(含碘浓度350 mgI/ml)，注入量为[体质量(kg)×0.75]ml，体质量80 kg以下注射流速为5 ml/s，体质量≥80 kg则流速为6 ml/s，对比剂注射完毕后以5 ml/s流速注射20 ml生理盐水。扫描使用智能追踪软件，在气管分叉下约1 cm升主动脉中心标记面积约1 cm²的圆形感兴趣区，启动阈值为60 Hu，触发后7 s启动扫描，屏气扫描。视野25 cm，迭代算法Asir-V设置为50，使用智能kV、自动mA以及auto-gating软件设定受检者个体化扫描的kV值、mA值和扫描期相。auto-gating预设扫描期如下：心率≤55次/min，扫描75%期相；心率56~65次/min，扫描70%~80%期相；心率66~75次/min，扫描40%~50%和70%~80%双期相；心率76~90次/min，扫描40%~50%期相；心率91~120次/min，扫描35%~55%期相；心率＞120次/min，扫描R波后150~300 ms。

3.图像后处理：CCTA扫描完成后CT设备自动重建最佳期相，若最佳期相不理想则手动间隔5%进行多期相重建并选择最佳期相。最佳期相数据传送至美国GE AW4.6工作站进行冠状动脉追踪冻结技术(snapshot freeze，SSF)重建，得到重建后诊断图像。使用Freeze诊断图像进行容积重组(volume rendering, VR)和曲面重组(curve planar reconstruction, CPR)用于血管评价。

4.图像评价：测量主动脉根部、左前降支(LAD)和右冠状动脉(RCA)中段的CT值，测量心内膜下脂肪的CT值和噪声，计算对比噪声比(CNR)和信噪比(SNR)。CNR=(冠状动脉CT值-脂肪CT值)/脂肪噪声，SNR=冠状动脉CT值/脂肪噪声。由两位有经验的主治医师对两组图像冠状动脉进行评价，图像质量评价采用：4分(优等)，冠状动脉显示好，血管壁边缘清晰，无伪影；3分(良好)，冠状动脉显示一般，血管壁边缘轻度模糊，有轻度伪影；2分，冠状动脉连续，有中度伪影, 影响诊断；1分，冠状动脉显示不连续，有重度伪影，无法诊断^[6]。如两名医师评分不一致，协商后得出一致的评分结果。其中4分和3分能够满足诊断，2分和1分不能满足诊断。

5. CT辐射剂量：记录容积CT剂量指数(CTDI_vol)和扫描剂量长度乘积(DLP)，根据文献[7]方法，采用公式E=k×DLP(k=0.014 mSv·mGy^-1·cm^-1)，计算受检者有效剂量E。

6.统计学处理：应用SPSS 23.0软件进行数据分析。正态分布计量资料以x±s表示，并经方差齐性检验后用方差分析进行比较, 组内两两比较用LSD多重比较；计数和等级资料采用非参数检验进行比较；计数资料分布采用χ²检验进行比较。P＜0.05为差异有统计学意义。

1.受检者基本临床信息：受检者基本临床信息如下(表 1)，A组~F组6组受检者在性别、年龄和体质量指数差异均无统计学意义(P＞0.05)，扫描心率差异有统计学意义(F=96.541, P＜0.05)。

表 1(Table 1)

表 1 821例受检者基本临床资料(x±s) Table 1 Basic clinical data of 821 subjects(x±s) 组别 心率范围(次/min) 例数 性别 年龄(岁) 体质量指数(kg/m2) 扫描心率(次/min) 男 女 A组 ≤65 132 62 70 55.2±8.5 22.3±2.5 59.9±4.8 B组 66~75 244 114 130 52.5±7.8 22.7±3.6 70.9±2.7 C组 76~85 145 84 61 48.8±9.2 23.3±2.2 80.4±2.8 D组 86~95 101 45 56 51.2±8.2 24.1±2.6 90.1±2.5 E组 96~105 101 49 52 47.5±7.5 23.9±2.8 101.0±2.6 F组 106~135 98 41 57 46.8±9.8 24.6±2.7 113.9±7.3 F值 7.922 0.108 0.467 96.541 P值 0.161 0.807 0.653 0.000 注：A组.心率≤65次/min；B组.心率66~75次/min；C组.心率76~85次/min；D组.心率86~95次/min；E组.心率96~105次/min；F组.心率106~135次/min

