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。

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。

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。

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。

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。

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）。

图 1

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

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

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

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

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

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）

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）。

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x±s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。

表 1

表 1 2组基本信息比较

表 1 2组基本信息比较 组别 男/女 （例/例） 年龄 （岁，x±s） BMI （kg/m2，x±s） 扫描心动周期次数 （次，x±s） 最大心率 （次/min，x±s） 最小心率 （次/min，x±s） 平均心率 （次/min，x±s） RR间期 （ms，x±s） 达峰时间 （s，x±s） 触发扫描阈值 （HU，x±s） 触发扫描前检测次数 （次，x±s） 传统组 16/7 56.45±9.33 25.02±2.97 4.77±0.69 74.64±9.21 70.32±11.54 72.32±9.44 841.00±131.07 16.64±1.97 129.59±26.68 7.95±1.59 前瞻组 14/8 54.95±11.97 24.56±2.71 3.41±0.50 77.23±12.44 66.55±11.64 71.41±11.95 855.77±137.14 16.32±2.63 131.18±23.54 7.45±2.48 统计值 1.742 0.632 0.629 8.801 -0.735 0.991 0.257 -0.350 0.444 -0.297 0.785 P值 0.096 0.534 0.513 0.000 0.471 0.333 0.800 0.730 0.661 0.769 0.441     注：BMI，体质量指数。统计值中性别为χ2值，其余为t值。

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。

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

表 2 2组冠脉不同节段管腔及心室CT值比较（HU，x±s）

表 2 2组冠脉不同节段管腔及心室CT值比较（HU，x±s） 组别 例数 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 左心室 右心室 室间隔 传统组 23 566.69±122.88 570.94±128.21 391.50±138.02 429.19±162.68 560.98±140.42 480.50±186.78 465.86±138.88 122.61±34.96 112.05±42.42 前瞻组 22 722.58±135.99 696.49±138.54 414.35±127.78 553.07±163.87 715.94±133.01 634.16±137.33 595.27±134.07 138.19±50.51 121.49±25.72 t值 -3.977 -3.412 -0.560 -3.288 -4.018 -3.327 -2.954 -1.070 -0.869 P值 0.001 0.003 0.582 0.004 0.001 0.003 0.008 0.297 0.395

表 3

表 3 2组冠脉不同节段及心室与邻近脂肪的CNR值比较（x±s）

表 3 2组冠脉不同节段及心室与邻近脂肪的CNR值比较（x±s） 组别 例数 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 左心室 右心室 室间隔 传统组 23 20.68±5.18 32.97±24.89 12.64±6.46 17.82±11.62 21.28± 9.19 21.98±16.63 14.46±4.76 8.82±3.65 12.29±8.52 前瞻组 22 20.72±2.66 24.79±12.05 11.08±6.29 19.84±14.47 28.65±10.80 17.23±7.580 19.21±5.84 8.32±2.390 11.26±4.40 t值 -0.028 1.313 0.752 -0.520 -2.728 1.144 -3.407 0.489 0.484 P值 0.978 0.203 0.460 0.608 0.013 0.265 0.003 0.630 0.634

表 4

表 4 2组冠脉各段及整体图像质量主观评分比较（分，x±s）

表 4 2组冠脉各段及整体图像质量主观评分比较（分，x±s） 组别 例数 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 左冠整体得分 右冠整体得分 冠脉整体得分 传统组 23 4.00±0.00 3.89±0.26 3.82±0.39 3.66±0.54 3.75±0.48 3.63±0.51 3.70±0.27 3.63±0.51 3.69±0.28 前瞻组 22 3.86±0.35 3.73±0.46 3.75±0.43 3.64±0.58 3.64±0.58 3.49±0.50 3.69±0.45 3.49±0.50 3.67±0.45 t值 -1.821 -1.501 0.826 -0.176 -0.654 -0.889 -0.180 -0.889 -0.215 P值 0.083 0.148 0.418 0.862 0.520 0.384 0.859 0.384 0.831 注：整体得分为对应各段血管评分均数。

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 5

表 5 2组各种冠脉异常情况统计

表 5 2组各种冠脉异常情况统计  例 组别 例数 发育变异 软斑 钙化 壁冠状动脉 传统组 23 2 9 5 6 前瞻组 22 1 5 3 6 P值 0.97 0.17 0.75 0.5

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。

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%。

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。

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。

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。

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。

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。