64层以上多排螺旋CT进入临床以来，目前已成为筛查冠心病的最重要的影像学检查手段^[1]。但是多采用的是薄层、小螺距、大范围的扫描，为了获得清晰的图像，其射线剂量必然要加大，因而使得图像质量与射线剂量的矛盾显得尤为突出，CT辐射的潜在风险正在受到越来越多的关注。如何在满足临床诊断的前提下，根据辐射防护的最优化合理使用低剂量(ALARA)的原则，最大程度控制CTA辐射剂量、尽可能地减少辐射危害已越来越受到人们的重视。本研究通过对比分析前瞻性和回顾性心电门控宝石CT冠状动脉成像时辐射剂量及图像质量的差异，为临床低剂量冠状动脉CT成像扫描方案的制定提供参考依据。

1 材料与方法 1.1 病历资料

回顾性分析2011年1月~ 11月在本院行宝石CT(GE Discovery CT750 HD)冠脉检查的216例患者的病例资料，其中前瞻性心电门控冠状动脉成像的116例，男76例，女40例，年龄37 ~ 89岁，平均(57.9 ± 11)岁; 回顾性心电门控扫描的患者100例，男68例，女32例，年龄37 ~ 78岁，平均(54.8 ± 10)岁。共216例患者中以胸闷就诊106例，胸痛就诊82例，冠心病随访12例，支架置入5例，体检患者11例。病例纳入标准:临床确诊及怀疑冠心病患者及体检者，无碘对比剂过敏，无肾病史，非妊娠者，无心律不齐且心率波动范围不得超过5次/min，无呼吸衰竭(和)或心力衰竭，患者静息心率小于65次/min或经口服倍他乐克(哮喘、舒张压＜60 mmHg患者禁用) 25 ~ 150 mg将心率控制在65次/min以下。为避免扫描时间过长及金属伪影对图像质量造成影响，凡冠状动脉搭桥术后及置有心脏起搏器的患者均不纳入本研究。

1.2 检查方法 1.2.1 病人的准备

患者扫描前禁食、禁水4h以上，监测患者心率，在确定患者不是心律不齐的情况下，要求被检查病人安静时的心率小于65次/min，若心率大于70次/min，常规服用25 ~ 100 mg的倍他乐克(哮喘、舒张压＜60 mmHg患者禁用)，以控制病人心率，检查前进行呼吸训练，嘱患者中度呼吸，每次呼吸幅度保持一致，屏气时间约15 s，在呼吸训练同时观察心律及心率的变化，必要时绑腹带，保持腹部平稳。

1.2.2 扫描技术

采用GE Discovery CT750 HD机器，根据病人情况选择不同的扫描模式，如冠状动脉有钙化或有支架置入，选择高清模式扫描，如冠状动脉无钙化及无支架置入，选择非高清模式扫描。扫描条件:管电压120 kV，机架转速0.35 s /rot，准直器宽度40 mm(0.625 × 64)，视野(field of view，FOV) 250 mm × 250 mm，矩阵512 × 512。根据ECG调整管电流，mA范围最小120 mA，最大600 mA，层厚为0.625 mm，层间距为0.625 mm，螺距~心率(0.16 ~ 0.24)自动匹配技术，受检者常规进行钙化积分扫描，扫描范围从气管隆突下2 cm处开始向下扫描到膈下3 cm为止。

1.2.3 冠状动脉延迟扫描时间

使用双筒高压注射器经肘静脉5 ml /秒速率注入高浓度非离子型对比剂(碘的质量浓度为370 g /L) 15 ml，在对比剂注射完毕后以相同速度继续追加注射0.9%生理盐水20 mL，在主动脉根部层面进行同层动态扫描15层，利用软件自动计算出时间—密度曲线，精确计算出造影剂到达的浓度峰值时间，用同样注射速率，同样浓度造影剂，经肘静脉注入造影剂(碘的质量浓度为370 g /L) 60 ~ 80 mL，在对比剂注射完毕后以相同速度继续追加注射0.9%生理盐水40 mL，以减少因上腔静脉及右心房内对比剂浓度过高造成的伪影。按计算出的延迟扫描时间对冠状动脉进行扫描，前瞻性心电门控扫描:心率小于65次/min，心律波动小于5次时使用前瞻性ECG触发模式进行数据采集，确保得到的冠状动脉图像处在心脏舒张期(70% ~ 80% R － R间期)。心动周期内曝光时间窗200 ms，以75%时相为中心，扫描过程中进床3 ~ 4次。回顾性心电门控扫描:在65% ~ 80% R － R间期中选取影像质量最佳的时相进行图像重建。原始图像传到AW4.4工作站，对原始的横断面图像进行三维重建，应用容积显示(VR)，曲面重组(CPR)，多平面重组(MPR)，最大密度投影法(MIP)，血管分析软件重建弯曲血管等技术重建。

1.3 评价方法

采用美国心脏协会冠状动脉改良分段方法^[2]:分为右冠状动脉近段(RCAl)、中段(RCA2)、远段(RCA3)、后降支(PDA)，左冠状动脉主干(LMC)，前降支近段(LADl)、中段(LAD2)、远段(LAD3)、对角支(D1)，回旋支近段(LCX1)、中段(LCX2)、远段(LCX3)和钝缘(OM)支。根据Van Hoe^[3]等推荐的评分标准，将重建的冠脉图像质量分为5级。5级:无伪影; 4级:有轻微伪影，仅主干一段轻微模糊，诊断不受限; 3级:中等伪影，某一支主干的一半以上模糊，但可以诊断; 2级:严重伪影，某一支主干全长模糊或不清楚或不连续，诊断受限; 1级:主干不能区别，不能用于诊断。辐射剂量由CT机自动记录每例患者的扫描长度(L; 单位: cm)和容积CT剂量指数(CTDIvol; 单位: mGy)。分别计算剂量长度乘积(DLP; DLP = L × CTDIvol)和有效剂量〔ED; 单位: mSv; ED = k × DLP，k为胸部剂量权当量，本研究中采用胸部的取值0.014 mSv / (mGy·cm)。并以公式DLP_标准 = 12 × CTDIvol计算标准化DLP，获得标准化ED〕。

