可变螺距技术在颈动脉、冠脉CTA 一站式扫描中的应用

邢俊 贾一鸣 焦静 倪其鸣 孙炎冰 于红

随着社会生活方式的改变，心血管疾病（cardiovascular disease，CVD）已成为当今发病率及病死率最高的一种疾病［1］，动脉粥样硬化作为发病基础，通常同时累及冠状动脉、颈动脉及脑动脉［2,3］。文献指出颈动脉作为连接心脏和脑的通道，是观察全身动脉硬化的窗口，与冠状动脉粥样硬化关系密切［4,5］。CT 血管造影（CT angiography，CTA）通过高空间分辨率、无创、便捷等优势，是对动脉粥样硬化病变进行定性、定量分析的一种金标准检查手段［6］。本研究主要探讨相较于常规的两次扫描，可变螺距（variable helical pitch，VHP）法的一站式扫描是否具有优势。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取我院临床因怀疑颈动脉疾病且有冠心病史同时行颈动脉CTA 及冠脉CTA 患者50 例，其中男27 例，女23 例，平均年龄（58±12）岁。随机分成A、B 两组（其中A 组30 例、B 组20 例）。排除标准：1）严重的肝肾功能不全；2）碘对比剂过敏史；3）患者静脉血管条件无法到达注射流率4.0 mL/s。

1.2 仪器与检查方法

所有检查均由Canon 第三代320 排CT（Aquilion ONE PureViSION）完成扫描。A 组使用VHP 完成一次扫描，扫描范围从心底至鞍上约20 mm处；先经心脏处开启心电监护模式，至气管分叉处后自动切换成大螺距扫描（Fast pitch scanning）。监测触发层面为心脏最宽处，使用对比剂智能跟踪（SureStart）技术，兴趣区（region of interest，ROI）定位于降主动脉中心层面；注射对比剂10 s 后，对监测层面行每秒连续动态轴扫，ROI 到达设定阈值（130 HU）时即启动扫描。B 组冠脉CTA 检查：扫描范围覆盖自隆突下至心底。监测层自动定位于扫描范围的中心层面，触发ROI 定于降主动脉中心位置，到达设定阈值（150 HU）时即启动容积扫描。B 组颈动脉CTA 检查：扫描范围从鞍上约20 mm处至主动脉弓水平。监测触发层定位于升主动脉层面，ROI 到达设定阈值后（180 HU）行标准螺旋扫描，扫描方向自下而上。所用对比剂为碘帕醇（370 mg I/mL）。扫描参数均采用自动毫安秒、管电压100 kV、转速0.275 s/rot、准直器宽度0.5×160、视野320 mm、矩阵512×512、重组使用层厚1 mm、层间距0.8 mm。

1.3 图像的处理与分析

将收集患者的原始数据采用迭代算法重组后传送到工作站（Vitrea），然后进行多方位三维重组包括：容积再现（volume rendering，VR）、多平面重组（multi-planar reconstruction，MPR）、最大密度投影（maximum intensity projection，MIP）等。

1.4 图像评价

客观评价：分别测量两组的主动脉根部、右冠状动脉中段、颈动脉（包括颈动脉开口、颈动脉分叉）、基底动脉及颈静脉层面的CT 值及其标准差（standard deviation，SD）作为图像噪声。测量时避开闭塞、狭窄或钙化处，ROI 置于管腔中央，根据不同层面做相应调整；颈动脉以右侧为主。取对应段面上测量3 次，计算平均值，单位以HU 计算。同层面脂肪CT 值（CT 脂肪）作为对比信号值，计算信噪比（signal-to-noise ratio，SNR）、对比噪声比（contrast-to-noise ratio，CNR）：

主观评分：由两位高年资诊断医师采用双盲法独立阅片，对重组图像分别进行评分。冠状动脉采用美国心脏协会推荐的冠状动脉15 段分段标准［7］：4 分（优秀）：动脉充盈佳，血管对比好，血管边缘清晰，管壁清晰光滑，图像无伪影，完全能用于诊断；3分（良好）：动脉充盈良好，血管对比良好，图像存在微小伪影，血管边缘清晰，管壁清晰轻度毛糙不影响诊断质量。2 分（中等）：动脉充盈欠佳，血管对比不佳，图像有伪影，血管边缘模糊，管壁明显毛糙但仍尚可用于诊断。1 分（差）：动脉充盈差，血管观察不清，影响诊断。通过采用北美症状性颈动脉狭窄检测方法对颈动脉CTA 质量进行评分［8］：4 分（优秀）：图像质量优，清晰显示解剖细节，无伪影；3 分（良好）:图像质量良好，邻近组织结构和动脉没有明显模糊，不影响诊断；2 分（中等），图像上有中度伪影，邻近组织结构和动脉部分模糊不清，图像质量一般，仍可评价；1 分（差）：图像质量差，血管观察不清，无法诊断。

1.5 辐射剂量评估

采用CT 剂量长度乘积（dose length product，DLP）评估两组患者受检剂量。本研究辐射剂量仅统计动脉期，不包含定位像及自动跟踪技术剂量。

1.6 对比剂用量评估

A 组采用流率4.0 mL/s，注射总量0.9 mL/kg。B 组冠脉采用流率4.5 mL/s，注射总量0.8 mL/kg。B 组颈动脉CTA 采用流率4.0mL/s，注射总量0.7mL/kg。评估两组对比剂总量。