表 1 821例受检者基本临床资料(x±s) Table 1 Basic clinical data of 821 subjects(x±s)

2.图像质量：A组~F组6组CCTA数据均经过SSF重建(图 1)。6组图像质量客观指标(主动脉根部CT值、LAD中段CT值、RCA中段CT值、SNR和CNR)对比差异均无统计学意义(P>0.05)；6组图像LAD、LCX以及RCA主观评分对比如下：1分无差异，2分差异无统计学意义(P>0.05)，3分(良好)LAD、LCX以及RCA的主观评分差异有统计学意义(χ²=28.526、55.641、42.856, P＜0.05)，4分(优秀)LAD、LCX以及RCA的主观评分差异有统计学意义(χ²=27.614、58.475、39.571，P＜0.05)，见表 2；6组LAD、LCX和RCA可诊断血管差异无统计学意义(P＞0.05)。

图 1 受检者女性，56岁，CCTA检查图像   A. RCA血管SSF校准前断层图像；B. RCA血管SSF校准前曲面重建图像；C. RCA血管SSF校准后断层图像；D. RCA血管SSF校准后曲面重建图像 Figure 1 CCTA images of a female with 56 years old   A. Axial image of RCA without SSF calibration; B. CPR image of RCA without SSF calibration; C. Axial image of RCA with SSF calibration; D. CPR image of RCA with SSF calibration

表 2(Table 2)

表 2 各组LAD、LCX和RCA 3分和4分对比(%) Table 2 Comparison of LAD, LCX and RCA images with 3 points and 4 points in each group(%) 组别 例数 LAD LCX RCA 3分 4分 3分 4分 3分 4分 A组 132 9.10 90.20 6.80 92.40 3.00 96.20 B组 244 15.60 84.00 20.50 79.10 9.40 90.60 C组 145 24.80 73.80 30.30 67.60 6.20 93.10 D组 101 20.80 79.20 29.70 70.30 9.90 90.10 E组 101 19.80 80.20 31.70 67.30 18.80 81.20 F组 98 34.70 65.30 46.90 51.00 26.50 73.50 χ2值 28.526 27.614 55.641 58.475 42.856 39.571 P值 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 注：A组.心率≤65次/min；B组.心率66~75次/min；C组.心率76~85次/min；D组.心率86~95次/min；E组.心率96~105次/min；F组.心率106~135次/min

表 2 各组LAD、LCX和RCA 3分和4分对比(%) Table 2 Comparison of LAD, LCX and RCA images with 3 points and 4 points in each group(%)

3.辐射剂量：A组~F组CTDI_vol和辐射剂量比较，差异有统计学意义(F=36.54、37.32，P＜0.05，表 3)。B组辐射剂量最高，D组、E组和F组辐射剂量较低。

表 3(Table 3)

表 3 各组辐射剂量对比(x±s) Table 3 Comparison of radiation doses between groups(x±s) 组别 例数 CTDIvol(mGy) E(mSv) A组 132 1.22±0.58 2.45±1.18 B组 244 1.51±0.50 3.09±1.16 C组 145 1.11±0.52 2.23±1.12 D组 101 0.94±0.32 1.90±0.78 E组 101 1.01±0.38 1.98±0.77 F组 98 0.91±0.58 1.81±1.18 F值 36.54 37.32 P值 ＜0.05 ＜0.05 注：A组.心率≤65次/min；B组.心率66~75次/min；C组.心率76~85次/min；D组.心率86~95次/min；E组.心率96~105次/min；F组.心率106~135次/min

表 3 各组辐射剂量对比(x±s) Table 3 Comparison of radiation doses between groups(x±s)

宽体探测器CT单个心动周期CCTA成像模式提高了容积时间分辨率，同时消除了常规螺旋CT扫描图像中z轴方向出现的阶梯状错层伪影，改善了CCTA图像质量。宽体探测器CT单个心动周期CCTA成像为不同心率CCTA扫描奠定了基础，使不同心率CCTA扫描成为现实。