1.4 统计分析

应用SPSS18.0统计软件包对获得数据进行分析，行成组t检验、χ²检验、非参数Wilcoxon秩和检验，P＜0.05，差异有统计学意义。

2 评价结果

冠脉CTA扫描时，前瞻性与回顾性心电门控两组患者的心率分别为(65 ± 1.61)次/min和(65 ± 1.89)次/min，扫描长度分别为(13.01 ± 1.82) cm和(13.29 ± 1.41) cm。两组患者心率、扫描长度、年龄、性别构成、BMI和对比剂应用，经t检验、χ²检验差异无统计学意义(P＞0.05)。

2.1 图像质量评分

前瞻性心电门控扫描冠状动脉各分支成像质量得分情况为: 5分1 027支，4分431支，3分3支，2分2支，1分0支; 回顾性心电门控扫描冠状动脉各分支成像质量得分情况为: 5分885支，4分371支，3分3支，2分2支，1分0支。两组图像质量得分差别无明显统计学意义(χ² = 1.686，P = 0.705，P＞0.05)。

2.2 辐射剂量

前瞻性心电门控组、回顾性心电门控组有效辐射剂量的95%可信区间分别为(2.68 ~ 4.10) mSv vs (9.91 ~ 11.38) mSv; 均数分别为(3.39 ± 1.33) mSv vs (10.65 ± 1.56) mSv，差异有明显统计学意义(t= 14.75，P = 0.00)，前瞻性心电门控扫描的辐射剂量可较回顾性心电门控扫描减少68.2% (表 1)。

3 讨论

CT是一种电离辐射相对较高的放射学检查，目前CT检查所致电离辐射的潜在风险正在受到越来越多的关注。CT扫描辐射剂量主要取决于CT设备的自身质量和固有的性能、CT的扫描参数设置和技术操作因素、以及受检者个体条件等三大方面。本研究是通过对比分析前瞻性和回顾性心电门控宝石CT冠状动脉成像时辐射剂量及图像质量的差异，寻找更好的冠状动脉图像质量和更少的辐射剂量的扫描方法，为临床低剂量冠状动脉CT成像扫描方案的制定提供参考依据。回顾性心电门控扫描，采用薄层、小螺距(0.16 ~ 0.24)重叠扫描，X射线曝光时间覆盖整个心动周期，扫描所得为整个心动周期的所有期相的图像数据，在心脏重建时根据同步的心电图(ECG)信号，以心脏相对静止的期相提取一段数据进行图像重建，虽然能够重建任意相位的图像，进行心功能评估，保证CTA检查的成功率，但是患者接受的无用剂量较多，检查辐射剂量问题较为明显。

前瞻性心电门控扫描技术是根据心脏博动的周期，以心电信号作为扫描的触发信号，只在设定的舒张中晚期相位进行曝光，扫描方式为间断式，只需一个心动周期中采集2 /3周的数据用于重建，为了避免心率波动，可以在此时间前后各增加最多0.10 s的数据采集，以便提供更多的相位信息。这样整个曝光时间最多只为传统螺旋扫描所用时间的26%，而且没有重复扫描，因此，至少可以降低60%以上的射线剂量^[4]。由于前瞻性心电门控序列扫描的触发时间是根据曝光前最后7个心动周期的R － R间期的平均值，只在心动周期的相对固定的时相曝光，因此，只有在左右冠状动脉的最佳重建时相的心率条件下才能保证前瞻性心电门控序列扫描的成功率，因为心率小于65次/min时双侧冠状动脉的最佳重建时相大多位70% ~ 80% R － R间期，所以行前瞻性心电门控序列扫描时要求心率心率小于65次/min且波动范围不得超过5次/min。本研究患者扫描前心率均控制在65次/min以下，主要目的是低心率有利于提高冠状动脉成像质量，本研究两种扫描方法患者均采用心动周期65% ~ 80%时相重建取得高质量图像，且两组冠状动脉各段分支的成像质量却无明显差别，但辐射剂量显示，前瞻性心电门控冠状动脉CTA扫描平均有效辐射剂量3.39 mSv，最低辐射剂量可降低到1.96 mSv，回顾性心电门控冠状动脉CTA扫描平均有效辐射剂量10.65 mSv，前瞻性心电门控冠状动脉CTA扫描的患者接受的辐射剂量显著低于回顾性门控技术，有效辐射剂量前瞻性门控组较回顾性门控组降低68.2%，结果显示前瞻性门控扫描方式比回顾性门控扫描方式具有极低辐射剂量的优点。

本研究患者心率都控制在65次/min以下，而对于心率大于65次/min且不适合服用降心率药物，或服药后心率仍明显大于65次/min，或拟行CT增强心功能评价的患者，则如何利用回顾性心电门控扫描方案降低辐射剂量有待进一步研究。虽然宝石CT具有的各种减少辐射剂量的技术，如宝石探测器的应用、ECG管电流自动调制技术及螺距~心率自动匹配技术，使回顾性心电门控扫描的剂量较前明显减低。但通过本研究显示前瞻性门控扫描方式具有极低辐射剂量的优点，在心率、心律能满足前瞻性心电门控扫描条件时，冠状动脉CTA检查应优先选择前瞻性门控进行扫描。总之，前瞻性心电门控扫描是减少患者辐射剂量的最佳扫描方式。