1.7 统计学方法

采用统计软件SPSS 26.0 进行数据结果统计分析。对A、B 两组的CT 值、CNR、SNR、辐射剂量、对比剂用量、颈动脉及冠状动脉的主观评分均行独立样本t 检验，P<0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 图像质量

A、B 两组50 例患者均成功完成CTA 检查，未出现并发症。两组患者基本情况比较，无统计学意义（表1）。在图像质量上，客观评价中（表2）A组和B 组除了颈静脉的CT 值、SNR 及CNR 比较有统计学差异（P<0.001），其余基底动脉、颈动脉开口、颈动脉分叉、右冠中段及主动脉根部的测值对比均无统计学差异的（P>0.05）；主观评分中（表3）两组颈动脉、冠脉15 段分段平均主观评分无统计学差异（P=0.717、P=0.607）。两组血管成像如图1、2 所示。

图1 男，62 岁，动脉粥样硬化。a）后处理示左侧颈总动脉分叉处混合斑块，右侧颈内动脉起始部混合斑块；b）CT 横断位颈内动脉开口CT 值测量；c）CT 横断位基底动脉CT 值测量；d）后处理示右冠状动脉近端非钙化斑块；e）CT 横断位右侧冠状动脉开口CT 值测量；f）一站式检查的颈动脉及冠脉VR 后处理图。

表1 两组基本资料比较

表2 两组图像客观评价

表3 两组颈主观评分

2.2 辐射剂量及对比剂用量

两组DLP ［A 组：（992.94±177.43）mGy·cm，B组：（1077.35±117.36）mGy·cm］及对比剂用量［A组（60.06±11.22）mL，B 组（100.50±9.79）mL］相较P值均小于0.001，差异具有统计学意义。

3 讨论

近年来，由于颈动脉及冠状动脉动脉粥样硬化并存具有共同的发病机制及相似危险因素［2-5］，经专家建议对冠心病患者，如果合并有既往脑卒中史、颈动脉杂音或含有二个及以上危险因素（糖尿病、高血压、高血脂、高龄、家族史、吸烟），应筛查颈动脉狭窄并存情况［5］。常规超声检查易受颈动脉钙化病变、迂曲、患者体型及操作者水平等影响产生误差［9］。颈动脉CTA 可以清晰显示管腔解剖结构，以及邻近软组织及骨性结构［10］。利用三维重组可从不同方向、层面、角度观察管腔，通过CT值的测量评估，鉴别斑块的成分及判断其稳定性。在冠心病诊断中冠脉造影与冠状动脉CTA 结果接近，而后者属于无创检查，对比剂使用剂量小、电离辐射小，是临床对冠心病最佳排查手段［11］。目前常规CT 检查中，由于颈动脉CTA 和冠状动脉CTA 的扫描均需注射对比剂显影，常分两天进行检查，避免对比剂过量致使肾功能损伤［12］。本研究通过VHP 法一站式将两次检查结合，可大幅度降低患者的时间成本。

A 组使用的VHP 技术可在常规扫描时将一段心电门控加入至所需要的扫描范围中，把两段不同螺距、模式的参数融合成一次完整的扫描。通过研究数据结果显示：两组均顺利完成检查，且各部分动脉血管皆显示良好，A 组相较于B 组其基底动脉、颈动脉开口、颈动脉分叉、主动脉根部、冠脉开口等动脉的CT 值、SD 值、SNR 及CNR 均无统计学差异；两组冠状动脉及颈动脉主观评分均为3 分以上，且CT 值为及250～350 HU，满足临床诊断需求。但两组的颈静脉数值有差异，A 组产生的静脉伪影增加了图像后处理的重组难度。笔者分析，常规颈动脉扫描为5.9 s，不使用大螺距扫描是担心改用后加快扫描，可能会出现因患者血管有堵塞狭窄导致基底动脉显影欠佳的情况。VHP 法虽然在颈动脉段使用大螺距扫描加快了扫描速度，但由于整体扫描范围加大致使扫描时间变长［（6.9±0.5）s］且ROI 到达阈值后进行屏气提示（5 s），导致颈静脉出现回流显影，虽然对三维重组有一定干扰但并不影响诊断［13,14］。

低剂量、低摄入扫描已成为研究的热点［15-19］。多层螺旋CT 降低辐射剂量的有效方法之一是增加螺距［20］。A组使用VHP法后融入了一段心电门控，通过增加颈动脉段的扫描螺距，既可以改变扫描速度避免扫描范围大及冠脉屏气产生的时间延迟，又能有效降低患者辐射剂量，DLP 相较于B 组减少约7.83%；与B 组分两次扫描相比A 组对比剂用量降低约40.2%。这表明VHP 法的一站式扫描可大幅度减少患者对比剂用量需求，尤其对临床上肾功能不佳的患者，可减少对比剂的总摄取以降低患者肾功能的损伤。且通过联合扫描让急诊医生针对已有症状患者，能更快、更有效地明确冠状动脉或颈动脉是否有堵塞；并为有行动不便或因各方面客观因素导致较难完成多次检查的患者降低时间成本。

本研究不足之处在于病例总数较少；未进行其他扫描计划，如改变扫描方向、控制颈静脉显影的同时分析对冠脉造成的影响等。

综上所述，通过新的VHP 技术完成颈动脉、冠脉CTA 一站式扫描，在保证各图像质量且满足临床诊断需求的前提下，既为患者节约时间成本又可大幅度减少对比剂摄取及降低辐射剂量，具有较高的临床应用与推广价值。