本研究受检者心率范围41~135次/min，结果显示，A组~F组6组的LAD、LCX和LCA在可诊断血管比率上无差别，即在自由心率下高时间分辨率宽体探测器CT的CCTA成像可以满足临床诊断需求。分析6组不可诊断图像为采集期相与最佳重建期相相错导致，与受检者因紧张或者对比剂反应而引起扫描心率波动过大有关，需要加强与受检者沟通减少其发生概率。

虽然A组~F组6组在评价LAD、LCX和LCA的可诊断血管无差别，但是A组~F组中3分(良好)以及4分(优等)对比是有统计学意义的。由A组至F组随着心率的升高LAD、LCX和RCA中4分(优秀)的百分比依次从最高值90.91%、93.81%和96.97%降到了最低值65.31%、53.06%和73.47%。结果说明随着心律的升高，LAD、LCX和LCA的优秀率逐渐下降，其中LCX中4分(优秀)百分比下降幅度最大(40.57%)，LAD次之(25.60%)，RCA最小(23.50%)。

以上结论可能与使用冠状动脉SSF有关。SSF是一种较新的校准冠状动脉运动伪影的算法^[8]。为了保证图像质量，本研究数据都进行了SSF校准以去除冠状动脉运动伪影。有研究表明，SSF能够很大程度上改善冠状动脉的运动伪影，特别是RCA的运动伪影。本研究中，RCA的可诊断图像比例为100%，而且随着心率的升高RCA中4分(优秀)下降的比例最小(23.50%)，这从一定程度上说明SSF对右冠状动脉运动伪影校准的优势，同时亦与LCX血管相对细小SSF校准效果不显著有关^[9-10]。

所有检查使用自适应统计迭代重建算法(ASIR-V)^[11]。有研究表明，ASIR图像重建算法在降低CCTA有效剂量的同时不影响诊断的准确性^[12-13]。

从本研究扫描为X射线管转速0.28 s/r的轴扫模式，可以排除X射线管转速对CTDI_vol和有效剂量的影响。结论可知，6组CTDI_vol和有效剂量(E)差异均有统计学意义。本研究旨在研究不同心率所对应的不同曝光时间窗对辐射剂量的影响，因此应尽量排除其他相关因素对研究结果的影响。而CTDI_vol反应整个扫描容积中的平均剂量，其值与曝光时间窗直接相关，更能体现研究的准确性。但本研究根据受检者心脏的长度选择相应的扫描范围(120、140、160 cm)，因绝大部分扫描范围在140 cm，所以6组的CTDI_vol与有效剂量(E)的统计学差异较为一致。

CTDI_vol与有效剂量(E)结果都是B组剂量最高，D组、E组和F组剂量较低。B组(66~75次/min)采用的是双期相(40%~50%和70%~80%)扫描，增加了曝光时间窗宽度提高了辐射剂量，而其他各组都采用了单期相扫描，所以B组辐射剂量高于其他组。D组和E组采用R-R间期相对百分比方式确定曝光时间窗，在心室的收缩末期单期相采集数据^[14-15]，心率加快则心动周期缩短，实际曝光时间窗随之变窄，而F组采用的是R波后绝对时间(ms)来确定曝光时间窗，其实际曝光时间窗不受心动周期长短影响，因此D、E和F 3组辐射剂量差异无统计学意义且较低，这与梁俊福等^[16]的研究结论相一致。

本研究存在一定局限性。不同心率扫描方案未与研究分组完全对应，对判断心率与辐射剂量之间关系的准确性有一定影响。亦未与冠状动脉黄金标准有创冠状动脉造影(ICA)进行狭窄准确性对照，未对不同心率组诊断狭窄的准确性进行对照研究。

综上所述，不同心率宽体探测器CT单个心动周期CCTA成像的成像质量可满足临床诊断，但是随着心率的升高冠状动脉图像优等率下降尤其以LCX最为显著。辐射剂量与心率范围相关，其中心率在66~75次/min时辐射剂量最高，心率＞85次/min时辐射剂量最低。